專利名稱：一種相變蓄能地板空調(diào)采暖方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于取暖空調(diào)器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種相變蓄能地板空調(diào)采暖的方法及裝置。
背景技術(shù)：
地板采暖主要是利用地面輻射，加熱均勻，人可同時感受到輻射和對流加熱的雙重效應(yīng)，比對流散熱器更加舒適，并且節(jié)省室內(nèi)空間，適合住宅、辦公室及大空間建筑使用。
現(xiàn)有的與熱泵結(jié)合的地板采暖方式為在混凝土中分布熱水管道。但因?yàn)榛炷翞轱@熱蓄熱，其蓄熱量不高，不能把電網(wǎng)高峰負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移到低谷電價時段。
近年來，隨著熱泵技術(shù)的發(fā)展，在地板空調(diào)、采暖系統(tǒng)中其用量越來越多。熱泵既可用于冬季采暖，也能用于夏季制冷，一套系統(tǒng)可以滿足冬夏兩季的使用要求；且無污染，能量利用效率高。制冷機(jī)用于夏季供應(yīng)冷量，亦應(yīng)用廣泛。但由于它們使用時間大都是在整體電網(wǎng)負(fù)荷達(dá)到峰值時，且沒有蓄熱功能，因而會加劇電網(wǎng)峰負(fù)荷，不能利用電網(wǎng)低谷時期的廉價電。另外，對于北方使用的空氣源熱泵，冬季的除霜過程導(dǎo)致熱泵出水溫度不穩(wěn)定，如用于無蓄熱的采暖系統(tǒng)中，會引起較大的室溫波動。
中國實(shí)用新型專利(專利號02204909.6)“相變蓄熱電加熱采暖地板”，用相變材料與電熱膜結(jié)合使用，在電網(wǎng)低谷時候蓄熱，與無蓄熱電采暖相比，可以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，并起到消峰填谷的作用，但電采暖是把電能直接轉(zhuǎn)換為熱能，比熱泵的產(chǎn)熱效率低得多，而且只能用于冬季供暖，不能用于夏季供冷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種相變蓄能地板的空調(diào)采暖方法及裝置，使相變材料與熱泵相結(jié)合更加節(jié)能并起到消峰填谷的作用，以解決使用熱泵或制冷機(jī)而引起的電網(wǎng)峰負(fù)荷過大的問題，在峰谷電價分計的地區(qū)，可大大降低電費(fèi)，使冬季采暖和夏季供冷更加經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種相變蓄能地板空調(diào)方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)在地面上鋪設(shè)保溫材料，采用相變材料為蓄能介質(zhì)并將其放置于保溫材料上，在相變材料之中布置與熱泵或冷機(jī)相連的熱水或冷水管道；2)在電網(wǎng)低谷時段，使熱泵或冷機(jī)工作產(chǎn)生熱水或冷水使相變材料蓄能；在電網(wǎng)高峰時段，熱泵或冷機(jī)停止工作，利用相變材料蓄存的熱量或冷量向房間供熱或供冷。
本發(fā)明提供的相變蓄能地板空調(diào)采暖裝置，該裝置包括熱泵或冷機(jī)，與熱泵或冷機(jī)相連且布置于地板與地面之間的水管，其特征在于在地面上鋪設(shè)保溫材料，保溫材料上面布置定形相變材料或摻有定形相變材料的混凝土材料，所述水管均勻分布在定形相變材料或摻有相變材料的混凝土材料中，其中所摻混的定形相變材料占混凝土重量的10～50％。
本發(fā)明所述的相變材料采用相變溫度在15℃-35℃之間的定形相變材料。
本發(fā)明所述的熱泵可采用水源熱泵或空氣源熱泵。
相變材料在相變過程中可以吸收或放出大量的熱，而且吸放熱過程中溫度變化很小，能夠保持室溫。采用定形相變材料蓄熱，蓄熱量大，相變過程中材料一直保持固體形態(tài)，不需封裝，無泄漏。
熱泵的能量利用效率要比電采暖高得多，相變材料與熱泵結(jié)合更加節(jié)能并起到消峰填谷的作用。而且，一套系統(tǒng)可以滿足冬夏季使用要求。可以降低電網(wǎng)高峰負(fù)荷，在晝夜峰谷電價分計的地區(qū)還能節(jié)省大量電費(fèi)。
相變材料與空氣源熱泵聯(lián)合使用，消除了冬季由于熱泵除霜過程導(dǎo)致的供水溫度波動大的缺點(diǎn)，使空氣溫度和室內(nèi)地面溫度保持穩(wěn)定，更加舒適。
這種相變蓄能地板空調(diào)采暖裝置，在中國大部分地區(qū)都可應(yīng)用。在峰谷電價分計的地區(qū)，可大大降低電費(fèi)，使冬季采暖和夏季供冷更加經(jīng)濟(jì)。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅熱量利用效率高，對環(huán)境無污染，而且可以從根本上解決供電網(wǎng)峰谷差的問題，有開拓市場的廣闊前景。采用定形相變材料蓄熱，使用簡單方便，不需封裝，無泄漏。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的地板截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步的說明如圖1和圖2所示，該空調(diào)采暖裝置包括熱泵5，地板覆蓋層4，與熱泵相連且布置于地板與地面之間的水管3，定形相變材料2，保溫材料1以及調(diào)節(jié)閥6。保溫層1位于地面之上；定形相變材料2在保溫層1之上；水管3均勻分布在定形相變材料2中；地板覆蓋層4在定形相變材料2之上，水管3與水源熱泵5連接，調(diào)節(jié)閥6安裝在水管3上。熱泵可以采用空氣源熱泵或水源熱泵；定形相變材料采用相變溫度在15℃-35℃之間的定形相變材料，例如采用相變溫度為25℃的石蠟—聚苯乙烯作為相變材料(若改變石蠟的種類，可得到不同相變溫度的定形相變材料)，或者將定形相變材料與一定量的混凝土混合，制備相變材料和混凝土的復(fù)合材料，以增大其導(dǎo)熱系數(shù)和強(qiáng)度，一般相變材料占混凝土材料重量的10％～50％；采用巖棉作保溫層或其它保溫材料。
本實(shí)施例工作原理和過程為使用本實(shí)施例時，在低谷電價時候水源熱泵進(jìn)行工作，產(chǎn)生的熱水通過交聯(lián)聚乙烯水管進(jìn)入地板中，使定形相變材料蓄熱，在高峰電價時候熱泵停止工作，定形相變材料放出蓄存的熱量以維持室內(nèi)的熱舒適性?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)水溫水速控制相變材料的蓄熱量。由于相變過程近似等溫過程，相變潛熱可達(dá)100～150kJ/kg，能把電網(wǎng)高峰時熱負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移到低谷時候。
權(quán)利要求
1.一種相變蓄能地板空調(diào)采暖方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)在地面上鋪設(shè)保溫材料，采用相變材料為蓄能介質(zhì)并將其放置于保溫材料上，在相變材料之中布置與熱泵或冷機(jī)相連的熱水或冷水管道；2)在電網(wǎng)低谷時段，使熱泵或冷機(jī)工作產(chǎn)生熱水或冷水使相變材料蓄能；在電網(wǎng)高峰時段，熱泵或冷機(jī)停止工作，利用相變材料蓄存的熱量或冷量向房間供熱或供冷。
2.一種實(shí)施如權(quán)利要求1所述方法的地板空調(diào)采暖裝置，該裝置包括熱泵或冷機(jī)，與熱泵或冷機(jī)相連且布置于地板與地面之間的水管，其特征在于在地面上鋪設(shè)保溫材料，保溫材料上面布置定形相變材料或摻有定形相變材料的混凝土材料，所述水管均勻分布在定形相變材料或摻有相變材料的混凝土材料中，所摻混的定形相變材料占混凝土重量的10～50％。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的相變材料采用相變溫度在15℃-35℃之間的定形相變材料。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述的熱泵采用水源熱泵或空氣源熱泵。
全文摘要
一種相變蓄能地板空調(diào)采暖方法及裝置，屬于采暖空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用相變材料為蓄能介質(zhì)進(jìn)行地板空調(diào)和采暖。將相變材料放置于地面保溫層和地板之間，在相變材料之中布置與熱泵或冷機(jī)相連的熱水或冷水管道；在電網(wǎng)低谷時段，使熱泵或冷機(jī)工作產(chǎn)生熱水或冷水使相變材料蓄能；在電網(wǎng)高峰時段，熱泵或冷機(jī)停止工作，利用相變材料蓄存的熱量或冷量向房間供熱或供冷。
文檔編號F24D11/00GK1570483SQ20041000909
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者張寅平, 林坤平, 狄洪發(fā), 楊睿, 徐煦, 張群立, 王馨 申請人:清華大學(xué)