本發(fā)明涉及一種面供暖系統(tǒng)，具體的說(shuō)，是涉及一種碳纖維與傳統(tǒng)供熱管網(wǎng)耦合的智能限溫供熱系統(tǒng)。該供熱系統(tǒng)適用于新建和既有建筑改造的住宅樓、高大空間的公建，特別適用于集中供暖無(wú)法達(dá)到預(yù)設(shè)地需求的邊疆寒冷地區(qū)。

背景技術(shù)：

我國(guó)近年來(lái)開(kāi)始大力鼓勵(lì)和發(fā)展集中供暖，這不僅是節(jié)能技改的重要手段，也是能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施的必然產(chǎn)物。我國(guó)北方地區(qū)絕大多數(shù)實(shí)現(xiàn)了集中供暖的供熱形式，但是集中供熱依然存在很多問(wèn)題，主要包括：有些地區(qū)的集中供暖達(dá)不到用戶的熱需求，集中供暖的熱需求是按照往年的供熱效果的均值安排的，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，存在誤差，具體表現(xiàn)在供暖季總是存在供熱溫度過(guò)高或者過(guò)低的情況，針對(duì)這一情況，很多用戶選擇運(yùn)用電暖器進(jìn)行熱量補(bǔ)償，近年來(lái)，碳纖維供暖以熱效率高、設(shè)計(jì)美觀的優(yōu)點(diǎn)，逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的室內(nèi)電暖器。

目前，存在多種集中供熱的限溫專利，例如專利CN201520268947.0，是結(jié)合溫度控制模塊與控制器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的室內(nèi)供熱管網(wǎng)的溫度智能控制；專利CN201410847579.5是根據(jù)溫度感測(cè)器控制水泵電機(jī)的速度實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的溫度智能控制；專利CN200820122869.3和專利CN201220202407.9是針對(duì)智能供熱節(jié)能控制軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)流量的智能監(jiān)控。對(duì)于管網(wǎng)控制的電磁閥體，專利CN201520265886.2則闡述了一種可以根據(jù)溫度自動(dòng)調(diào)控的電磁閥，在一定上也提高了供熱管網(wǎng)的智能控制程度，對(duì)于碳纖維電暖系統(tǒng)，也存在智能溫控系統(tǒng)，例如專利CN201110392933.6闡述了一種智能薄膜型自限溫電地暖系統(tǒng)，旨在利用溫度傳感模塊的信息，指導(dǎo)調(diào)整碳纖維地暖的供熱板塊的運(yùn)行與關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)智能控制。專利CN201420749642.7也構(gòu)建了一種安全節(jié)能的碳纖維電地暖溫度控制系統(tǒng)，溫度傳感器可以準(zhǔn)確控制地面溫度，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的智能控制；而專利CN201210457386.則是基于微點(diǎn)腦控制，設(shè)計(jì)了一種雙管碳纖維遠(yuǎn)紅外光波電暖器裝置。

就目前的成果來(lái)看，很多專利僅僅是對(duì)于管網(wǎng)供熱或者碳纖維供熱的單一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能限溫系統(tǒng)的構(gòu)建。但是，都沒(méi)有提到智能限溫的碳纖維與供熱管網(wǎng)耦合供熱系統(tǒng)的構(gòu)建。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種碳纖維與供熱管網(wǎng)耦合的智能限溫供熱系統(tǒng)，本發(fā)明供熱系統(tǒng)將傳統(tǒng)的集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)和碳纖維供熱系統(tǒng)進(jìn)行耦合，實(shí)現(xiàn)了集中管網(wǎng)供熱在特殊地區(qū)，特殊供熱時(shí)期的熱補(bǔ)償問(wèn)題，是集中管網(wǎng)供熱的進(jìn)一步擴(kuò)展。本發(fā)明系統(tǒng)基于微電腦控制單元和測(cè)溫等控制模塊可以很方便的應(yīng)用于已經(jīng)實(shí)現(xiàn)集中供暖的絕大部分地區(qū)，并實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供熱的智能調(diào)控。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種碳纖維與供熱管網(wǎng)耦合的智能限溫供熱系統(tǒng)，包括集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)，還耦合有碳纖維供熱系統(tǒng)，所述碳纖維供熱系統(tǒng)由微電腦控制單元、執(zhí)行單元和碳纖維供熱模塊組成，所述微電腦控制單元包括CPU、設(shè)置模塊、無(wú)線通訊模塊、顯示模塊、電源控制模塊、溫度傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊，溫度傳感器用于采集用戶室內(nèi)溫度信號(hào)，所述信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊將溫度傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至CPU，所述執(zhí)行單元由電磁閥和碳纖維控制開(kāi)關(guān)組成，所述碳纖維控制開(kāi)關(guān)用于控制所述碳纖維供熱模塊的啟停，所述電磁閥設(shè)置在所述集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入用戶室內(nèi)的入口處，通過(guò)控制流入集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的工質(zhì)流量大小以控制供熱效果；

所述碳纖維供熱模塊包括碳纖維墻壁供熱模塊和碳纖維地板供熱模塊，所述碳纖維墻壁供熱模塊設(shè)置在墻壁上，所述碳纖維地板供熱模塊與集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的供熱管網(wǎng)成空間平行、高低相間布置；碳纖維地板供熱模塊由從上到下依次鋪設(shè)的吸水材料、第一絕緣層、安全網(wǎng)、碳纖維、均熱層、反射層和第二絕緣層構(gòu)成。

所述CPU由DSP處理器、單片機(jī)或ARM處理器構(gòu)成。

所述顯示模塊和設(shè)置模塊由LCD屏幕控制單元與遙控器相互配合完成信息的設(shè)置。

所述信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊由ADS信號(hào)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。

所述安全網(wǎng)由剛性材料和彈性材料構(gòu)成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果是：

1.將傳統(tǒng)的集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)和碳纖維供熱系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在特殊地區(qū)、特殊時(shí)間段的集中供熱熱需求不達(dá)標(biāo)的情況下的熱補(bǔ)償。

2.基于微電腦控制單元與動(dòng)作執(zhí)行單元的配合，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明供熱系統(tǒng)的智能限溫控制。

3.對(duì)碳纖維地板供熱模塊中的碳纖維包裹材料改造為半圓形間斷包裹，不僅節(jié)省了碳纖維包裹材料的使用量，而且提高了本發(fā)明供熱系統(tǒng)的供熱效果。

4.碳纖維地板供熱模塊的碳纖維供熱絲的上方鋪設(shè)安全網(wǎng)、第一絕緣層和吸水材料，安全網(wǎng)有利于減少碳纖維及其包裹材料的磨損程度，并有效提高碳纖維供熱模塊的使用壽命；絕緣層是防止由于碳纖維供熱模塊意外漏電造成的用戶損傷，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性能；吸水材料是能吸收地板表面的水分，保持地板一定的濕潤(rùn)度，防止地板開(kāi)裂。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的室內(nèi)布置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是微電腦控制單元與執(zhí)行單元的交互原理圖。

圖3是碳纖維地板供熱模塊與集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的供熱管網(wǎng)布置示意圖。

圖4碳纖維地板供熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明供熱系統(tǒng)的控制流程示意圖。

附圖標(biāo)記：1-集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)，2-碳纖維墻壁供熱模塊，3-碳纖維底板供熱模塊，4-微電腦控制單元，5-碳纖維控制開(kāi)關(guān)，6-電磁閥，7-碳纖維，8-安全網(wǎng)，9-第一絕緣層，10-吸水材料，11-均熱層，12-反射層，13-第二絕緣層

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

如圖1所示，一種碳纖維與供熱管網(wǎng)耦合的智能限溫供熱系統(tǒng)，包括集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)1，集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)1由用戶原先室內(nèi)設(shè)計(jì)的供熱管網(wǎng)組成，無(wú)需另行施工。還耦合有碳纖維供熱系統(tǒng)，所述碳纖維供熱系統(tǒng)由微電腦控制單元4、執(zhí)行單元和碳纖維供熱模塊組成，碳纖維供熱模塊包括碳纖維墻壁供熱模塊2和碳纖維地板供熱模塊3。

如圖2所示，微電腦控制單元4是一個(gè)集成模塊，包括CPU、設(shè)置模塊、無(wú)線通訊模塊、顯示模塊、電源控制模塊、溫度傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊等，在用戶側(cè)只需要以支架的形式搭設(shè)并與電源對(duì)接即可；CPU是指DSP處理器、單片機(jī)或者ARM處理器，在寫入相應(yīng)的控制指令之后得到。顯示模塊和設(shè)置模塊由LCD屏幕控制單元與遙控器相互配合完成信息的設(shè)置，用戶可以設(shè)置自己需求的室內(nèi)溫度；信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊由ADS信號(hào)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，溫度傳感器主要是采集室內(nèi)的溫度信號(hào)并由ADS信號(hào)轉(zhuǎn)換器將溫度傳感器輸出的模擬型號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送至CPU。

電磁閥6與碳纖維控制開(kāi)關(guān)5是微電腦控制單元4的動(dòng)作執(zhí)行單元，也是控制本發(fā)明耦合的智能限溫供熱系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，電磁閥6需要在用戶供熱管網(wǎng)的進(jìn)水口進(jìn)行安裝，而其他管網(wǎng)部分不需要進(jìn)行施工，并與微電腦控制單元4進(jìn)行接口對(duì)接。碳纖維控制開(kāi)關(guān)5和微電腦控制單元4與碳纖維供熱模塊進(jìn)行對(duì)接。其控制思路如圖2所示，碳纖維控制開(kāi)關(guān)5的主要功能是控制墻體和地板不同區(qū)域的碳纖維供熱模塊的啟停；電磁閥6主要架設(shè)在集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入室內(nèi)的入口處，通過(guò)控制流入室內(nèi)管網(wǎng)的工質(zhì)流量的大小，來(lái)控制集中供熱管網(wǎng)不同的供熱效果。

對(duì)于碳纖維墻壁供熱模塊2來(lái)說(shuō)，可以選擇市場(chǎng)上的碳纖維供熱材料或可移動(dòng)式墻壁碳纖維板塊進(jìn)行使用，特別地，對(duì)于碳纖維地板供熱模塊3主要是由碳纖維及其附屬機(jī)構(gòu)組成的，需要在得知用戶地板下供熱管網(wǎng)的分布另行設(shè)計(jì)鋪設(shè)方式，主要是由碳纖維控制開(kāi)關(guān)5控制其不同部位的發(fā)熱單元。碳纖維地板供熱模塊3與供熱管網(wǎng)成空間平行、高低相間布置，如圖3所示，這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是確保供熱管網(wǎng)有足夠的散熱空間，最大程度的發(fā)揮供熱管網(wǎng)與碳纖維聯(lián)合的供熱效果。

碳纖維地板供熱模塊3一般由從上到下依次鋪設(shè)的吸水材料10、第一絕緣層9、安全網(wǎng)8、碳纖維7供熱絲、均熱層11、反射層12和第二絕緣層13構(gòu)成，本發(fā)明對(duì)碳纖維地板供熱模塊3的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，如圖4所示，將傳統(tǒng)碳纖維供熱模塊內(nèi)包裹碳纖維7的均熱層11、反射層12、第二絕緣層13由平行連續(xù)包裹改造為半圓形間斷包裹，這樣設(shè)置的主要優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)：(1)節(jié)省了均熱層、反射層、絕緣層的包裹材料；(2)增大供熱管網(wǎng)的有效散熱區(qū)域并有利于進(jìn)一步提高本耦合供熱系統(tǒng)中供熱管網(wǎng)的供熱效果。在碳纖維7的上方鋪設(shè)有安全網(wǎng)8、第一絕緣層9和纖維性的吸水材料10，安全網(wǎng)8由剛性材料和彈性材料構(gòu)成，三者的作用如下：安全網(wǎng)8有利于減少碳纖維7及其包裹材料的磨損程度，并有效提高碳纖維供熱模塊的使用壽命；絕緣層9是防止由于碳纖維供熱模塊意外漏電造成的用戶損傷，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性能；吸水材料10是能吸收地板表面的水分，保持地板一定的濕潤(rùn)度，防止地板開(kāi)裂。

當(dāng)本發(fā)明供熱系統(tǒng)架設(shè)完畢后，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)智能自限溫控制，智能限溫的控制思路可如圖5所示，具體表現(xiàn)在：

當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，溫度傳感器將溫度的模擬信號(hào)傳送至微電腦控制單元內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，電源控制模塊根據(jù)數(shù)字信號(hào)控制碳纖維控制開(kāi)關(guān)，在碳纖維供熱模塊未全部關(guān)閉時(shí)，逐步關(guān)閉碳纖維供熱模塊的數(shù)量，在此過(guò)程中室內(nèi)溫度若降低至設(shè)定溫度，則動(dòng)作執(zhí)行結(jié)束；若碳纖維供熱模塊全部關(guān)閉，室內(nèi)溫度仍然沒(méi)有達(dá)到設(shè)定溫度，則需要進(jìn)一步將電磁閥的閥門關(guān)小，直至調(diào)制室內(nèi)溫度到設(shè)定溫度。

當(dāng)室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，溫度傳感器將溫度的模擬信號(hào)傳送至微電腦控制單元內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，電源控制模塊根據(jù)數(shù)字信號(hào)控制電磁閥閥門，在電磁閥閥門未打開(kāi)至最大時(shí)，逐步調(diào)大電磁閥閥門，在此過(guò)程中室內(nèi)溫度若升高至設(shè)定溫度，則動(dòng)作執(zhí)行結(jié)束；若電磁閥閥門調(diào)至最大進(jìn)水量，室內(nèi)溫度仍然沒(méi)有達(dá)到設(shè)定溫度，則需要進(jìn)一步啟用碳纖維供熱模塊，直至使得室內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定溫度。

本發(fā)明并不限于上文描述的實(shí)施方式。以上對(duì)具體實(shí)施方式的描述旨在描述和說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的。在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下還可做出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。