CN208504540U - 一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统 - Google Patents

一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统 Download PDF

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宋哲
刘道儒
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Abstract

本实用新型提供一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,包括太阳能集热器、热水箱、换热器、与换热器相接的热泵和相变蓄热辐射吊顶,太阳能集热器上下分别设有热水出口和冷水进口,热水箱上部进水口与太阳能集热器热水出口相接,热水箱下部出水口与太阳能集热器冷水入口相接,热水箱上部热水出水管路依次与第二循环水泵、换热器、分集水器A和相变蓄热辐射吊顶相接,相变蓄热辐射吊顶出水口与热水箱下部回水管路上设有分集水器B。本实用新型采用的热源清洁,在阴雨天气太阳能集热器热量供应不足的情况下以及用电低谷时段通过空气源热泵提供热源,在用电高峰时段关闭热泵,通过相变蓄热层蓄积的热量可维持室内温度基本稳定,保证了采暖的稳定性。

Description

一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统
技术领域
本发明属于建筑物辐射放热吊顶技术领域,具体涉及一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统。
背景技术
中国是世界上最大的能源消费国,占全球能源消费量的23%。建筑运行能耗占我国社会能源消费总量的21%~24%,且随着我国工业化程度加深,建筑能耗的比例也在不断提高。因此推进建筑节能发展,对实现我国绿色发展具有重要的现实意义和深远的战略意义。
太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源,是当今最具开发潜力、最清洁环保的绿色能源之一。热泵技术作为一种新能源技术,可以从自然界中获取低位热能,经过电能做功,提供可供生活生产使用的高位热能。
现有辐射采暖技术中采用锅炉供热多为燃烧煤、天然气等不可再生能源,资源浪费严重,且会造成环境污染;而现有的独立太阳能供热系统存在阴雨天气供暖效果不佳的问题。因此,有必要设计一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,满足不同时段的室内供暖需求。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题,本实用新型为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下:
一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,包括太阳能集热器、热水箱、换热器和相变蓄热辐射吊顶,其特征在于:所述太阳能集热器上下分别设有热水出口和冷水进口,所述热水箱上部进水口与太阳能集热器热水出口相接,热水箱下部出水口与太阳能集热器冷水入口相接,太阳能集热器冷水入口与热水箱下部出水口之间的水路上设有第一循环水泵,为太阳能集热器水路循环提供循环动力;热水箱上部热水出水管路依次与第二循环水泵、换热器、分集水器A和相变蓄热辐射吊顶相接,相变蓄热辐射吊顶出水口与热水箱下部回水管路上设有分集水器B;所述换热器与空气源热泵相接,所述相变蓄热辐射吊顶自上而下包括保温层、毛细管网格栅、砂浆找平层和相变蓄热层。
所述热水箱上部进水管路与热水箱下部出水管路之间设有生活热水箱,用于提供生活热水。
所述热水箱上部热水出水管路与下部回水管路之间连接有水管,水管上带阀门,当只由空气源热泵系统供热时,在此处形成热水循环;太阳能集热系统提供辅助热源时,此处水管上的阀门关闭。
所述第二循环水泵设置在热水箱上部热水出水口与换热器之间的水路上,为采暖侧热水循环提供动力,所述换热器为平板式换热器。
所述热水箱和生活水箱外均设有保温层。
所述相变蓄热辐射吊顶保温层的厚度为20-30mm。
所述砂浆找平层的厚度为5-10mm。
所述相变蓄热层的厚度为20-30mm。
所述毛细管网的材质为PP-R塑料,相邻毛细管之间间距为15-30mm,毛细管网格栅长度及宽度根据实际需要进行定制。
所述相变蓄热层选用以聚乙烯为支撑材料的定形相变材料,其中添加石墨,以提升相变材料的导热性能和热扩散率,从而提高辐射吊顶采暖效果,相变材料选用石蜡或脂肪酸等有机相变材料。
本实用新型具有如下优点:
本实用新型一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统采用太阳能及热泵作为热源避免了使用锅炉提供热水造成煤、天然气等不可再生资源的浪费、环境污染的问题;在阴雨天气太阳能集热器热量供应不足的情况下以及用电低谷时段通过空气源热泵提供热源,在用电高峰时段关闭热泵,通过相变蓄热层蓄积的热量可维持室内温度基本稳定,保证了采暖的稳定性,同时系统也可起到“削峰填谷”的作用。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图;
图2为本实用新型蓄热辐射吊顶结构剖视图;
其中:1-太阳能集热器;2-热水出口;3-冷水进口;4-第一循环水泵;5-热水箱;6-第二循环水泵;7-空气源热泵;8-换热器;9-蓄热辐射吊顶;10-分集水器A;11-生活热水箱;12-分集水器B;91-保温层;92-毛细管网;93-砂浆找平层;94-相变蓄热层。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明,如图1所示,太阳能集热器1设置有热水出口2及冷水进口3;热水箱5上部进水口与太阳能集热器1热水出口2相接,热水箱5下部出水口与太阳能集热器1冷水入口3相接;第一循环水泵4设置在太阳能集热器1冷水入口3与热水箱5下部出水口之间的水路上,为太阳能集热器1水路循环提供循环动力;生活热水箱11接在热水箱5上部进水管路与热水箱5下部出水管路之间,提供生活热水;热泵7与换热器8相接。
热水箱5上部热水出水管路依次与第二循环水泵6、换热器8、分集水器A10、相变蓄热辐射吊顶9相接,并通过回水侧的分集水器12返回热水箱5下部回水进口;第二循环水泵6设置在热水箱5上部热水出水口与换热器8之间的水路上,为采暖侧热水循环提供动力;热水箱5上部热水出水口与下部回水进口之间连接有水管;
如图2所示,相变蓄热辐射吊顶9自上而下包括保温层91、毛细管网格栅92、砂浆找平层93、相变蓄热层94,在吊顶保温层91下先铺设毛细管网格栅92,然后抹砂浆找平,最后在砂浆找平层93下设置相变蓄热层94。
具体的,第一循环水泵4为太阳能集热器1一侧的水路循环提供循环动力。由太阳能集热器1产生的热水储存在热水箱5内,可以提高热泵7的回水温度,使热泵7的运行效率有效提高,同时在用电高峰时段储存在热水箱5内的热水也可以直接送至相变蓄热辐射吊顶9进行供暖。热泵7从空气中提取低位热能,通过电能做功转换成高位热能后输送至换热器8与由热水箱5热水出口的来流热水进行换热,换热后的热水通过分集水器A10送入相变蓄热辐射吊顶9,释放热量后然后通过回水侧分集水器B12返回热水箱回水进口,完成热水供暖循环。热泵7在阴雨天气太阳能集热器1供热不足时自动打开,提供采暖所需热量,在用电峰值时段热泵7自动关闭,以减少电耗,在用电低谷时热泵7可以全负荷运行,在满足供暖要求的同时可以将多余的热量储存在相变蓄热辐射吊顶9的相变蓄热层94中,储存在相变蓄热层94中的热量可以在用电高峰时段向室内供暖,维持室内温度基本稳定。
其中,太阳能集热器1为平板太阳能热水器或真空管太阳能热水器,对于城市地区的小高层建筑优先考虑选用平板太阳能热水器,其安装方便简单,不受安装环境限制;对于寒冷地区及村镇地区优先考虑选用真空管太阳能热水器,其抗冻性强、保温性好;
热水箱5、生活热水箱11外设保温层,以减少热水热量的散失;热泵7为空气源热泵,机组不占用建筑的有效使用面积,且安全可靠;
换热器8为平板式换热器,其换热效率高、占用空间小、安装拆卸方便;
相变蓄热辐射吊顶9保温层91厚度a为20~30mm;砂浆找平层93厚度b为5~10mm;相变蓄热层94厚度c为20~30mm,相变蓄热层内选用以聚乙烯为支撑材料的定形相变材料,其中添加石墨以增强其导热性能提升相变材料的导热性能和热扩散率,从而提高辐射吊顶采暖效果;毛细管网92材质为PP-R塑料,这种材料具有绿色环保、耐高温、耐高压、耐腐蚀等优点,相邻毛细管之间间距d为15~30mm,毛细管网格栅长度及宽度根据实际需要进行定制。
上文中记录的太阳能热水器1、第一循环水泵4、热水箱5、第二循环水泵6、热泵7、换热器8、分集水器A10、分集水器B12均为现有技术中可直接购买的装置。
本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例,显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内,则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (10)

1.一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,包括太阳能集热器、热水箱、换热器和相变蓄热辐射吊顶,其特征在于:所述太阳能集热器上下分别设有热水出口和冷水进口,所述热水箱上部进水口与太阳能集热器热水出口相接,热水箱下部出水口与太阳能集热器冷水入口相接,太阳能集热器冷水入口与热水箱下部出水口之间的水路上设有第一循环水泵,为太阳能集热器水路循环提供循环动力;热水箱上部热水出水管路依次与第二循环水泵、换热器、分集水器A和相变蓄热辐射吊顶相接,相变蓄热辐射吊顶出水口与热水箱下部回水管路上设有分集水器B;所述换热器与空气源热泵相接,所述相变蓄热辐射吊顶自上而下包括保温层、毛细管网格栅、砂浆找平层和相变蓄热层。
2.如权利要求1所述的一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,其特征在于:所述热水箱上部进水管路与热水箱下部出水管路之间设有生活热水箱。
3.如权利要求1所述的一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,其特征在于:所述热水箱上部热水出水管路与下部回水管路之间连接有水管,水管上带阀门。
4.如权利要求1所述的一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,其特征在于:所述第二循环水泵设置在热水箱上部热水出水口与换热器之间的水路上,为采暖侧热水循环提供动力,所述换热器为平板式换热器。
5.如权利要求1所述的一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,其特征在于:所述热水箱和生活水箱外均设有保温层。
6.如权利要求1所述的一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,其特征在于:所述相变蓄热辐射吊顶保温层的厚度为20-30mm。
7.如权利要求1所述的一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,其特征在于:所述砂浆找平层的厚度为5-10mm。
8.如权利要求1所述的一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,其特征在于:所述相变蓄热层的厚度为20-30mm。
9.如权利要求1所述的一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,其特征在于:所述毛细管网的材质为PP-R塑料,相邻毛细管之间间距为15-30mm,毛细管网格栅长度及宽度根据实际需要进行定制。
10.如权利要求1所述的一种太阳能辅助热泵蓄热辐射吊顶系统,其特征在于:所述相变蓄热层选用以聚乙烯为支撑材料的定形相变材料,其中添加石墨。
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