CN108131715B - 一种昼夜两用型太阳能加湿暖床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种昼夜两用型太阳能加湿暖床，包括围箱，围箱顶部设置有床板，床板下方设置有床面加热系统，床面加热系统的下方相邻设置有分别与床面加热系统连通的加湿系统以及热风系统；所述的加湿系统用于产生湿热空气，所述的湿热空气进入床面加热系统中后，可通过床面加热系统对所述的湿热空气加热后排放到周围环境中，或不对所述湿热空气加热，使湿热空气进入所述热风系统，利用热风系统对所述湿热空气加热后再排放到周围环境中；所述的床面加热系统、加湿系统以及热风系统均与太阳能热水器连接且独立控制。本发明昼夜两用，充分利用太阳能光热资源，解决了传统太阳能炕无法对室内湿度进行调节、供热不均、舒适度低、昼间闲置浪费的问题。

Description

一种昼夜两用型太阳能加湿暖床

技术领域

本发明涉及一种建筑室内采暖装置，具体涉及一种昼夜两用型太阳能加湿暖床。

背景技术

我国北方地区冬季寒冷干燥,绝大多数村镇住宅热工条件差，冷风渗透严重，室内环境恶劣。村镇住宅改善室内环境的方式主要侧重室内热环境调控，以加热采暖为主，如：火炕、土暖气、火炉或较新型的太阳能炕。这就使得本就干燥的室内湿环境更加不符合人体舒适需求，易使人感觉皮肤干痒，夜间睡眠期间口舌干燥，连呼吸都显得“难以下咽”。

火炕是北方村镇居民使用最普遍的采暖方式之一，但是火炕环保性较差、热能利用率低、卫生条件差、炕面热惰性较大、温度分布不均匀且不易控制，随着人们生活水平的提高，火炕的不适应性也愈发明显。面对火炕的诸多弊端，利用太阳能热水采暖的太阳能炕应运而生，但是现存的太阳能炕仍存在诸多不足，如：无法调控室内湿环境，炕面温度分布舒适度不足，无法实现全天采暖。

综上所述，如何充分利用太阳能光热资源等清洁能源，在寒冷干燥的北方实现室内采暖的同时对室内湿环境进行调控，进一步提高室内环境舒适度，对人们生活水平的提高及建筑节能具有积极的推动作用。

发明内容

针对现有的火炕与太阳能炕无法调控室内湿环境，炕面温度舒适性差，无法实现全天采暖的问题，本发明的目的在于，提供一种可调节室内湿环境的昼夜两用太阳能暖床，夜间实现床面舒适采暖的同时向人体呼吸区提供加湿加热后的空气；昼间通过加湿系统与热风系统，向室内提供可加湿室内空气的热风，实现昼间舒适性采暖。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种昼夜两用型太阳能加湿暖床，包括围箱，围箱顶部设置有床板，床板下方设置有床面加热系统，床面加热系统的下方相邻设置有分别与床面加热系统连通的加湿系统以及热风系统；所述的加湿系统用于产生湿热空气，所述的湿热空气进入床面加热系统中后，可通过床面加热系统对所述的湿热空气加热后排放到周围环境中，或不对所述湿热空气加热，使湿热空气进入所述热风系统，利用热风系统对所述湿热空气加热后再排放到周围环境中；所述的床面加热系统、加湿系统以及热风系统均与太阳能热水器连接且独立控制。

进一步地，所述的加湿系统包括一个喷淋箱，喷淋箱内由挡水板分隔成第一区域、第二区域，所述的挡水板的中部以上分布有倾斜于水平面设置的过风槽；所述第一区域的侧壁上开设有第二进风口，喷淋箱外部的围箱上开设有第一进风口；第一区域中设置有喷淋管，喷淋管上安装有雾化喷头，位于雾化喷头的下方设置有蓄水槽；所述的第二区域的顶部安装有静音风扇，静音风扇上方的床面加热系统上开设有通槽。

进一步地，所述的喷淋箱的一侧设置有加湿水箱，所述的喷淋管连接至加湿水箱，在喷淋管上安装有喷淋泵；所述的加湿水箱中布设有呈螺旋状的第一加热盘管，第一加热盘管的两端连接至所述的太阳能热水器，在第一加热盘管上安装有第一电磁阀；所述的喷淋箱中的蓄水槽与加湿水箱通过回水管连接，回水管上安装有回水泵；所述的加湿水箱上还连接有补水管；

其中，所述的喷淋泵、回水泵均位于喷淋箱和加湿水箱之间的间腔中，在间腔中安装有第一贯流风机；所述的第一进风口、第二进风口分别位于间腔的两个相邻的侧壁上。

进一步地，所述的床面加热系统包括无顶面的顶盒，顶盒顶部可拆卸地覆盖有所述的床板，顶盒中分布有用于支撑所述床板的支柱；所述的顶盒中盘绕设置有第二加热盘管，第二加热盘管上安装有第二电磁阀；第二加热盘管的两端穿出围箱并连接至所述的太阳能热水器；所述的床板上开设有第一出风口，所述的顶盒底部设置有伸入所述热风系统中的第二出风口。

进一步地，所述的顶盒中沿床板的前端至后端方向间隔布设有多个高度逐渐增大的盘管支架，盘管支架的横截面为三角形结构，在盘管支架的顶部沿盘管支架的长度方向开设有横截面为圆弧形的、用于布设所述第二加热盘管的管槽；所述的盘管支架包括第一盘管支架和第二盘管支架，其中第二盘管支架的高度小于第一盘管支架的高度，在第一盘管支架上沿床板的前端至后端方向开设有通风槽。

进一步地，所述的热风系统包括底板，底板上间隔且平行布设有盘管支板；所述的盘管支板包括至少一个第二支板以及至少一个第一支板，其中第一支板的长度小于第二支板的长度；所述的第一支板、第二支板之间穿插设置有第三加热盘管，第三加热盘管与底板平行，第三加热盘管上安装有第三电磁阀，第三加热盘管的两端穿出围箱并连接至所述的太阳能热水器；

所述的热风系统一侧的围箱侧壁上设置有第三出风口，第三出风口上安装有第二贯流风机。

进一步地，所述的热风系统的周围设置有保温层，热风系统与加湿系统的底部设置有减震垫。

进一步地，所述的加湿系统与围箱之间设置有隔音毡。

进一步地，所述的围箱中设置有用于分隔加湿系统以及热风系统的隔板，隔板的高度小于围箱高度。

本发明与现有技术相比，具有以下技术特点：

1.在普通太阳能炕基础上加入加湿系统，通过床体内的小规模喷淋对室内空气进行加湿，提高室内舒适度。

2.昼夜两用，充分利用太阳能光热，可实现全天采暖。

3.通过设置顶盒内不同高度的盘管支架，产生由脚部至头部的温度梯度，提高人体夜间睡眠热舒适度。

4.床体结构紧凑，空气可顺利在各系统之间流通，顶盒即是加热部件的同时在系统中起风道作用，通过在盘管支架上开口，设置不同长度的支板来设计合理的气流组织，使空气可以充分加热，防止气流短路。

5.组装简单，便于维修，打开床板即可检修床面加热系统，移去顶盒即可检修加湿系统与热风系统。

附图说明

图1为移去顶盒的俯视结构示意图；

图2为图1中A-A剖面结构示意图；

图3为喷淋箱结构示意图；

图4为加湿水箱结构示意图；

图5为加湿水箱加热盘管布置示意图；

图6为床面加热系统俯视结构示意图；

图7为图6中B-B剖面结构示意图；

图8为盘管支板结构示意图；

图9为围箱结构示意图；

图中标号代表：1—加湿系统，2—床面加热系统，2-1—顶盒，2-1a—床板，2-1b—支柱，2-2—第二加热盘管，2-3—第二电磁阀，2-4a—第一盘管支架，2-4b—第二盘管支架，2-4c—管槽，2-4d—通风槽，2-5—第一出风口，2-6—第二出风口，2-7—通槽，3—热风系统，3-1—第三加热盘管，3-2—第三电磁阀，3-3盘管支板，3-3a—第一支板，3-3b-第二支板，3-3c—底板，4—围箱，4-1—第一进风口，4-2—第三出风口，4-3—第一贯流风机，4-4—第二贯流风机，4-5—隔板，5—加湿水箱，5-1—喷淋管，5-2—回水管，5-3—补水管，5-4—第一加热盘管，5-5—第一电磁阀，6—喷淋箱，6-1—第二进风口，6-2—雾化喷头，6-3—蓄水槽，6-4—挡水板，6-5—静音风扇，6-6—过风槽，7—喷淋泵，8—回水泵，9—隔音毡，10—保温层，11—减震垫，12—间腔。

具体实施方式

如图1至图9所示，本发明公开了一种昼夜两用型太阳能加湿暖床，包括围箱4，围箱4顶部设置有床板2-1a，床板2-1a下方设置有床面加热系统2，床面加热系统2的下方相邻设置有分别与床面加热系统2连通的加湿系统1以及热风系统3；所述的加湿系统1用于产生湿热空气，所述的湿热空气进入床面加热系统2中后，可通过床面加热系统2对所述的湿热空气加热后排放到周围环境中，或不对所述湿热空气加热，使湿热空气进入所述热风系统3，利用热风系统3对所述湿热空气加热后再排放到周围环境中；所述的床面加热系统2、加湿系统1以及热风系统3均与太阳能热水器连接且独立控制，这里的独立控制是指三个系统的热源能独立地进行供给或切断。

具体地，所述的围箱4为一个无顶面且空心的矩形木箱，其内部的加湿系统1、热风系统3位于床面加热系统2的下方，三个系统均通过太阳能热水器提供热源，并且三个系统的热源供给是独立的。其中，床面加热系统2通过太阳能热水器提供的热水进行换热，对床板2-1a加热，从而为用户在睡眠时提供热量；考虑到室内环境湿度问题，本方案中采用加湿系统1、床面加热系统2和热风系统3配合的方式，为床周围的环境在不同的需求下提供不同的湿度。

其中，加湿系统1产生湿热空气，湿热空气在加湿系统1中进行预热，预热后进入到床面加热系统2中，对预热后的湿热空气进行加热，然后排入到周围环境中，从而在提升周围环境温度的同时，也增加了环境湿度，使室内环境更加舒适；如需要更高的环境温度，可使升温后的湿热空气进入到热风系统3中进行二次加热，再将加热后的湿热空气排出。

另外，在昼间不需要对床面进行加热时，床面加热系统2的热源不开启，可使加湿系统1提供的湿热空气穿过床面加热系统2后，进入到热风系统3中，利用热风系统3对湿热空气加温，再将升温后的空气排到周围环境中。

通过上述各系统间的配合，实现了床面舒适采暖的同时向人体提供加湿加热后的空气，使用户在室内更加舒适。

可选地，如图1所示，所述的加湿系统1包括一个喷淋箱6，喷淋箱6内由挡水板6-4分隔成第一区域、第二区域两个矩形区域，如图3所示，所述的挡水板6-4的中部以上分布有倾斜于水平面设置的过风槽6-6；过风槽6-6的目的是允许空气穿过挡水板6-4，而由于其倾斜的布设方式，使得喷淋后凝结在挡水板6-4上的水珠下落时不能进入到槽中。所述第一区域的侧壁上开设有第二进风口6-1，该进风口为防水百叶进风口，其中进风口上的百叶向喷淋箱6的内侧倾斜，以防止喷淋过程中水从第二进风口6-1外泄；喷淋箱6外部的围箱4上开设有第一进风口4-1，第一进风口4-1、第二进风口6-1连通；第一区域中设置有喷淋管5-1，喷淋管5-1上安装有雾化喷头6-2，位于雾化喷头6-2的下方设置有蓄水槽6-3，用于接取凝结后的水；所述的第二区域的顶部安装有静音风扇6-5，静音风扇6-5上方的床面加热系统2上开设有通槽2-7，打开静音风扇6-5后，静音风扇6-5将雾化喷头6-2喷洒产生的水汽穿过通槽2-7吸入到所述的床面加热系统2中。

进一步地，向喷淋管5-1提供的水源为热水，以使雾化喷淋后产生湿热空气，热水由加湿水箱5提供。所述的喷淋箱6的一侧设置有加湿水箱5，所述的喷淋管5-1连接至加湿水箱5，在喷淋管5-1上安装有喷淋泵7；打开喷淋泵7，使加压后的热水进入喷淋管5-1中，并最终从雾化喷头6-2上喷出。所述的加湿水箱5中布设有呈螺旋状的第一加热盘管5-4，如图5所示，第一加热盘管5-4的两端连接至所述的太阳能热水器，在第一加热盘管5-4上安装有第一电磁阀5-5，用于控制第一加热盘管5-4内循环热水的通断；所述的喷淋箱6中的蓄水槽6-3与加湿水箱5通过回水管5-2连接，回水管5-2上安装有回水泵8，打开回水泵8可将蓄水槽6-3中的凝结水抽回到加湿水箱5中；所述的加湿水箱5上还连接有补水管5-3，补水管5-3与可与自来水管连接，用于向加湿水箱5中补水。

如图1所示，喷淋箱6和加湿水箱5之间有一定的距离以构成间腔12，所述的喷淋泵7、回水泵8均位于喷淋箱6和加湿水箱5之间的间腔12中，在间腔12中安装有第一贯流风机4-3，用于向喷淋箱6中抽取空气；所述的第一进风口4-1、第二进风口6-1分别位于间腔12的两个相邻的侧壁上；第一贯流风机4-3打开后，外界空气先通过第一进风口4-1进入间腔12中，再穿过第二进风口6-1进入到喷淋箱6中。

如图6、图7所示，本实施例中，所述的床面加热系统2包括无顶面的顶盒2-1，顶盒2-1顶部可拆卸地覆盖有所述的床板2-1a，床板2-1a可采用导热性能较好的铝板；顶盒2-1中分布有用于支撑所述床板2-1a的支柱2-1b；所述的顶盒2-1中盘绕设置有第二加热盘管2-2，第二加热盘管2-2上安装有第二电磁阀2-3；第二加热盘管2-2的两端穿出围箱4并连接至所述的太阳能热水器；所述的床板2-1a上开设有第一出风口2-5，所述的顶盒2-1底部设置有伸入所述热风系统3中的第二出风口2-6。优选地，第一出风口2-5、第二出风口2-6为电动出风口，其中均安装有电动阀，通过电动阀来打开或闭合第一出风口2-5、第二出风口2-6。在床板2-1a上放置被褥时，应注意不能覆盖第一出风口2-5，以避免被褥被打湿或出风不畅的问题。

如图7所示，所述的顶盒2-1中沿床板2-1a的前端至后端方向间隔布设有多个高度逐渐增大的盘管支架，盘管支架的横截面为三角形结构，在盘管支架的顶部沿盘管支架的长度方向开设有横截面为圆弧形的、用于布设所述第二加热盘管2-2的管槽2-4c，第二加热盘管2-2卡入到所述的管槽2-4c中；所述的盘管支架包括第一盘管支架2-4a和第二盘管支架2-4b，其中第二盘管支架2-4b的高度小于第一盘管支架2-4a的高度，在第一盘管支架2-4a上沿床板2-1a的前端至后端方向开设有通风槽2-4d。即，所述的盘管支架中，一半为高度递增第一盘管支架2-4a，另一半为高度递增的第二盘管支架2-4b，这样的坡度布设方式，可保证湿热空气进入到顶盒2-1中，可自床板2-1a后端至前端的方向依次经过第一盘管支架2-4a、第二盘管支架2-4b顺利流通，并最终通过第一出风口2-5排出；另外，在第一盘管支架2-4a上有通风槽2-4d，其作用是使湿热空气能顺利穿过第一盘管支架2-4a。所述的床板2-1a前端和后端，是指人体躺在床板2-1a上后，头部所在端为前端，脚部所在端为后端。加湿系统1位于床板2-1a后端的下方。

另外，由于盘管支架存在高度差，靠近床板2-1a前端的第二加热盘管2-2距离床板2-1a员而另一端距离近，这样使得床板2-1a上存在温度梯度，其中温度较高的床板2-1a后端对应人体的下半部分，温度较低的床板2-1a前端对应于人体的上半部分；满足人体睡眠的热舒适需求。

如图8所示，本方案中，热风系统3包括底板3-3c，底板3-3c上间隔且平行布设有盘管支板3-3；所述的盘管支板3-3包括至少一个第二支板3-3b以及至少一个第一支板3-3a，其中第一支板3-3a的长度小于第二支板3-3b的长度，但二者高度相同，可对上方的顶盒2-1部分起到支撑作用；所述的第一支板3-3a、第二支板3-3b之间穿插设置有第三加热盘管3-1，第三加热盘管3-1与底板3-3c平行，第三加热盘管3-1上安装有第三电磁阀3-2，第三加热盘管3-1的两端穿出围箱4并连接至所述的太阳能热水器；本实施例中，第一支板3-3a设置两个，第二支板3-3b设置一个。热风系统3中的这种布设方式，使为了使第三加热盘管3-1能与空气有充分的接触面积，使进入到热风系统3中湿热空气能更好地与第三加热盘管3-1换。为了防止气流短路，第二支板3-3b、第一支板3-3a为不同的长度。

如图1所示，所述的热风系统3一侧的围箱4侧壁上设置有第三出风口4-2，第三出风口4-2上安装有第二贯流风机4-4。

优选地，本发明的具体实施例中，围箱4采用木板制成，木板厚度24mm；第一加热盘管5-4、第二加热盘管2-2、第三加热盘管3-1均采用20mm厚度的PVC管，第二加热盘管2-2、第三加热盘管3-1的布设间距均为100mm，盘管支板3-3由不锈钢板焊接制成，所述的热风系统3的周围设置有EPS聚苯板保温层10，热风系统3与加湿系统1的底部设置有40mm厚度的减震垫11，用于减小由于泵的运行而产生的震动；所述的加湿系统1与围箱4之间设置有隔音毡9。

本发明夜间工况为床面供热与呼吸区热风加湿结合：

开启第一贯流风机4-3低风量档，打开第一电磁阀5-5、第二电磁阀2-3、静音风扇6-5、第一出风口2-5。通过第一电磁阀5-5的启闭控制第一加热盘管5-4，使得加湿水箱5中的喷淋水温维持在25℃左右，在喷淋加湿的同时对也空气进行了预热。喷淋泵7将加湿水箱5中的热水加压送入喷淋箱6，通过雾化喷头6-2实现喷淋，喷淋后凝结的水由蓄水槽6-3储存，在回水泵8的作用下通过回水管5-2回到加湿水箱5中。在第一贯流风机4-3的作用下，空气通过第一进风口4-1、第二进风口6-1进入喷淋箱6，混合加湿预热后的空气通过过风槽6-6穿过挡水板6-4、静音风扇6-5进入顶盒2-1内进行再热。通过第二加热盘管2-2来加热顶板及盘管支架，加湿预热后的空气通过与加热盘管及盘管支架的换热实现再热，然后经第一出风口2-5排到周围环境中，第一出风口2-5的位置靠近人体呼吸区。

本发明昼间工况为室内加湿热风采暖：

开启第一贯流风机4-3高风量档，打开第二贯流风机4-4、第一电磁阀5-5、第三电磁阀3-2、静音风扇6-5、第二出风口2-6，关闭第一出风口2-5。加湿过程同夜间加湿方式，此时的顶盒2-1仅起到风道的作用，加湿系统1加湿预热后的空气经顶盒2-1，通过第二出风口2-6进入热风系统3，第三热水盘管加热热风系统3中空气的同时，加热盘管支板3-3进一步增强与空气的对流换热，加湿预热后的空气经过再热后，通过第二贯流风机4-4与第三出风口4-2排入室内。

Claims (4)

1.一种昼夜两用型太阳能加湿暖床，包括围箱(4)，围箱(4)顶部设置有床板(2-1a)，床板(2-1a)下方设置有床面加热系统(2)，其特征在于，所述的床面加热系统(2)的下方相邻设置有分别与床面加热系统(2)连通的加湿系统(1)以及热风系统(3)；所述的加湿系统(1)用于产生湿热空气，所述的湿热空气进入床面加热系统(2)中后，可通过床面加热系统(2)对所述的湿热空气加热后排放到周围环境中，或不对所述湿热空气加热，使湿热空气进入所述热风系统(3)，利用热风系统(3)对所述湿热空气加热后再排放到周围环境中；所述的床面加热系统(2)、加湿系统(1)以及热风系统(3)均与太阳能热水器连接且独立控制；

所述的加湿系统(1)包括一个喷淋箱(6)，喷淋箱(6)内由挡水板(6-4)分隔成第一区域、第二区域，所述的挡水板(6-4)的中部以上分布有倾斜于水平面设置的过风槽(6-6)；所述第一区域的侧壁上开设有第二进风口(6-1)，喷淋箱(6)外部的围箱(4)上开设有第一进风口(4-1)；第一区域中设置有喷淋管(5-1)，喷淋管(5-1)上安装有雾化喷头(6-2)，位于雾化喷头(6-2)的下方设置有蓄水槽(6-3)；所述的第二区域的顶部安装有静音风扇(6-5)，静音风扇(6-5)上方的床面加热系统(2)上开设有通槽(2-7)；

所述的喷淋箱(6)的一侧设置有加湿水箱(5)，所述的喷淋管(5-1)连接至加湿水箱(5)，在喷淋管(5-1)上安装有喷淋泵(7)；所述的加湿水箱(5)中布设有呈螺旋状的第一加热盘管(5-4)，第一加热盘管(5-4)的两端连接至所述的太阳能热水器，在第一加热盘管(5-4)上安装有第一电磁阀(5-5)；所述的喷淋箱(6)中的蓄水槽(6-3)与加湿水箱(5)通过回水管(5-2)连接，回水管(5-2)上安装有回水泵(8)；所述的加湿水箱(5)上还连接有补水管(5-3)；

其中，所述的喷淋泵(7)、回水泵(8)均位于喷淋箱(6)和加湿水箱(5)之间的间腔(12)中，在间腔(12)中安装有第一贯流风机(4-3)；所述的第一进风口(4-1)、第二进风口(6-1)分别位于间腔(12)的两个相邻的侧壁上；

所述的床面加热系统(2)包括无顶面的顶盒(2-1)，顶盒(2-1)顶部可拆卸地覆盖有所述的床板(2-1a)，顶盒(2-1)中分布有用于支撑所述床板(2-1a)的支柱(2-1b)；所述的顶盒(2-1)中盘绕设置有第二加热盘管(2-2)，第二加热盘管(2-2)上安装有第二电磁阀(2-3)；第二加热盘管(2-2)的两端穿出围箱(4)并连接至所述的太阳能热水器；所述的床板(2-1a)上开设有第一出风口(2-5)，所述的顶盒(2-1)底部设置有伸入所述热风系统(3)中的第二出风口(2-6)；

所述的顶盒(2-1)中沿床板(2-1a)的前端至后端方向间隔布设有多个高度逐渐增大的盘管支架，盘管支架的横截面为三角形结构，在盘管支架的顶部沿盘管支架的长度方向开设有横截面为圆弧形的、用于布设所述第二加热盘管(2-2)的管槽(2-4c)；所述的盘管支架包括第一盘管支架(2-4a)和第二盘管支架(2-4b)，其中第二盘管支架(2-4b)的高度小于第一盘管支架(2-4a)的高度，在第一盘管支架(2-4a)上沿床板(2-1a)的前端至后端方向开设有通风槽(2-4d)；

所述的热风系统(3)包括底板(3-3c)，底板(3-3c)上间隔且平行布设有盘管支板(3-3)；所述的盘管支板(3-3)包括至少一个第二支板(3-3b)以及至少一个第一支板(3-3a)，其中第一支板(3-3a)的长度小于第二支板(3-3b)的长度；所述的第一支板(3-3a)、第二支板(3-3b)之间穿插设置有第三加热盘管(3-1)，第三加热盘管(3-1)与底板(3-3c)平行，第三加热盘管(3-1)上安装有第三电磁阀(3-2)，第三加热盘管(3-1)的两端穿出围箱(4)并连接至所述的太阳能热水器；

所述的热风系统(3)一侧的围箱(4)侧壁上设置有第三出风口(4-2)，第三出风口(4-2)上安装有第二贯流风机(4-4)。

2.如权利要求1所述的昼夜两用型太阳能加湿暖床，其特征在于，所述的热风系统(3)的周围设置有保温层(10)，热风系统(3)与加湿系统(1)的底部设置有减震垫(11)。

3.如权利要求1所述的昼夜两用型太阳能加湿暖床，其特征在于，所述的加湿系统(1)与围箱(4)之间设置有隔音毡(9)。

4.如权利要求1所述的昼夜两用型太阳能加湿暖床，其特征在于，所述的围箱(4)中设置有用于分隔加湿系统(1)以及热风系统(3)的隔板(4-5)，隔板(4-5)的高度小于围箱(4)高度。