CN114777188A - 一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及供暖技术领域，具体涉及一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，包括太阳能集热组件，太阳能集热组件的外侧设有电热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板；太阳能集热组件与电热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板之间设有与之密封固定连接的供暖控制组件，太阳能集热组件在工作中能够收集太阳辐射的热量，并通过供暖控制组件可控地将太阳辐射的热量储存至电热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板，相变蓄热地板能够可控的释放热量以实现对末端房间进行供暖；本发明结构简单，维护保养方便，具有供暖可靠，太阳能利用效率高的优点，在使用本发明进行供暖的过程中还具有采暖效果好，预热时间短，空气质量新鲜的优点，非常适用于居家采暖使用。

Description

一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统

技术领域

本发明涉及供暖技术领域，具体涉及一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统。

背景技术

供暖是一种建筑环境控制技术，最早的供暖系统是人们为抵御寒冷而发明的火炕、火炉、火墙、火地等，随着能源紧缺问题的加剧及低碳环保政策的推行，为了响应国家节能减排、发展低碳经济的号召，现在的供暖系统在形式的多样化、能量的有效利用等方面都有着巨大的发展空间；而太阳能作为一种可再生能源，在化石燃料日趋减少的情况下，已成为人类使用能源的重要组成部分，其在供暖领域也有着可观的发展前景。

太阳能供暖中利用光热转换供暖是一种直接采暖供暖的方式，光热转换供暖是利用太阳能集热器收集太阳辐射并转化为热能供暖的技术，光热转换供暖使用过程中，白天光照条件好，提供的热能多的时候，环境温度也高，室内负荷小；而在夜晚室内负荷大的时候又无太阳能提供热能，太阳能提供的热能与供暖需求成反比，因此提高日间太阳能的利用效率是光热转换供暖技术的重点和难点。

太阳能供暖的末端取暖装置一般采用水地暖取暖方式，传统的水地暖的取暖方式具有无辐射、发热平稳、安全舒适、使用寿命长、维修保养技术成熟等优点，但是采暖效果不太理想，其预热时间需三小时以上，地面达到均匀稳定至少四小时以上，冷热点温差大，通过地板直接将温度传导到室内空气中的导热效率过低，因此提高地暖的导热效率是水地暖取暖技术的痛点和难点。

综上所述，如何提高日间太阳能的存储效率以及提高地暖的导热效率是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中日间太阳能的存储效率低以及地暖的导热效率不理想的问题，本发明提供了一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，包括太阳能集热组件，太阳能集热组件的外侧设有电热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板；太阳能集热组件与电热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板之间设有与之密封固定连接的供暖控制组件，太阳能集热组件在工作中能够收集太阳辐射的热量，并通过供暖控制组件可控地将太阳辐射的热量储存至电热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板，相变蓄热地板能够可控的释放热量以实现对末端房间进行供暖。

进一步的，太阳能集热组件包括集热水箱，集热水箱采用透明且导热性能较好的材料加工制作，集热水箱的外侧下方固定安装有电机，电机的输出轴上固定连接有主动链轮，主动链轮的外侧位于与集热水箱平行方向设有从动链轮，从动链轮与主动链轮之间设有与之配合传动连接的链条，链条的外侧设有与之限位铰接的拨块；集热水箱的内部固定安装有太阳能集热器，太阳能集热器的外侧位于集热水箱的内部设有与集热水箱侧壁密封滑动连接的挡板，挡板靠近太阳能集热器的一侧设有与挡板限位铰接连接的转动板，挡板和转动板均采用具有一定强度且隔热性能较好的材料制作，挡板的上表面固定连接有推杆，推杆穿过集热水箱的上侧伸出至集热水箱的外部，推杆的外侧面与集热水箱的侧壁密封滑动连接，推杆的下端部位于集热水箱的外侧固定连接有能够与拨块接触的拨杆。

进一步的，集热水箱的上端设有与之密封固定连通的集热进水管，集热水箱的下端设有与之密封固定连通的集热出水管；集热出水管上设有与之密封固定连通的第一电磁阀，第一电磁阀与供暖控制组件电连接；集热进水管与集热出水管的外端与热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板并列的固定密封连接。

进一步的，电热水箱为采用具有一定结构刚性的材料制成的密封箱体，电热水箱的内部设有保温层，保温层的内部设有电热管，电热水箱的侧壁设有与其内部密封固定连接的电热进水管和电热出水管，电热进水管的另一端与集热进水管密封固定连通，电热出水管与集热出水管密封固定连通，电热水箱的外侧于电热出水管上设有密封固定连通的第二电磁阀，第二电磁阀与供暖控制组件电连接。

进一步的，相变蓄热装置的外侧对称的设有与之密封固定连接的蓄热管和供热管，蓄热管和供热管的内端与相变蓄热装置密封固定连接，蓄热管和供热管的外端分别与集热出水管和集热进水管密封固定连通，蓄热管和供热管上分别设置有第三电磁阀和第四电磁阀，第三电磁阀设置于蓄热管上，第四电磁阀设置于供热管上，第三电磁阀和第四电磁阀与供暖控制组件电连接。

进一步的，相变蓄热地板的外侧设有与之密封固定连接的供热进水管和供热出水管，供热进水管与集热出水管密封固定连通，供热进水管上设有第五电磁阀，第五电磁阀与供暖控制组件电连接；供热出水管与集热进水管密封固定连通，供热出水管上设有与之密封固定连通的供热水泵，供热水泵与供暖控制组件电连接；相变蓄热地板的外侧设有与之密封固定连接的鼓风机，鼓风机与供暖控制组件电连接。

进一步的，相变蓄热装置包括相变蓄热箱体，相变蓄热箱体为采用保温材料填充的且具有一定强度的金属箱体，保温材料具有较好的隔热性能，相变蓄热箱体内部填充有相变蓄热材料，相变蓄热材料的内部层叠交替的设有连续曲折的“蛇形”换热管盘，换热管盘采用导热性能较好的材料加工制作，换热管盘的两端分别设有热源端分集水器和负荷端分集水器，热源端分集水器与蓄热管内端固定密封连通，负荷端分集水器与供热管的内端固定密封连通。

进一步的，相变蓄热地板的内部开设有多层盘状通道，盘状通道的外侧填充相变蓄热材料，盘状通道的两端部设有对接口，对接口内部设有与之密封固定连接的连接管，多块相变蓄热地板能够通过连接管连接之后再拼接成完整的地面，地面和墙面相交处设有踢脚板，踢脚板的内部开设有风道，风道与相变蓄热地板内部的其中一层盘状通道密封固定连通，相变蓄热地板内部的盘状通道不少于两层，本实施例优选的设置为两层，两层盘状通道上下并排设置，下层的盘状通道的两端分别与供热进水管和供热出水管密封固定连接，上层的盘状通道一端与鼓风机的出风口密封固定连通，另一端与踢脚板的内部的风道密封固定连通。

进一步的，供暖控制组件包括集热水箱，集热水箱下侧设有与之密封固定连接的第一温度传感，第一温度传感器的外侧设有与之电连接的控制器，控制器同时与电热管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、供热水泵、鼓风机、电机电连接，末端房间内设有与控制器电连接的第二温度传感器，控制器的外部设有控制面板。

进一步的，转动板与挡板铰接连接处设有扭簧，推杆呈斜置的“山”字形，推杆的内侧与集热水箱的外侧面之间设有复位弹簧。

本发明所达到的有益效果为：

本发明在工作过程中，当电机通电运行时，能够带动链条运行，链条运行时能够带动拨块随之移动，拨块向下移动时能够与拨杆接触并推动拨杆带动推杆克服复位弹簧的弹力向下滑动，从而使挡板和转动板向下滑动，进而将挡板和转动板下侧的水排出，并使挡板和转动板上侧的空间产生负压，进而将外部的水通过集热进水管吸入集热水箱的内部，当拨块向下移动至下极限位置时，拨块会滑过拨杆，并与拨杆分离，拨杆与拨块分离后复位弹簧能够自动推动推杆沿着集热水箱向上滑动至上极限位置进行复位，挡板和转动板向上互动的过程中，挡板和转动板上侧的水能够反向推动转动板，使转动板向下转动，从而使转动板的端部与太阳能集热器的表面分离，进而使挡板和转动板上侧的水流通至挡板和转动板的下侧；该设计结构简单，在电机的驱动下既能够可控的将集热水箱内部的水排出，还能够将外部的水吸入集热水箱的内部，并且在集热水箱内部的水排出和将外部的水吸入集热水箱的内部时，有效避免了冷热水混合而导致热水中的热量散发至冷水中，从而确保了集热器能够保持稳定的集热效率，也提高了太阳能的利用效率。

相变蓄热地板内部的盘状通道不少于两层，两层盘状通道上下并排设置，下层的盘状通道的两端分别与供热进水管和供热出水管密封固定连接，上层的盘状通道一端与鼓风机的出风口密封固定连通，另一端与踢脚板的内部的风道密封固定连通，这样鼓风机在工作时能够将外部的冷风鼓送到盘状通道的内部，并通过风道排出至室内，冷风经过盘状通道内部时会吸收相变蓄热材料储存的热量，并带动相变蓄热材料的热量进入室内，该设计结构简单，运行可靠，通过鼓风机在工作中将外部的冷风传送到室内，不仅确保室内空气的新鲜，同时冷风在通过盘状通道内部时会吸收相变蓄热材料储存的热量，再将热量带动至室内，进一步加快了供暖的预热时间，使人们在使用本发明进行取暖时能够更加快速，更加舒适。

本发明结构简单，维护保养方便，本发明在运行过程中采用太阳能与电能相结合的供暖源，既能通过相变蓄热装置蓄热，还能通过电热水箱蓄热，也能通过相变蓄热地板蓄热以及预热；在供暖时采用相变蓄热装置和电热水箱相组合的方式对末端房间进行供暖，具有供暖可靠，太阳能利用效率高的优点，在使用本发明进行供暖的过程中还具有采暖效果好，预热时间短，空气质量新鲜的优点，非常适用于居家采暖使用。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；图2是太阳能集热组件的结构示意图；图3是太阳能集热组件的工作状态示意图；图4是图1中第Ⅰ部分结构放大示意图；图5是相变蓄热地板的内部结构示意图；图6是相变蓄热地板的工作状态示意图。

具体实施方式

为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1~6所示，本发明提供了一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，包括集热水箱1，集热水箱1的上端设有与之密封固定连通的集热进水管2，集热水箱1的下端设有与之密封固定连通的集热出水管3，集热出水管3上设有与之密封固定连通的第一电磁阀4；第一电磁阀4通电后能够打开其阀门，以便于在外力作用下可以使集热水箱1内部的热水通过集热出水管3排出，同时使外部的冷水通过集热进水管2进入集热水箱1的内部；集热水箱1采用透明且导热性能较好的材料加工制作，例如玻璃、塑料等，本实施例优选的采用玻璃制加工制作，因为玻璃既有较好的透明性，也有较好的导热性。

如图1所示，集热进水管2的外端与集热出水管3的外端之间并列的设有与之固定密封连通的电热水箱5、相变蓄热装置6、相变蓄热地板7；电热水箱5采用具有一定结构刚性的材料制成的密封箱体，例如，金属板材、塑料等，电热水箱5的内部设有保温层，保温层的内部设有电热管，电热水箱5的侧壁设有与之密封固定连接的电热进水管8和电热出水管9，电热进水管8的另一端与集热进水管2密封固定连通，电热出水管9与集热出水管3密封固定连通，电热水箱5的外侧于电热出水管9上设有密封固定连通的第二电磁阀10，当然第二电磁阀10也可以固定密封的设置在电热进水管8上，电热管通电后会产生热能，从而将电热水箱5内部的水进行加热，第二电磁阀10通电后能够打开阀门从而使电热水箱5内部的水能够顺畅的排出，同时也能够确保外部的水能够通过进入电热水箱5的内部。

如图1所示，相变蓄热装置6的外侧对称的设有与之密封固定连接的蓄热管11和供热管12，蓄热管11和供热管12的内端与相变蓄热装置6密封固定连接，蓄热管11和供热管12的外端分别与集热出水管3和集热进水管2密封固定连通，蓄热管11和供热管12上分别设置有第三电磁阀13和第四电磁阀14，第三电磁阀13设置于蓄热管11上，第三电磁阀13通电后打开阀门，能够使外部的热水通过蓄热管11进入相变蓄热装置6的内部，并通过蓄热管11从相变蓄热装置6的内部排出；第四电磁阀14设置于供热管12上，第四电磁阀14通电后打开阀门，在外力作用下能够使外部的热水通过供热管12进入相变蓄热装置6的内部，并通过供热管12从相变蓄热装置6的内部排出。

如图1所示，相变蓄热地板7的外侧设有与之密封固定连接的供热进水管15和供热出水管16，供热进水管15与集热出水管3密封固定连通，供热进水管15上设有第五电磁阀17，第五电磁阀17通电后能够打开第五电磁阀17的阀门，从而确保供暖水能够通畅的通过相变蓄热地板7；供热出水管16与集热进水管2密封固定连通，供热出水管16上设有与之密封固定连通的供热水泵18，供热水泵18启动后能够将相变蓄热地板7内部的供暖水抽出，同时通过供热水泵18将其他密封容器内的热水通过供热进水管15输送至相变蓄热地板7内部。

如图1所示，相变蓄热地板7的外侧设有与之密封固定连接的鼓风机19，鼓风机19通电运行后，能够将外部的空气输送至相变蓄热地板7的内部，并带动相变蓄热地板7内部释放的热量，使热量能够快速的进入到空气中，加速相变蓄热地板7内部热量的传导，提高地暖的导热效率，缩短了地暖的预热时间，使人们在取暖时能够更加温暖和舒适。

如图1、2、3所示，集热水箱1的外侧下方设有固定安装有电机20，电机20的输出轴上固定连接有主动链轮21，主动链轮21的外侧位于与集热水箱1平行方向设有从动链轮22，从动链轮22与主动链轮21之间设有与之配合传动连接的链条23，链条23的外侧设有与之限位铰接的拨块24，即拨块24能够在链条23运行过程中随之顺畅的转动，且能够与链条23保持垂直的位置关系，拨块24的数量可以设置为多个。

如图2、3所示，集热水箱1的内部固定安装有太阳能集热器25，太阳能集热器25能够在阳光的照射下吸收阳光并产生热能，太阳能集热器25属于现有技术，此处对其结构原理不作赘述，太阳能集热器25的外侧位于集热水箱1的内部设有与集热水箱1侧壁密封滑动连接的挡板26，挡板26靠近太阳能集热器25的一侧设有与挡板26限位铰接连接的转动板27，即转动板27向上转动的极限位置如图2所示，转动板27向下转动的极限位置如图3所示；挡板26和转动板27均采用具有一定强度且隔热性能较好的材料制作，例如，泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉等；如图2所示，转动板27向上转动时，转动板27的端部能够与太阳能集热器25的表面贴合，从而将转动板27与挡板26的上下两侧隔绝成两个独立的空间；如图3所示，转动板27向下转动时，转动板27的端部能够与太阳能集热器25的表面分离。

转动板27与挡板26铰接连接处设有扭簧，扭簧在转动板27不受外力作用的条件下能够使转动板27的端部能够与太阳能集热器25的表面贴合；挡板26的上表面固定连接有推杆28，推杆28穿过集热水箱1的上侧伸出至集热水箱1的外部，推杆28的外侧面与集热水箱1的侧壁密封滑动连接，如图2、3所示，推杆28呈斜置的“山”字形，推杆28的内侧与集热水箱1的外侧面之间设有复位弹簧29，如图2所示，复位弹簧29在推杆28不受外力作用时能够自动推动推杆28沿着集热水箱1向上滑动至上极限位置，推杆28位于集热水箱1的外侧的下端部设有与之固定连接的拨杆30，拨杆30能够与拨块24接触。

在工作过程中，当电机20通电运行时，能够带动链条23运行，链条23运行时能够带动拨块24随之移动，拨块24向下移动时能够与拨杆30接触并推动拨杆30带动推杆28克服复位弹簧29的弹力向下滑动，从而使挡板26和转动板27向下滑动，进而将挡板26和转动板27下侧的水排出，并使挡板26和转动板27上侧的空间产生负压，进而将外部的水通过集热进水管2吸入集热水箱1的内部，当拨块24向下移动至下极限位置时，拨块24会滑过拨杆30，并与拨杆30分离，拨杆30与拨块24分离后复位弹簧29能够自动推动推杆28沿着集热水箱1向上滑动至上极限位置进行复位，挡板26和转动板27向上互动的过程中，挡板26和转动板27上侧的水能够反向推动转动板27，使转动板27向下转动，从而使转动板27的端部与太阳能集热器25的表面分离，进而使挡板26和转动板27上侧的水流通至挡板26和转动板27的下侧。

该设计结构简单，在电机20的驱动下既能够可控的将集热水箱1内部的水排出，还能够将外部的水吸入集热水箱1的内部，并且在集热水箱1内部的水排出和将外部的水吸入集热水箱1的内部时，有效避免了冷热水混合而导致热水中的热量散发至冷水中，从而确保了集热器25能够保持稳定的集热效率，也提高了太阳能的利用效率。

如图4所示，所述的相变蓄热装置6包括相变蓄热箱体31，相变蓄热箱体31为采用保温材料填充的且具有一定强度的金属箱体，保温材料具有较好的隔热性能，例如，发泡水泥、酚醛泡沫材料、硅酸铝保温材料、松散保温材料(玻璃棉、岩棉保温毡)、橡塑保温材料等；相变蓄热箱体31内部填充有相变蓄热材料32，相变蓄热材料32是一种能够吸收并储存热能，并在需要时释放热能的一种储热材料，相变蓄热材料32的内部层叠交替的设有换热管盘33，换热管盘33的两端分别设有热源端分集水器34和负荷端分集水器35，热源端分集水器34与蓄热管11内端固定密封连通，负荷端分集水器35与供热管12的内端固定密封连通；换热管盘33优选的采用导热性能较好的材料加工制作，例如，铜、铝或者铜铝合金材料；换热管盘33的形状优选的采用连续曲折的“蛇形”，这样能够增加导热的接触面积，也提高了本发明的换热性能。

如图5、6所示，所述的相变蓄热地板7的内部开设有多层盘状通道36，盘状通道36的外侧填充相变蓄热材料32，盘状通道36的两端部设有对接口37，对接口37内部设有与之密封固定连接的连接管38，多块相变蓄热地板7能够通过连接管38连接之后再拼接成完整的地面，地面和墙面相交处设有踢脚板39，踢脚板39的内部开设有风道40，风道40与相变蓄热地板7内部的其中一层盘状通道36密封固定连通，踢脚板39既能遮盖地面与墙面的接缝，更好地使墙体和地面之间结合牢固，减少墙体变形，避免外力碰撞造成破坏，也起着视觉的平衡作用，使室内装饰更加美观。

如图6所示，相变蓄热地板7内部的盘状通道36不少于两层，本实施例优选的设置为两层，两层盘状通道36上下并排设置，下层的盘状通道36的两端分别与供热进水管15和供热出水管16密封固定连接，上层的盘状通道36一端与鼓风机19的出风口密封固定连通，另一端与踢脚板39的内部的风道40密封固定连通，这样鼓风机19在工作时能够将外部的冷风鼓送到盘状通道36的内部，并通过风道40排出至室内，冷风经过盘状通道36内部时会吸收相变蓄热材料32储存的热量，并带动相变蓄热材料32的热量进入室内，该设计结构简单，运行可靠，通过鼓风机19在工作中将外部的冷风传送到室内，不仅确保室内空气的新鲜，同时冷风在通过盘状通道36内部时会吸收相变蓄热材料32储存的热量，再将热量带动至室内，进一步加快了供暖的预热时间，使人们在使用本发明进行取暖时能够更加快速，更加舒适。

如图2、3所示，集热水箱1下侧设有与之密封固定连接的第一温度传感41，第一温度传感器41的外侧设有与之电连接的控制器（图中未示出），控制器属于现有技术，其具体结构原理此处不作赘述，第一温度传感器31能够实时监测集热水箱1内部的温度，并将集热水箱1内部的温度转换为电信号传递至控制器，控制器同时与电热管、第一电磁阀4、第二电磁阀10、第三电磁阀13、第四电磁阀14、第五电磁阀17、供热水泵18、鼓风机19、电机20电连接，控制器能够控制电热管的通断电，同时也能够控制第一电磁阀4、第二电磁阀10、第三电磁阀13、第四电磁阀14、第五电磁阀17的开启和关闭，还能够控制供热水泵18、鼓风机19、电机20的运行和停止。

末端房间内设有与控制器电连接的第二温度传感器，第二温度传感器能够实时监测末端房间内的温度，并将末端房间内的温度转换为电信号传递至控制器；控制器的外部设有控制面板，控制面板与控制器之间可以采用无线连接，也可以采用有线连接，通过操作控制面板能够实现对控制器进行设定和控制。

综上所述，本发明的运行模式如下：

第一，相变蓄热装置蓄热：

在供暖前期，环境温度整体较高，太阳能集热器25能够在阳光的照射下吸收阳光并产生热能，且末端房间不需要供暖时，当第一温度传感器检测的温度值高于设定值时，例如50℃，第二温度传感器的温度值高于设定值时，例如20℃，控制器自动控制第一电磁阀4、第三电磁阀13开启，同时控制电机20运行，当电机20通电运行时，能够带动链条23运行，链条23运行时能够带动拨块24随之移动，拨块24向下移动时能够与拨杆30接触并推动拨杆30带动推杆28克服复位弹簧29的弹力向下滑动，从而使挡板26和转动板27向下滑动，进而将挡板26和转动板27下侧的热水通过集热出水管3排出，并使挡板26和转动板27上侧的空间产生负压，进而将集热进水管2内部的水吸入集热水箱1的内部，集热出水管3内部排出的热水会通过第一电磁阀4、第三电磁阀13进入相变蓄热装置6内部的换热管盘33，换热管盘33能够将其内部热水的热量传递并储存至其外侧的相变蓄热材料32内部，换热管盘33内部的水释放热量之后会通过蓄热管11进入集热进水管2内，再通过集热进水管2进入集热水箱1的内部，该过程采用控制器自动控制的方式间歇性的完成了相变蓄热装置的蓄热。

第二，电热水箱蓄热：

在供暖前期，环境温度整体较高，太阳能集热器25能够在阳光的照射下吸收阳光并产生热能，且相变蓄热装置蓄热充足时，第一温度传感器检测的温度值与第二温度传感器的温度值均会持续高于设定值，此时控制器自动控制第一电磁阀4、第二电磁阀10开启，同时控制电机20运行，当电机20通电运行时，能够使集热水箱1的内部通过集热出水管3排出，集热出水管3内部的热水会通过电热出水管9进入电热水箱5的内部，同时将电热水箱5内部的水通过电热进水管8排出，最后电热进水管8内部的水通过集热进水管2进入集热水箱1的内部，该过程采用控制器自动控制的方式间歇性的完成了电热水箱5的蓄热。

第三，相变蓄热地板蓄热预热：

在供暖初期，即当第二温度传感器的温度值低于设定值时，例如19℃，太阳能辐射量能够满足末端房间供暖所需负荷时，控制器自动控制第一电磁阀4、第五电磁阀17开启，同时供热水泵18运行，供热水泵18启动后能够将相变蓄热地板7内部的供暖水通过供热出水管16抽出，抽出的供暖水会通过集热进水管2进入集热水箱1的内部，同时推动转动板27向下转动，使挡板26和转动板27下侧的热水通过集热出水管3排出再通过供热进水管15进入相变蓄热地板7内部下层的盘状通道36内部，盘状通道36内部的热水会将热量释放至相变蓄热地板7内部的相变蓄热材料32内部，使相变蓄热地板7完成蓄热，相变蓄热地板7会逐渐释放热量，对末端房间内部进行预热，使末端房间内部的温度稳定在设定值左右。

第四，相变蓄热地板放热补充：

当太阳能辐射量不能满足末端房间供暖所需负荷时，即当第二温度传感器的温度值逐渐低于设定值时，控制器自动控制第四电磁阀14、第五电磁阀17开启，同时控制供热水泵18运行，供热水泵18启动后能够将相变蓄热地板7内部的供暖水通过供热出水管16抽出，抽出的供暖水会通过集热进水管2进入相变蓄热装置6的内部，同时相变蓄热装置6内部的换热管盘33能够将其外侧的相变蓄热材料32内部的热量传递至其内部的供暖水中，换热管盘33内部的供暖水吸收热量之后会通过供热管12从相变蓄热装置6的内部排出，然后通过供热进水管15进入相变蓄热地板7内部下层的盘状通道36内部，实现了相变蓄热地板7放热补充。

第五，相变蓄热装置对末端房间进行供暖：

当太阳能辐射量不能满足末端房间供暖所需负荷时，即当第二温度传感器的温度值持续在设定值以下下降时，通过控制面板控制控制器使第四电磁阀14、第五电磁阀17开启，同时控制供热水泵18运行，供热水泵18启动后能够将相变蓄热地板7内部的供暖水通过供热出水管16抽出，抽出的供暖水会通过集热进水管2进入相变蓄热装置6的内部，同时相变蓄热装置6内部的换热管盘33能够将其外侧的相变蓄热材料32内部的热量传递至其内部的供暖水中，换热管盘33内部的供暖水吸收热量之后会通过供热管12从相变蓄热装置6的内部排出，然后通过供热进水管15进入相变蓄热地板7内部下层的盘状通道36内部，供暖水通过供热出水管16抽出后再次通过供热管12进入相变蓄热装置6的内部进行循环，同时通过控制器开启鼓风机19，鼓风机19在工作时能够将外部的冷风鼓送到盘状通道36的内部，并通过风道40排出至室内，冷风经过盘状通道36内部时会吸收相变蓄热材料32储存的热量，并带动相变蓄热材料32的热量进入室内，该设计能够加速相变蓄热材料32内部热量的释放，在提高了供暖的效率的同时也提高了末端房间内部的空气质量。

第六，电热水箱对末端房间进行供暖：

当无太阳能辐射，相变蓄热装置的热量耗尽时，再通过控制器控制控制电热管通电，并开启第二电磁阀10、第五电磁阀17，同时控制供热水泵18和鼓风机19运行，电热管通电后会加热电热水箱5内部的供暖水，供热水泵18运行时会驱动供暖水在相变蓄热地板7与电热水箱5内部进行循环，从使相变蓄热地板7能够持续释放热量，进而完成电热水箱对末端房间进行供暖。

总之，本发明结构简单，供暖可靠，太阳能利用效率高，在使用本发明进行供暖的过程中还具有采暖效果好，预热时间短，空气质量新鲜的优点，非常适用于居家采暖使用。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，其特征在于：包括太阳能集热组件，太阳能集热组件的外侧设有电热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板；太阳能集热组件与电热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板之间设有与之密封固定连接的供暖控制组件，太阳能集热组件在工作中能够收集太阳辐射的热量，并通过供暖控制组件可控地将太阳辐射的热量储存至电热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板，相变蓄热地板能够可控的释放热量以实现对末端房间进行供暖。

2.根据权利要求1所述的一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，其特征在于：所述的太阳能集热组件包括集热水箱，集热水箱采用透明且导热性能较好的材料加工制作，集热水箱的外侧下方固定安装有电机，电机的输出轴上固定连接有主动链轮，主动链轮的外侧位于与集热水箱平行方向设有从动链轮，从动链轮与主动链轮之间设有与之配合传动连接的链条，链条的外侧设有与之限位铰接的拨块；集热水箱的内部固定安装有太阳能集热器，太阳能集热器的外侧位于集热水箱的内部设有与集热水箱侧壁密封滑动连接的挡板，挡板靠近太阳能集热器的一侧设有与挡板限位铰接连接的转动板，挡板和转动板均采用具有一定强度且隔热性能较好的材料制作，挡板的上表面固定连接有推杆，推杆穿过集热水箱的上侧伸出至集热水箱的外部，推杆的外侧面与集热水箱的侧壁密封滑动连接，推杆的下端部位于集热水箱的外侧固定连接有能够与拨块接触的拨杆。

3.根据权利要求2所述的一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，其特征在于：所述的集热水箱的上端设有与之密封固定连通的集热进水管，集热水箱的下端设有与之密封固定连通的集热出水管；集热出水管上设有与之密封固定连通的第一电磁阀，第一电磁阀与供暖控制组件电连接；集热进水管与集热出水管的外端与热水箱、相变蓄热装置、相变蓄热地板并列的固定密封连接。

4.根据权利要求3所述的一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，其特征在于：所述的电热水箱为采用具有一定结构刚性的材料制成的密封箱体，电热水箱的内部设有保温层，保温层的内部设有电热管，电热水箱的侧壁设有与其内部密封固定连接的电热进水管和电热出水管，电热进水管的另一端与集热进水管密封固定连通，电热出水管与集热出水管密封固定连通，电热水箱的外侧于电热出水管上设有密封固定连通的第二电磁阀，第二电磁阀与供暖控制组件电连接。

5.根据权利要求3所述的一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，其特征在于：所述的相变蓄热装置的外侧对称的设有与之密封固定连接的蓄热管和供热管，蓄热管和供热管的内端与相变蓄热装置密封固定连接，蓄热管和供热管的外端分别与集热出水管和集热进水管密封固定连通，蓄热管和供热管上分别设置有第三电磁阀和第四电磁阀，第三电磁阀设置于蓄热管上，第四电磁阀设置于供热管上，第三电磁阀和第四电磁阀与供暖控制组件电连接。

6.根据权利要求1所述的一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，其特征在于：所述的相变蓄热地板的外侧设有与之密封固定连接的供热进水管和供热出水管，供热进水管与集热出水管密封固定连通，供热进水管上设有第五电磁阀，第五电磁阀与供暖控制组件电连接；供热出水管与集热进水管密封固定连通，供热出水管上设有与之密封固定连通的供热水泵，供热水泵与供暖控制组件电连接；相变蓄热地板的外侧设有与之密封固定连接的鼓风机，鼓风机与供暖控制组件电连接。

7.根据权利要求6所述的一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，其特征在于：所述的相变蓄热装置包括相变蓄热箱体，相变蓄热箱体为采用保温材料填充的且具有一定强度的金属箱体，保温材料具有较好的隔热性能，相变蓄热箱体内部填充有相变蓄热材料，相变蓄热材料的内部层叠交替的设有连续曲折的“蛇形”换热管盘，换热管盘采用导热性能较好的材料加工制作，换热管盘的两端分别设有热源端分集水器和负荷端分集水器，热源端分集水器与蓄热管内端固定密封连通，负荷端分集水器与供热管的内端固定密封连通。

8.根据权利要求3所述的一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，其特征在于：所述的相变蓄热地板的内部开设有多层盘状通道，盘状通道的外侧填充相变蓄热材料，盘状通道的两端部设有对接口，对接口内部设有与之密封固定连接的连接管，多块相变蓄热地板能够通过连接管连接之后再拼接成完整的地面，地面和墙面相交处设有踢脚板，踢脚板的内部开设有风道，风道与相变蓄热地板内部的其中一层盘状通道密封固定连通，相变蓄热地板内部的盘状通道不少于两层，本实施例优选的设置为两层，两层盘状通道上下并排设置，下层的盘状通道的两端分别与供热进水管和供热出水管密封固定连接，上层的盘状通道一端与鼓风机的出风口密封固定连通，另一端与踢脚板的内部的风道密封固定连通。

9.根据权利要求8所述的一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，其特征在于：所述的供暖控制组件包括集热水箱，集热水箱下侧设有与之密封固定连接的第一温度传感，第一温度传感器的外侧设有与之电连接的控制器，控制器同时与电热管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、供热水泵、鼓风机、电机电连接，末端房间内设有与控制器电连接的第二温度传感器，控制器的外部设有控制面板。

10.根据权利要求1所述的一种光热相变蓄热与地板一体化供暖系统，其特征在于：所述的转动板与挡板铰接连接处设有扭簧，推杆呈斜置的“山”字形，推杆的内侧与集热水箱的外侧面之间设有复位弹簧。

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