CN111156580B - 一种可增强换热的相变蓄热地板结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的可增强换热的相变蓄热地板结构及其施工方法属于建筑节能领域，该地板结构由下至上依次包括基础结构层、绝热层、相变蓄热层和地板装饰层，相变蓄热层包括加热管线和相变蓄热盒，相变蓄热盒中填充有相变材料，其特征在于：加热管线包括下层加热管线和上层加热管线，下层加热管线穿过相变蓄热盒，上层加热管线放置于相邻两个相变蓄热盒侧壁顶部形成的缺口中。本发明的加热管线双层布置，可以增加加热管线的布置密度。而且在间歇性供暖时，上层加热管线的作用在于可以很快的提升室温，辅助蓄热；下层加热管线为相变材料的蓄热提供足够的热量。并在不锈钢管与不锈钢盒之间连接肋片来强化换热，可以在极大提升相变蓄热地板的蓄热、放热速率。

Description

一种可增强换热的相变蓄热地板结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑节能领域，具体为一种可增强换热的相变蓄热地板结构及其施工方法。
背景技术
近年来，随着科学技术、市场经济的发展，人们不断提高着对居住和工作环境的要求，使得传统的散热器供暖方式不再满足需求。地板辐射采暖具有舒适性高、节能、节省空间，并可有效利用低温热源等优点。对于不宜采用集中式供暖而采用分散式供暖系统地区的用户，为了在满足实际供暖需求的情况下进一步降低能耗，可以采取间歇供暖的方式，就具体实施方案而言，可以采用夜间运行、白天停机的运行模式，对电网负荷可以起到削峰填谷的作用。
相变材料是一种通过自身物相的变化蓄存大量热能的物质。将其结合在地板中可以增强地板的蓄热性能，从而为实现间歇性供暖，提供解决方案。然而目前随着研究的深入相变蓄热地板在理论上是经济节能的，但在实际的应用推广的过程中，由于相变蓄热地板导热性能差，导致系统的蓄放热速率较低。
因此，如何提高相变蓄热地板的蓄热、放热效果，高效地进行间歇性供暖，实现建筑采暖对太阳能和谷价电的利用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可增强换热的相变蓄热地板结构及其施工方法，以解决目前相变蓄热地板在实际推广应用中存在相变蓄热地板导热性能差的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种可增强换热的相变蓄热地板结构，由下至上依次包括基础结构层、绝热层、相变蓄热层和地板装饰层，所述相变蓄热层包括加热管线和相变蓄热盒，所述相变蓄热盒中填充有相变材料，所述加热管线包括下层加热管线和上层加热管线，所述下层加热管线穿过相变蓄热盒，所述上层加热管线放置于相邻两个相变蓄热盒侧壁顶部形成的缺口中。
优选地，所述相变蓄热盒包括不锈钢盒和不锈钢管，所述不锈钢盒的侧壁顶部向不锈钢盒内部凹陷形成缺口，所述不锈钢管沿不锈钢盒的底部内壁通长设置，所述下层加热管线设置在不锈钢管中，所述相变材料填充在不锈钢管与不锈钢盒之间的空隙中。
优选地，所述相变蓄热盒还包括肋片，所述肋片连接在不锈钢管与不锈钢盒之间。
优选地，所述加热管线为PVC软管或地热电缆。
优选地，所述上层加热管线与相变蓄热盒之间的空隙中设有填充粉末。
优选地，所述填充粉末为高导热材料。
优选地，所述相变材料为石蜡，其相变温度为30℃～35℃。
优选地，所述绝热层为低导热系数的保温材料。
优选地，所述地板装饰层为6.5mm～8.5mm厚的实木复合地板或强化复合地板。
另外，本发明还提供了上述可增强换热的相变蓄热地板结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、在基础结构层上铺设绝热层后，将不锈钢盒并排铺设在绝热层上；
步骤二、将相变材料熔融后注入不锈钢盒中，待相变材料冷却后将不锈钢盒密封；
步骤三、将下层加热管线穿过每个相变蓄热盒中的不锈钢管，将上层加热管线呈蛇形布置于相邻两个相变蓄热盒侧壁顶部形成的缺口中；
步骤四、用填充粉末将上层加热管线与相变蓄热盒之间的空隙填满；
步骤五、铺设地板装饰层。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：
（1）本发明设计一种新型的相变蓄热盒，不锈钢盒的顶部侧壁向内凹陷形成缺口，相邻不锈钢盒并排放置时，缺口可以用于放置上层加热管线。不锈钢管沿不锈钢盒的底部内壁通长设置，可以用于放置下层加热管线。从而实现加热管线双层布置，可以增加加热管线的布置密度。而且在间歇性供暖时，上层加热管线的作用在于可以很快的提升室温，辅助蓄热；下层加热管线为相变材料的蓄热提供足够的热量。
（2）本发明采用不锈钢盒来封装相变材料，并在不锈钢管与不锈钢盒之间连接肋片来强化换热，可以在很大程度上提升相变蓄热地板的蓄热、放热速率。
附图说明
图1为相变蓄热地板结构的剖面结构示意图。
图2为相变蓄热盒的剖面结构示意图。
附图标注：1-基础结构层、2-绝热层、3-加热管线、31-下层加热管线、32-上层加热管线、4-相变蓄热盒、41-相变材料、42-不锈钢盒、43-不锈钢管、44-肋片、5-地板装饰层、6-填充粉末。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1～2所示为一种可增强换热的相变蓄热地板结构，由下至上依次包括基础结构层1、绝热层2、相变蓄热层和地板装饰层5。绝热层2为低导热系数的保温材料，防止供暖热量向地下传导，造成热量散失。地板装饰层5为6.5mm～8.5mm厚的实木复合地板或强化复合地板。
相变蓄热层包括加热管线3和相变蓄热盒4，相变蓄热盒4中填充有相变材料41。相变材料41优选为石蜡，其相变温度为30℃～35℃。
加热管线3包括下层加热管线31和上层加热管线32，下层加热管线31穿过相变蓄热盒4，上层加热管线32放置于相邻两个相变蓄热盒4侧壁顶部形成的缺口中。
相变蓄热盒4包括不锈钢盒42和不锈钢管43，不锈钢盒42的侧壁顶部向不锈钢盒42内部凹陷形成缺口，不锈钢管43沿不锈钢盒42的底部内壁通长设置，下层加热管线31设置在不锈钢管43中，相变材料41填充在不锈钢管43与不锈钢盒42之间的空隙中。不锈钢管43的内径优选为10mm，加热管线3为直径小于10mm的PVC软管或地热电缆。
为了强化换热，提高蓄热和放热速率，相变蓄热盒4在不锈钢管43与不锈钢盒42之间还连接有肋片44。肋片44为不锈钢材料。同时肋片44也可以起到很好的支撑作用。
为了限定上层加热管线32在缺口中的位置，同时还能强化换热，本发明在上层加热管线32与相变蓄热盒4之间的空隙中设置填充粉末6。填充粉末6为高导热材料。
上述可增强换热的相变蓄热地板结构的施工方法包括以下步骤：
步骤一、在基础结构层1上铺设绝热层2后，将不锈钢盒42并排铺设在绝热层2上。
步骤二、将相变材料41熔融后注入不锈钢盒42中，待相变材料41冷却后将不锈钢盒42密封。
步骤三、将下层加热管线31穿过每个相变蓄热盒4中的不锈钢管43，将上层加热管线32呈蛇形布置于相邻两个相变蓄热盒4侧壁顶部形成的缺口中。
步骤四、用填充粉末6将上层加热管线32与相变蓄热盒4之间的空隙填满；
步骤五、铺设地板装饰层5。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种可增强换热的相变蓄热地板结构，由下至上依次包括基础结构层（1）、绝热层（2）、相变蓄热层和地板装饰层（5），所述相变蓄热层包括加热管线（3）和相变蓄热盒（4），所述相变蓄热盒（4）中填充有相变材料（41），其特征在于：所述加热管线（3）包括下层加热管线（31）和上层加热管线（32），所述下层加热管线（31）穿过相变蓄热盒（4），所述上层加热管线（32）放置于相邻两个相变蓄热盒（4）侧壁顶部形成的缺口中；
所述相变蓄热盒（4）包括不锈钢盒（42）和不锈钢管（43），所述不锈钢盒（42）的侧壁顶部向不锈钢盒（42）内部凹陷形成缺口，所述不锈钢管（43）沿不锈钢盒（42）的底部内壁通长设置，所述下层加热管线（31）设置在不锈钢管（43）中，所述相变材料（41）填充在不锈钢管（43）与不锈钢盒（42）之间的空隙中。
2.根据权利要求1所述的可增强换热的相变蓄热地板结构，其特征在于：所述相变蓄热盒（4）还包括肋片（44），所述肋片（44）连接在不锈钢管（43）与不锈钢盒（42）之间。
3.根据权利要求1所述的可增强换热的相变蓄热地板结构，其特征在于：所述加热管线（3）为PVC软管或地热电缆。
4.根据权利要求1所述的可增强换热的相变蓄热地板结构，其特征在于：所述上层加热管线（32）与相变蓄热盒（4）之间的空隙中设有填充粉末（6）。
5.根据权利要求4所述的可增强换热的相变蓄热地板结构，其特征在于：所述填充粉末（6）为高导热材料。
6.根据权利要求1所述的可增强换热的相变蓄热地板结构，其特征在于：所述相变材料（41）为石蜡，其相变温度为30℃～35℃。
7.根据权利要求1所述的可增强换热的相变蓄热地板结构，其特征在于：所述绝热层（2）为低导热系数的保温材料。
8.根据权利要求1所述的可增强换热的相变蓄热地板结构，其特征在于：所述地板装饰层（5）为6.5mm～8.5mm厚的实木复合地板或强化复合地板。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的可增强换热的相变蓄热地板结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、在基础结构层（1）上铺设绝热层（2）后，将不锈钢盒（42）并排铺设在绝热层（2）上；
步骤二、将相变材料（41）熔融后注入不锈钢盒（42）中，待相变材料（41）冷却后将不锈钢盒（42）密封；
步骤三、将下层加热管线（31）穿过每个相变蓄热盒（4）中的不锈钢管（43），将上层加热管线（32）呈蛇形布置于相邻两个相变蓄热盒（4）侧壁顶部形成的缺口中；
步骤四、用填充粉末（6）将上层加热管线（32）与相变蓄热盒（4）之间的空隙填满；
步骤五、铺设地板装饰层（5）。
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