CN209325907U - 空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统。包括热泵机组和蓄热地暖，其中，所述热泵机组包括第一换热器、压缩机、第二换热器和膨胀阀，所述第一换热器、所述压缩机、所述第二换热器和所述膨胀阀依次连通形成用于媒介循环的通路；所述蓄热地暖设置在供暖房间地面的下方，所述蓄热地暖包括地暖盘管和多块蓄热砖体，所述地暖盘管、所述第二换热器和所述地暖盘管依次连通形成用于介质循环的供暖回路，多块所述蓄热砖体拼接后设置在所述地暖盘管和所述地面之间。该供暖系统将热泵机组、蓄热地暖和低谷电价政策相结合，降低了使用成本。

Description

空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统

技术领域

本实用新型涉及供暖技术领域，特别涉及一种空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统。

背景技术

为了进一步减少冬季燃煤污染、改善空气质量，打赢蓝天保卫战，我国北方地区大力推广使用清洁能源供暖，这其中主要以空气源热泵为主要形式。各地也都出台了电价补贴优惠政策。以北京市为例，补贴原则为：完成“煤改电”改造任务的村庄，住户在晚21：00至次日6：00享受0.1元/度的低谷电价，补贴用电限额为每个取暖季每户1万度，而在非低谷时间段电价仍然为0.48元/度。这就导致用户的使用成本大大提高。

蓄热地暖的优势：

1、舒适、卫生、保健：地面辐射供暖系统是最舒适的供暖方式，室内地表温度均匀，室温由下面上逐渐递减，给人以脚温头凉的良好感觉。

2、节约空间、美化居室：地暖设置在地面以下，不占用室内空间，使室内更加美观。

3、高效节能：辐射供暖方式较对流供暖方式热效率高，热量集中在人体受益的高度内，传送过程中热量损失小。

4、热稳定性好：蓄热地暖蓄热量大，热稳定性好，在间歇供暖的条件下，室内温度变化缓慢。

5、运行费用低：较其它供暖设备节能20％，可充分利用热泵机组产生的低温热水资源及电价政策，降低运行费用。

因此，需要一种空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统，使空气源热泵和蓄热地暖相结合实现供暖。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统，该系统将热泵机组、蓄热地暖和低谷电价政策相结合，为用户提供温暖舒适环境的同时大幅降低使用成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统，包括热泵机组和蓄热地暖，其中，所述热泵机组包括第一换热器、压缩机、第二换热器和膨胀阀，所述第一换热器、所述压缩机、所述第二换热器和所述膨胀阀依次连通形成用于媒介循环的通路；所述蓄热地暖设置在供暖房间地面的下方，所述蓄热地暖包括地暖盘管和多块蓄热砖体，所述地暖盘管、所述第二换热器和所述地暖盘管依次连通形成用于介质循环的供暖回路，多块所述蓄热砖体拼接后设置在所述地暖盘管和所述地面之间；所述热泵机组能够通过所述第二换热器加热所述供暖回路内的所述介质，加热后的所述介质进入所述地暖盘管进而将热量传递给所述蓄热砖体，然后所述蓄热砖体通过所述地面将热量传递给所述供暖房间。

进一步地，在上述供暖系统中，所述蓄热砖体采用模块化设计，每块所述蓄热砖体内部均设置有相变材料充注空间，所述蓄热砖体的顶部设置有工艺孔，通过所述工艺孔能够向所述相变材料充注空间充注液态的相变材料，液态的所述相变材料充注空间内充满所述相变材料，所述相变材料能够根据温度的变化在固态和液态之间相互转换。

进一步地，在上述供暖系统中，所述相变材料为石蜡。

进一步地，在上述供暖系统中，所述供暖回路上设置有水泵，所述介质为水。

进一步地，在上述供暖系统中，所述第一换热器为翅片式换热器，所述第二换热器为板式换热器，所述第一换热器设置有风机。

进一步地，在上述供暖系统中，所述蓄热砖体上设置有温度传感器。

进一步地，在上述供暖系统中，所述地暖盘管的下方设置有保温板，所述保温板的上表面和所述蓄热砖体的下表面均设置有凹槽，所述保温板上表面的凹槽和所述蓄热砖体下表面的凹槽相对设置并形成用于放置所述地暖盘管的路径。

进一步地，在上述供暖系统中，所述供暖房间的地面铺设有地面砖，所述地面砖与所述蓄热砖体之间设置有水泥砂浆，所述水泥砂浆用于固定所述地面砖。

进一步地，在上述供暖系统中，所述地暖盘管包括有直通管路和盘绕管路，多条所述直通管路平行设置，每两条相邻的所述直通管路通过所述盘绕管路连通，每两条相邻的所述盘绕管路连通在一条所述直通管路的两端并分别设置在所述直通管路的两侧。

进一步地，在上述供暖系统中，所述蓄热砖体的厚度为8-15cm，所述相变材料充注空间的容积为15-28升。

分析可知，本实用新型公开一种空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统，一种空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统，包括热泵机组和蓄热地暖，其中，热泵机组包括第一换热器、压缩机、第二换热器和膨胀阀。蓄热地暖设置在供暖房间的地面砖的下方，蓄热地暖包括地暖盘管和多块蓄热砖体，在低谷电价的时间段内开启热泵机组，热泵机组能够吸收空气的温度并通过供暖回路将热量传递给蓄热砖体，然后蓄热砖体通过地面砖将热量传递给供暖房间。在非低谷电价的时间段内热泵机组不工作，由蓄热砖体所存储的热量为供暖房间供暖。该供暖系统将热泵机组、蓄热地暖和低谷电价政策相结合，降低了使用成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1本实用新型一实施例的热泵机组与地暖盘管的结构示意图。

图2本实用新型一实施例的蓄热地暖的竖向截面示意图。

图3本实用新型一实施例的蓄热砖体的竖向截面示意图。

图4本实用新型一实施例的铺设有蓄热砖体的供暖房间的俯视示意图。

图5本实用新型一实施例的蓄热砖体的仰视示意图。

图6本实用新型一实施例的保温板的结构示意图。

图7为图6的俯视示意图。

附图标记说明：1热泵机组；2蓄热地暖；3第一换热器；4气液分离器；5压缩机；6第二换热器；7储液器；8干燥过滤器；9膨胀阀；10风机；11水泵；12地暖盘管；13地面砖；14蓄热砖体；15保温板；16水泥砂浆；17相变材料充注空间；18相变材料；19工艺孔；20地暖盘管直通路径；21地暖盘管盘绕路径。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1至图7所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统，该供暖系统包括热泵机组1和蓄热地暖2，其中，热泵机组1包括第一换热器3、压缩机5、第二换热器6和膨胀阀9，第一换热器3、压缩机5、第二换热器6和膨胀阀9依次连通形成用于媒介循环的通路。

蓄热地暖2设置在供暖房间地面的下方，蓄热地暖2包括地暖盘管12和多块蓄热砖体14，地暖盘管12、第二换热器6和地暖盘管12依次连通形成用于介质循环的供暖回路，供暖回路内的介质为水，多块蓄热砖体14拼接后设置在地暖盘管12和地面之间。

热泵机组1能够通过第二换热器6加热供暖回路内的水，加热后的水进入所述地暖盘管12进而将热量传递给蓄热砖体14，然后由蓄热砖体14将热量传递给供暖房间。

热泵机组1通过消耗一部分电能并吸收室外空气中的一部分热能进而产生热量，利用空气源热泵的COP(能效比)可以是单纯用电加热方式的COP的2～3倍。该供暖系统使空气源热泵的热泵机组1和蓄热地暖2相结合，提高了供暖系统的COP，节约了电能。

具体地，在低谷电价的时间段内开启热泵机组1，在第一换热器3内与室外空气完成热量交换的媒介由低温低压的液体变为低温低压的气体，然后媒介经压缩机5压缩后变为高温高压的气体，高温高压气体的媒介在第二换热器6中通过供暖回路将热量传递给地暖盘管12中循环流动的水，媒介在第二换热器6中完成换热后变为低温高压的液体，低温高压液体的媒介经膨胀阀9节流降压后变为低温低压的液体并流入第一换热器3，完成循环。在热泵机组1工作的过程中，热泵机组1能够将地暖盘管12中的水加热到45度以上，被加热的地暖盘管12将热量传递给蓄热砖体14，随着热量不断蓄集，蓄热砖体内的相变介质由固态变为液态实现相变蓄热，同时蓄热砖体14将热量不断传递给供暖房间。即蓄热砖体14对供暖房间进行供暖的同时还能够对热量进行储存。在非低谷电价的时间段内热泵机组1尽量不工作，由蓄热砖体14所存储的热量为供暖房间供暖，并随着热量的不断散入房间，蓄热砖体内的相变液体慢慢散热凝固为固态。

进一步地，蓄热砖体14采用模块化设计，由工厂预制为600cm×600cm、800cm×800cm等多种规格，也可按地面砖13的规格进行生产，减少现场施工量。蓄热砖体14可采用建筑垃圾粉碎后加入少量水泥沙浆压制成型。每块蓄热砖体14内部均设置有相变材料充注空间17，蓄热砖体14的顶部设置有工艺孔19，通过工艺孔19能够向相变材料充注空间17充注液态的相变材料18，液态的相变材料充注空间17内充满相变材料18，相变材料18能够根据温度的变化在固态和液态之间相互转换。相变材料18吸收由地暖盘管12传递来的热量后能够由固态变为液态，在地暖盘管12没有热量传递时，相变材料18释放热量并由液态转为固态，如此设置使蓄热砖体14能够储存更多的热量，在非低谷电价的时间段内，相变材料18释放热量并由液态变为固态且转变过程时间较长，进而使蓄热砖体14能够在非低谷电价的时间段内为供暖房间提供充足的热量。

进一步地，相变材料18为石蜡。由于石蜡成本低且可实现大批量生产，降低系统的使用成本。

进一步地，供暖回路上设置有水泵11，如此设置能够提高供暖回路中水的流速，进而提高换热效率。

进一步地，第一换热器3为翅片式换热器，第二换热器6为板式换热器，第一换热器3设置有风机10。风机10能够增大经过第一换热器3的空气的流量，提高第一换热器3的换热效率。

进一步地，第一换热器3与压缩机5之间设置有气液分离器4，第二换热器6与膨胀阀9之间依次设置有储液器7和干燥过滤器8。气液分离器4用于防止液体的媒介进入压缩机5而产生液击现象进而损坏压缩机5。储液器7用于储存多余的液体的媒介，干燥过滤器8用于吸收媒介中的水分并过滤其中的杂质。

进一步地，蓄热砖体14上设置有温度传感器。与温度传感器连接有控制器，控制器能够控制热泵机组1开启或关闭，在控制器上用户能够对温度进行设定，温度传感器感应蓄热砖体14的温度并将数据输入控制器，由控制器将数据与用户设定的温度进行比较，当蓄热砖体14的温度达到设定温度时，控制器关闭热泵机组1，如此设置使供暖房间拥有舒适的温度的同时节约电能。

进一步地，地暖盘管12的下方设置有保温板15，保温板15的上表面和蓄热砖体14的下表面均设置有凹槽，保温板15上表面的凹槽和蓄热砖体14下表面的凹槽相对设置并形成用于放置地暖盘管12的路径。保温板15的设置能够减少蓄热砖体14以及地暖盘管12的热量流失，提高供暖效果。

进一步地，供暖房间的地面铺设有地面砖13，地面砖13与蓄热砖体14之间设置有水泥砂浆16，水泥砂浆16用于固定地面砖13。

进一步地，地暖盘管12包括有直通管路和盘绕管路，多条直通管路平行设置，每两条相邻的直通管路通过盘绕管路连通，每两条相邻的盘绕管路连通在一条直通管路的两端并分别设置在直通管路的两侧，最外侧的两条直通管路分别与供暖回路连通。

具体地，保温板15上表面的凹槽与蓄热砖体14的下表面的凹槽配合分别形成用于放置直通管路的地暖盘管直通路径20和放置盘绕管路的地暖盘管盘绕路径21。每条直通管路均由供暖房间地面的一侧延伸至地面的另一侧，每两条直通管路的同一侧的端部通过盘绕管路连通，盘绕管路为弧线形设置，相邻的三条直通管路之间的两条盘绕管路分别相对设置在地面的两侧。

进一步地，蓄热砖体14的厚度为8-15cm，相变材料充注空间17的容积为15-28升。蓄热砖体14的厚度越大，蓄热量也越大，需要加热时间也越长。但蓄热砖体14过厚会缩小房间层高，综合两方面考虑取8～15cm比较合适。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

一种空气源热泵结合蓄热地暖2的供暖系统，包括热泵机组1和蓄热地暖2，其中，热泵机组1包括第一换热器3、压缩机5、第二换热器6和膨胀阀9。蓄热地暖2设置在供暖房间地面的下方，蓄热地暖2包括地暖盘管12和多块蓄热砖体14，在低谷电价的时间段内开启热泵机组1，热泵机组1能够通过供暖回路将热量传递给蓄热砖体14，然后蓄热砖体14通过地面砖13将热量传递给供暖房间。在非低谷电价的时间段内热泵机组1尽量不工作，由蓄热砖体14所存储的热量为供暖房间供暖。该供暖系统将热泵机组1、蓄热地暖2和低谷电价政策相结合，降低了使用成本。

该供暖系统存在一下优点：

1、充分利用室内地面面积，蓄热能力强。避免热泵机组1频繁启动，延长机组使用寿命。充分利用低谷电价政策，降低使用成本。

2、蓄热砖体14采用模块化设计，由工厂预制，减少现场施工量。

3、相变材料18石蜡的成本低，可实现大批量生产。

4、地暖的施工周期大大缩短，现场无需大量的混凝土沙浆，施工环境大大改善。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气源热泵结合蓄热地暖的供暖系统，其特征在于，包括热泵机组和蓄热地暖，其中，

所述热泵机组包括第一换热器、压缩机、第二换热器和膨胀阀，所述第一换热器、所述压缩机、所述第二换热器和所述膨胀阀依次连通形成用于媒介循环的通路；

所述蓄热地暖设置在供暖房间地面的下方，所述蓄热地暖包括地暖盘管和多块蓄热砖体，所述地暖盘管、所述第二换热器和所述地暖盘管依次连通形成用于介质循环的供暖回路，多块所述蓄热砖体拼接后设置在所述地暖盘管和所述地面之间；

所述热泵机组能够通过所述第二换热器加热所述供暖回路内的所述介质，加热后的所述介质进入所述地暖盘管进而将热量传递给所述蓄热砖体，然后所述蓄热砖体通过所述地面将热量传递给所述供暖房间。

2.根据权利要求1所述的供暖系统，其特征在于，所述蓄热砖体采用模块化设计，每块所述蓄热砖体内部均设置有相变材料充注空间，所述蓄热砖体的顶部设置有工艺孔，通过所述工艺孔能够向所述相变材料充注空间充注液态的相变材料，液态的所述相变材料充注空间内充满所述相变材料，所述相变材料能够根据温度的变化在固态和液态之间相互转换。

3.根据权利要求2所述的供暖系统，其特征在于，所述相变材料为石蜡。

4.根据权利要求1所述的供暖系统，其特征在于，所述供暖回路上设置有水泵，所述介质为水。

5.根据权利要求1所述的供暖系统，其特征在于，所述第一换热器为翅片式换热器，所述第二换热器为板式换热器，所述第一换热器设置有风机。

6.根据权利要求1所述的供暖系统，其特征在于，所述蓄热砖体上设置有温度传感器。

7.根据权利要求1所述的供暖系统，其特征在于，所述地暖盘管的下方设置有保温板，所述保温板的上表面和所述蓄热砖体的下表面均设置有凹槽，所述保温板上表面的凹槽和所述蓄热砖体下表面的凹槽相对设置并形成用于放置所述地暖盘管的路径。

8.根据权利要求1所述的供暖系统，其特征在于，所述供暖房间的地面铺设有地面砖，所述地面砖与所述蓄热砖体之间设置有水泥砂浆，所述水泥砂浆用于固定所述地面砖。

9.根据权利要求1所述的供暖系统，其特征在于，所述地暖盘管包括有直通管路和盘绕管路，多条所述直通管路平行设置，每两条相邻的所述直通管路通过所述盘绕管路连通，每两条相邻的所述盘绕管路连通在一条所述直通管路的两端并分别设置在所述直通管路的两侧。

10.根据权利要求2所述的供暖系统，其特征在于，所述蓄热砖体的厚度为8-15cm，所述相变材料充注空间的容积为15-28升。