CN204693588U - 建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统 - Google Patents

建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统，它包括由空气源热泵机组、循环水泵、末端地热盘管等通过系统循环水管网组成的传统空调系统。并在此基础上增置了炕体地热盘管、太阳能热水换热器、旁通阀等结合构成了建筑本体蓄热式空气源热泵供热系统。通过对系统中相应电磁开关及机组启停时间的控制，可实现利用建筑本体蓄热达到供暖的目的。本实用新型不仅解决了现有技术无法有效解决农村供暖的问题，而且充分利用了独栋独院农村住宅的特点，保证供热效果并产生了一定的节能效益。

Description

建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统
技术领域
本实用新型涉及空气源热泵系统供暖技术领域，尤其是一种利用建筑本体作为蓄热体的空气源热泵蓄热供暖技术。
背景技术
建筑本体蓄热是指以建筑围护结构作为蓄热介质，基于围护结构材料的热惰性及其他特性，将热源制取的一部分热量储蓄在建筑围护结构中。
在北方农村地区，由于地处严寒或寒冷地区，冬季供暖一直是人们亟需解决的大问题。而就目前已有技术，由于各种或技术或效益的原因，一直不能很好的解决此问题。集中供暖作为北方城镇最成熟的供暖技术，但由于农村人口分布较为分散的特点，导致集中供暖技术很难解决供热管网热损失严重问题；农村“土暖气”一直是农民解决自家冬季供暖的最普遍方法，但由此产生的较严重的环境问题成为制约其发展的主要方面；空气源热泵（或家用分体机空调）由于市场成熟度高，价格低廉且可享受政府家电下乡补贴，逐渐被农村住户所认可，但是由于大部分农村住宅没有保温措施，因此空气源热泵（或家用分体机空调）单独供热的效果并不突出且产生高昂电费；北方农村住宅的显著特点是几乎都有太阳能热水器和土炕，但这两个很好的热源或蓄热体就目前而言没有很好的被利用到冬季供暖中。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种利用建筑本体进行蓄热供暖的空气源热泵供暖系统，以弥补现有供暖技术的缺位。该系统不仅解决现有技术运用到农村住宅中无法兼顾运行投资成本与供暖效果双目的的弊端，而且有效利用农村住宅已有的产热部件（如家用太阳能热水器或土炕等）与空气源热泵的结合，使建筑本体蓄热充足的情况下保证了室内的供暖效果。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统，是利用空气源热泵机组1与农村住宅已有的产热部件的结合将产生的热量进行供暖的同时对建筑本体进行蓄热，并在供热不足时将储蓄的热量释放到室内进行供暖的系统。包括空气源热泵机组1、循环水泵2、末端地热盘管3、土炕4、炕体地热盘管5、太阳能热水换热器6、家用太阳能热水器7、第一截止类阀门8、旁通阀9和第二截止类阀门10以及系统循环水路。
所述空气源热泵机组1通过系统循环水路与末端地热盘管3相连构成基本的空气源热泵供暖系统，并通过所述系统循环水路的连接，将家用太阳能热水器7、太阳能热水换热器6和土炕4、炕体地热盘管5并入系统，构成所述建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统。所述系统循环水路设有循环水泵2及设置在空气源热泵机组1进出水管路上的旁通阀9和第二截止类阀门10，所述旁通阀9与所述空气源热泵机组1开关和第二截止类阀门10联动开闭，其特征在于：所述空气源热泵机组1开机时旁通阀9关闭、第二截止类阀门10开启，所述空气源热泵机组1停机时旁通阀9开启、第二截止类阀门10关闭，所述空气源热泵机组1的启停时间与时间控制器相连。所述炕体地热盘管5铺设于土炕4周壁，其特征在于：土炕4既作为所述系统的辅助热源又作为该系统的供暖末端，当所述土炕4受炊事等产生的烟熏被加热时，土炕4被认为是所述系统一个辅助热源，土炕4本体可作为一个蓄热体将一部分热量储存起来捂热土炕4，另一部分热量可通过炕体地热盘管5供给所述系统进行供暖；当所述土炕4的炕体温度过低时，土炕4被认为是所述系统的一个供热末端，可通过炕体地热盘管5将热量供给土炕4。所述家用太阳能热水器7通过太阳能热水换热器6并入所述系统中，该部分启停受设在管路上的第一截止类阀门8控制，其特征在于：家用太阳能热水器7作为所述系统的一个辅助热源，昼间将吸收的多余的太阳能热量通过太阳能热水换热器6供给末端地热盘管3，用于供暖的同时将多余的热量储蓄到建筑本体中，所述第一截止类阀门8与时间控制器相连。
所述第一截止类阀门8和第二截止类阀门10可为手动或电动截止类阀门。
所述系统循环水路的管材为塑料管，管子内径为5~40mm。
所述系统控制策略的技术方案是：
采用分时段运行策略。由于空气源热泵机组1COP受室外空气温度影响较大，所述系统的空气源热泵机组1选择在昼间日照充足时开启，日照不足或夜间关闭，空气源热泵机组1开启或关闭受时间控制器控制，并将空气源热泵机组1置于建筑物南向。第一截止类阀门8受时间控制器控制或可手动控制，在昼间开启，夜间关闭。
附图说明
图1是本实用新型建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统原理图示意图。
图2是本实用新型旁通阀9和第二截止类阀门10的安装示意图。
图中1.空气源热泵机组，2.循环水泵，3. 末端地热盘管，4.土炕，5. 炕体地热盘管，6. 太阳能热水换热器，7.家用太阳能热水器，8. 第一截止类阀门，9.旁通阀，10. 第二截止类阀门。
具体实施方式
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统热源来自空气源热泵机组1、家用太阳能热水器7和土炕4。空气源热泵机组1安装于建筑物南向，利用冬季白天太阳光照足，建筑南向空气温度较高的特点，开启空气源热泵机组1，在较高COP的工况下通过末端地热盘管3向室内供暖并向建筑本体（主要是地板）蓄热。家用太阳能热水器7通过加装的太阳能热水换热器6将多余的太阳能通过循环水泵2的驱动加热末端地热盘管3向建筑本体（主要是地板）进行蓄热，土炕4本身作为一个良好的蓄热体，通过加设一组或若干组炕体地热盘管5，可将烟气熏热土炕4后产生的多余的热量储蓄在建筑本体（主要是地板）中，而在土炕4温度较低时，通过系统水路循环，炕体地热盘管5亦可作为末端进行辐射供暖。
控制策略方面，采用分时段运行模式。循环水泵2全天不停机，空气源热泵机组1依据当地建筑室外南向空气温度瞬时变化情况开启或停机，在较高空气温度情况下开启空气源热泵机组1，较低空气温度情况下关闭空气源热泵机组1。一般情况下选择太阳照射充足的中午前后分两个时段各开启4小时，保证空气源热泵机组1始终处于高COP工况下运行。关闭空气源热泵机组1联动开启旁通阀9关闭第二截止类阀门10，保证空气源热泵机组1停机时系统仍可运行。第一截止类阀门8与时间控制器相连，以一天24小时为一个周期，选择上午8时开启第一截止类阀门8，下午4时关闭第一截止类阀门8，保证系统从家用太阳能热水器7吸收的热量能最大化储蓄到建筑本体（主要是地板）中。炕体地热盘管5既作为热源又作为末端，其与末端地热盘管3相同全周期运行。若当地存在居民用电峰谷电价，可依据电价差的高低选择利用用电谷间开启空气源热泵机组1进行供热。所述蓄能放能及空气源热泵机组1启停的时间将根据建筑负荷特性及建筑本体蓄能量进行调节控制。

Claims (8)

1.建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统，包括空气源热泵机组（1）与末端地热盘管（3）相连构成基本的空气源热泵供暖系统，通过所述系统循环水路的连接，家用太阳能热水器（7）通过太阳能热水换热器（6）并入所述系统中，该部分启停受设在管路上的第一截止类阀门（8）控制；炕体地热盘管（5）铺设于土炕（4）周壁并与系统循环水路相连，空气源热泵机组（1）进出水管路上设有旁通阀（9）和第二截止类阀门（10），整个系统通过循环水泵（2）的驱动运行构成了建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统。
2.根据权利要求1所述的建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统，其中，所述的旁通阀（9）与空气源热泵机组（1）启停和第二截止类阀门（10）联动开闭。
3.根据权利要求1所述的建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统，其中，所述的空气源热泵机组（1）、旁通阀（9）、第二截止类阀门（10）、家用太阳能热水器（7）、太阳能热水换热器（6）应置于循环水泵（2）进水口前。
4.根据权利要求1所述的建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统，其中，所述的第一截止类阀门（8）和第二截止类阀门（10）为具有截止类功能的手动阀门或电动阀门。
5.根据权利要求1所述的建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统，其中，所述的第一截止类阀门（8）与时间控制器相连。
6.根据权利要求1所述的建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统，可利用家用太阳能热水器（7）和土炕（4）二者其一，视住宅已有条件而定。
7.根据权利要求1所述的建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统，其中，所述的系统循环水路的管材为塑料管，管子内径为5~40mm。
8.根据权利要求1所述的建筑本体蓄热式空气源热泵供暖系统，其中，所述的系统控制策略为分时段控制。
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