CN110374291A - 拼接式双层相变蓄热蓄冷地板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，主要包括地板装饰层(1)、龙骨(4)构成的龙骨层以及基础结构层(10)，龙骨(4)之上放置预先压制有沟槽的两层镀锌薄铁皮即上层镀锌薄铁皮(21)、下层镀锌薄铁皮(22)，形成空气通道(3)；其特征在于，在上层镀锌薄铁皮(21)的预制沟槽里相间地布置有水管(5)及上层相变材料(71)；所述下层镀锌薄铁皮(22)的沟槽里放置下层相变材料(72)。本发明整个地板结构简单，其铺装过程为拼接式干铺装；相变材料选用尼龙袋真空封装，具有不易泄露、蓄放热效果好等优点，封装后便于移动和运输，镀锌薄铁皮提前预压成型，这样使得地板铺装过程方便快捷，利于该地板的推广使用。

Description

拼接式双层相变蓄热蓄冷地板
技术领域
本发明涉及一种建筑节能领域的储能地板，尤其涉及一种拼接式相变蓄热蓄冷地板。
背景技术
北方冬季采暖产生的污染已经严重影响到人们的日常生活，利用清洁能源采暖成为缓解冬季污染的重要手段。虽然资源丰富的太阳能和廉价的谷电是很好的清洁采暖热源，但其存在强度和时间上不匹配的问题，室内环境的热稳定性和舒适性得不到保障，相变材料的应用(相变储能技术)或成为解决这一问题的关键。相变材料是利用物质发生相变时需要吸收(或放出)大量热量的性质来蓄存(或释放)热能，具有储能密度大、相变温度恒定、可多次重复使用的优点，应用在建筑中可以实现对自然冷/热源的“免费利用”。
相变地板辐射采暖系统结合了相变材料与地板辐射采暖的优势。目前由于相变辐射地板在实际工程中的构造复杂、成本相对较高，使其在大范围的应用推广中受到限制。高成本的相变地板辐射采暖系统只服务于冬季供暖，而夏季还要依靠其他的室内空气调节方式来实现舒适环境的营造，这既造成了资源的浪费，还在一定程度上促成了能源结构的恶化。不同相变温度的相变材料的使用，为相变地板跨季节运行提供了可行性方案。如何进一步改进相变地板的结构，使其即可以在冬季蓄热，又可以在夏季蓄冷，能在一定程度上降低建筑的能耗水平，避免资源浪费，实现能源的高效利用，对我国未来的经济发展及能源战略有着重要的意义。
专利号为200810106145.4的中国专利公开了一种干式相变蓄热地板采暖末端装置，采用相变材料作为蓄热介质进行采暖。该装置自上而下依次包括地板装饰层、相变材料层、空气通道、防辐射膜、保温层和地板基层，在地板装饰层和地板基层之间设有龙骨，在相邻龙骨之间的相变材料层中埋有至少一根供热水管或一个电加热膜，在空气通道的两端设有风口，与室内空气相通。相变材料通过向上导热和对流为室内供暖提供基础供暖量，同时通过调控空气通道与室内的换气速率来调整相变材料的供暖量，起到进一步调控供暖速率的作用。虽然本发明解决了相变地板蓄能方式供暖速率调节不便、相变材料有效利用率有限等缺点，并有效减小了地板采暖向下的传热损失，但其并未明确给出相变材料的封装方式，极大地影响了该发明的实施性。其次所述地板的储能形式单一，整套系统只服务于冬季供暖，不能实现跨季节的应用，系统利用率低，造成资源的浪费。
专利号为201410632282.7的中国专利公开了一种可蓄冷蓄热的相变材料温度调节系统，在地板层内设置有相变材料层，所述地板层下面设置有带有通风窗的通风层，所述相变材料层由依次排列设置的两端口封闭的套管构成，所述套管与导管之间填充有相变温度为15℃～30℃的混合相变材料，套管的一端还设置有接口，所述导管的一端分别与分水器相连接，另一端分别与集水器相连接。本发明可实现跨季节使用，冬季供暖，夏季辅助调节室温，具有改善空气质量，节约能耗等优点。但是其所述混合相变材料的相变温度范围广，在跨季节使用中，尤其在夏季，相变材料蓄、放热效果差，适用性不高，也只是起到辅助调温的作用，系统的利用率并不高；其所述相变材料层的构造复杂，地板层占用空间大，难以大范围的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其构造简单，解决了地板储能形式单一，跨季节使用效果差，相变地板结构复杂、推广难的问题；为冬季采暖利用太阳能或谷价电提供了有效途径，为夏季的建筑供冷降低能耗。
本发明的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其结构至少包括地板装饰层1、龙骨4构成的龙骨层以及基础结构层10；其特征在于，所述龙骨4之上放置预先压制有沟槽的两层镀锌薄铁皮即上层镀锌薄铁皮21、下层镀锌薄铁皮22，形成空气通道3；在所述上层镀锌薄铁皮21的预制沟槽里相间地布置有水管5及上层相变材料71；所述下层镀锌薄铁皮22的沟槽里放置有下层相变材料72。
所述上层相变材料71的相变温度为28℃～35℃，所述下层相变材料72的相变温度为18℃～25℃。
所述上层相变材料71、下层相变材料72均选用有机类相变材料，用尼龙袋真空封装后，将其紧密布置在镀锌薄铁皮的预制沟槽里，封装成型的相变尼龙袋，其径向尺寸与镀锌薄铁皮的对应预制沟槽的宽度相同。
所述空气通道3的底部铺设反射膜8。
所述基础结构层10上铺设绝热层9。
所述上层相变材料71与地板装饰层1紧密接触。
所述上层镀锌薄铁皮21与所述下层镀锌薄铁皮22的接触面之间放置绝热垫6。
所述空气通道3两端的风口处安装有可开闭的风阀11，风口通过建筑风道与室内、室外相通。
所述龙骨4采用低导热系数且强度较高的材料制成。
所述水管5选用外径为6mm～10mm的PVC软管。
所述镀锌薄铁皮2的厚度为0.8mm。
所述地板装饰层1选用厚度为6.5mm～8.5mm的实木复合地板或强化复合地板。
本发明的有益效果及优点在于：地板中使用不同相变温度的相变材料，可以同时满足供冷供热的最佳工况，使得该地板在跨季节使用中效果优良。在冬季可以实现辐射供暖，夏季利用空气通道实现送风供冷，满足人体热舒适需求。整个地板结构简单，其铺装过程为拼接式干铺装；相变材料选用尼龙袋真空封装，具有不易泄露、蓄放热效果好等优点，封装后便于移动和运输，镀锌薄铁皮提前预压成型，这样使得地板铺装过程方便快捷，利于该地板的推广使用。
附图说明
图1是本发明的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板的结构示意图；
图2是本发明的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板的结构分解拼装示意图；
图3是本发明实施例的夏季白天室内供冷示意图；
图4是本发明实施例夏季夜间相变材料蓄冷示意图。
附图标记：
1、地板装饰层、21、上层镀锌薄铁皮、22、下层镀锌薄铁皮、3、空气通道、4、龙骨、5、水管、6、绝热垫、71、上层相变材料、72、下层相变材料、8、反射膜、9、绝热层、10、基础结构层、11、风阀。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。
如图1至图2所示，为本发明的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板的具体构造和各部分位置关系。具体实施方式说明如下：
地板装饰层1铺设在镀锌薄铁皮上，地板装饰层1选用厚度为6.5mm～8.5mm的实木复合地板或强化复合地板。镀锌薄铁皮的厚度为0.8mm，预先按照拼接尺寸加工出形状不同的沟槽。两层预制加工好的镀锌薄铁皮放置在龙骨4之上，上层镀锌薄铁皮21与下层镀锌薄铁皮22的接触面之间放置绝热垫6，在冬季供暖工况时，减缓热量通过上层镀锌薄铁皮21向下层镀锌薄铁皮22的传导速率。镀锌薄铁皮与龙骨4构成空气通道3。所述龙骨4采用木料、工程塑料、或其他低导热系数且强度较高的材料制成。相变温度为28℃～35℃的相变材料71与水管5相间布置在上层镀锌薄铁皮21的对应沟槽里，下层镀锌薄铁皮22的沟槽里全部放置18℃～25℃的相变材料72，由于龙骨4的支撑，水管5和相变材料均不承受来自地板上方的压力，则所述水管5选用外径为6mm～10mm的PVC软管，其抗张强度好、适用温度范围广，布置在镀锌薄铁皮21上，接触面积大，导热效果好，地板的辐射效率高；所述相变材料采用尼龙袋真空封装，具体封装过程为：将相变材料融化后填充在预先准备好的尼龙袋中，待凝固后用真空包装机抽真空热熔封口，其径向尺寸与镀锌薄铁皮中对应预制沟槽的宽度相同。把封装好的相变尼龙袋紧密的并列排列在镀锌薄铁皮的预制沟槽里。施工过程由各组件模块化拼接完成，地板结构简单，利于该地板的推广使用。要求相变尼龙袋与镀锌薄铁皮、地板装饰层1紧密接触，这样便于相变材料的蓄、放热。在空气通道3两端的风口处安装有可开闭的风阀11，风口通过建筑风道与室内、室外相连通。空气通道3的底部铺设反射膜8，所述反射膜8用铝箔或其他高反射率材料制成，减小相变材料7B对绝热层9的辐射换热，这样通过绝热层9向下方地层漏热量被大为减小，所述绝热层9铺设在基础结构层10上，用保温材料做成。
工作过程如下：
冬季供暖：热媒流经水管5为室内辐射供暖的同时，通过导热性能良好的镀锌薄铁皮21为上层相变材料71蓄热。由于下层相变材料72的相变温度低，通过上层镀锌薄铁皮21的热辐射和通过绝热垫6和下层镀锌薄铁皮22的导热以及空气通道3内的对流换热，使下层相变材料7B融化蓄热，这样使得整个地板的蓄热量大为增加，由于空气通道3的存在和反射膜8的作用，极大地减少了向基础结构层10传导的热量。蓄热后，在不提供热媒的时间段内，相变材料通过冷凝放热，继续维持地板层温度，向室内辐射供暖，为太阳能的利用和解决供电网峰谷差等问题提供了有效途径。系统间歇性运行时，在供暖初期，地板辐射提升室温的速率较慢，如果需要，可将室内空气引入空气通道3中进行对流换热，为室内直接提供热风，达到快速提升室温的目的。
夏季供冷：首先在不提供冷媒的情况下，白天将风阀11闭合到室外风道一侧，如图3所示空气通道3与室内连通，把室内空气引入空气通道3中，下层相变材料72融化蓄热，经过对流换热使室内空气温度降低，下层相变材料72的相变温度低，满足室内供冷的效果好。如果室内温度过热，上层相变材料71也会辅助起到降低室温波动的作用。在夜间将风阀11闭合到室内风道一侧，如附图4所示空气通道3与室外连通，将室外冷风引入空气通道3中，相变材料遇冷，凝固放热，白天储存在相变材料中的热量被转移到室外。整个过程相变材料发挥了的蓄冷作用，从而实现夏季建筑低能耗供冷的目的。其次，在蓄冷量不充足的情况下，向水管5内通入冷媒，为房间辐射供冷，营造良好的室内热舒适环境。

Claims (10)

1.一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其结构至少包括地板装饰层(1)、龙骨(4)构成的龙骨层以及基础结构层(10)；其特征在于，所述龙骨(4)之上放置预先压制有沟槽的两层镀锌薄铁皮即上层镀锌薄铁皮(21)、下层镀锌薄铁皮(22)，形成空气通道(3)；在所述上层镀锌薄铁皮(21)的预制沟槽里相间地布置有水管(5)及上层相变材料(71)；所述下层镀锌薄铁皮(22)的沟槽里放置有下层相变材料(72)。
2.如权利要求1所述的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其特征在于，所述上层相变材料(71)的相变温度为28℃～35℃，所述下层相变材料(72)的相变温度为18℃～25℃。
3.如权利要求1所述的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其特征在于，所述上层相变材料(71)、下层相变材料(72)均选用有机类相变材料，用尼龙袋真空封装后，将其紧密布置在镀锌薄铁皮的预制沟槽里，封装成型的相变尼龙袋，其径向尺寸与镀锌薄铁皮的对应预制沟槽的宽度相同。
4.如权利要求1所述的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其特征在于，所述空气通道(3)的底部铺设反射膜(8)。
5.如权利要求1所述的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其特征在于，所述基础结构层(10)上铺设绝热层(9)。
6.如权利要求1所述的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其特征在于，所述上层相变材料(71)与地板装饰层(1)紧密接触。
7.如权利要求1所述的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其特征在于，所述上层镀锌薄铁皮(21)与所述下层镀锌薄铁皮(22)的接触面之间放置绝热垫(6)。
8.如权利要求1所述的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其特征在于，所述空气通道(3)两端的风口处安装有可开闭的风阀(11)，风口通过建筑风道与室内、室外相通。
9.如权利要求1所述的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其特征在于，所述龙骨(4)采用低导热系数且强度较高的材料制成。
10.如权利要求1所述的一种拼接式双层相变蓄热蓄冷地板，其特征在于，所述水管(5)选用外径为6mm～10mm的PVC软管。
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