帶有相變蓄熱材料地暖模塊的雙末端空氣源熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種帶有相變蓄熱材料地暖模塊的雙末端空氣源熱泵系統(tǒng)，包括空調(diào)設(shè)備和地板輻射供暖末端裝置；地板輻射供暖末端裝置包括防潮層、保溫材料層、地暖模塊和鋁箔層，在支撐模板槽內(nèi)填充有相變蓄熱材料，相變蓄熱材料上表面及鋁箔層在位于凹槽處均設(shè)有向下的圓弧凹陷，每條圓弧凹陷內(nèi)鋪設(shè)有供熱支管，供熱支管的兩端通過(guò)分配器與供、回?zé)岣晒芟噙B；空調(diào)設(shè)備與地板輻射供暖末端裝置之間通過(guò)分歧管連接；上述各器件之間的連接管道之間設(shè)有調(diào)節(jié)控制閥，連接管道內(nèi)填充有制冷劑。本發(fā)明可以提高空氣源熱泵能效比，滿足室內(nèi)熱舒適的同時(shí)解決除霜問(wèn)題；可以模塊化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)拼接安裝，降低施工難度。
【專利說(shuō)明】
帶有相變蓄熱材料地暖模塊的雙末端空氣源熱泵系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及空氣源熱栗空調(diào)系統(tǒng)裝置，具體地說(shuō)，涉及一種帶鋁箔導(dǎo)熱、地暖模塊、相變蓄熱、直接冷凝式地板供暖末端裝置和供冷末端裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境的要求不斷提高，建筑能耗持續(xù)增加。1996-2013年間，建筑面積迅速增長(zhǎng)，建筑能耗總量已達(dá)到我國(guó)總能耗的28%以上。其中，空調(diào)和供暖能耗最多可超過(guò)建筑總能耗的50%，因此降低空調(diào)和供暖能耗成為建筑節(jié)能減排的關(guān)鍵問(wèn)題之一。近年來(lái)，空氣源熱栗以其高效、清潔、穩(wěn)定以及氣候條件適用性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)領(lǐng)域。
[0003]于二十世紀(jì)初提出的低溫?zé)崴匕遢椛涔┡捎谄涔?jié)能、應(yīng)用熱源廣泛、熱舒適性強(qiáng)等方面的優(yōu)勢(shì)，引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注，并得到廣泛的應(yīng)用?？諝庠礋崂跖c地板輻射供暖系統(tǒng)相結(jié)合，不僅提高清潔能源利用率，而且擴(kuò)展了空氣源熱栗供暖技術(shù)的適用范圍。于2002年我國(guó)建設(shè)部將空氣源熱栗地板輻射供暖系統(tǒng)鑒定為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，并得到了廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。
[0004]按照構(gòu)造層中是否澆注豆石混凝土，可以將低溫地板輻射采暖分為濕式和干式兩種施工做法。目前國(guó)內(nèi)工程中應(yīng)用較多的是濕式做法，但是該做法存在占用層高、增大建筑物載荷、初投資較大、局部過(guò)熱、地板熱惰性較大等問(wèn)題。
[0005]空氣源熱栗室外機(jī)蒸發(fā)器表面結(jié)霜是空氣源熱栗冬季運(yùn)行存在的難題。室外機(jī)結(jié)霜引起熱栗供熱量不足、壓縮機(jī)壓縮比及排氣溫度升高、機(jī)組能效比降低以及機(jī)組熱損失增大等問(wèn)題，是影響空氣源熱栗系統(tǒng)冬季運(yùn)行效率與穩(wěn)定性及室內(nèi)熱舒適性的關(guān)鍵因素之一，已成為空氣源熱栗技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的瓶頸。電加熱輔助是目前常見(jiàn)的空氣源熱栗除霜方式，但是這種方式在應(yīng)用過(guò)程中將高品位能變成了低品位能，造成了能量的降級(jí)利用，導(dǎo)致系統(tǒng)能效降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提出空氣源熱栗冬夏雙末端空調(diào)系統(tǒng)形式，以空氣作為冷熱源，夏季通過(guò)室內(nèi)機(jī)對(duì)房間進(jìn)行供冷，冬季將空氣源熱栗與直接冷凝式地板輻射供暖系統(tǒng)進(jìn)行匹配銜接，以制冷劑作為熱媒向室內(nèi)供暖，降低冷凝溫度，利用清潔能源，無(wú)污染物排放，無(wú)二次熱媒，減少系統(tǒng)能量損失與運(yùn)輸能耗;末端加入地暖模板和相變蓄熱材料、鋪設(shè)鋁箔層，降低構(gòu)造層厚度、增加建筑使用空間、減少向下傳熱量、提高溫度分布均勻性、增強(qiáng)傳熱，由相變材料蓄熱為除霜提供熱量，除霜的同時(shí)維持地板表面溫度，保證熱舒適性;降低冬季工況冷凝溫度，提高空氣源熱栗能效比;對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行智能優(yōu)化控制，滿足室內(nèi)熱舒適的同時(shí)降低系統(tǒng)能耗;模塊化生產(chǎn)，根據(jù)不同功能房間室內(nèi)負(fù)荷需求進(jìn)行選型及現(xiàn)場(chǎng)拼接安裝，降低施工難度。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的一種帶有相變蓄熱材料地暖模塊的雙末端空氣源熱栗系統(tǒng)，包括空氣源熱栗室外機(jī)組、控制器、室內(nèi)機(jī)和地板輻射供暖末端裝置;所述地板輻射供暖末端裝置包括供暖末端分配器、供熱干管和回?zé)岣晒?，所述供暖末端分配器的一端與供熱干管相連，所述供暖末端分配器的另一端與回?zé)岣晒芟噙B，在樓板和地板之間、自樓板上表面至地板下表面依次鋪設(shè)有防潮層、保溫材料、地暖模塊和鋁箔層，所述地暖模塊包括支撐模板和相變蓄熱材料，每個(gè)支撐模板的上表面設(shè)有凹槽，每個(gè)支撐模板由橫截面為凹字型的型材或是兩個(gè)橫截面為Z字型的型材構(gòu)成，所述鋁箔層在位于支撐模板的凹槽處均設(shè)有向下的圓弧凹陷，所述圓弧凹陷與凹槽的走向一致，多條相鄰的圓弧凹陷內(nèi)鋪設(shè)有一段支管，該段支管的兩端通過(guò)所述供暖末端分配器與所述供熱干管和回?zé)岣晒芟噙B，該段支管在兩條相鄰圓弧凹陷之間的管段為彎管;鋪設(shè)支管后在所述凹槽的剩余空間內(nèi)填充有相變蓄熱材料;從而在保溫材料與地板之間形成了與相變蓄熱材料間隔交替分布的空氣層;所述供暖末端分配器的進(jìn)/出口及所述室內(nèi)機(jī)的進(jìn)/出口與所述空氣源熱栗室外機(jī)組的進(jìn)、出口之間均分別通過(guò)分歧管連接;上述各器件之間的連接管道內(nèi)填充有制冷劑，所述空氣源熱栗室外機(jī)組、室內(nèi)機(jī)、地板輻射供暖末端裝置的管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)控制閥。
[0008]進(jìn)一步講，所述圓弧凹陷的半徑及深度均與其中鋪設(shè)的支管的外徑相相同。
[0009]通過(guò)所述供暖末端分配器與供熱干管和回?zé)岣晒芟噙B的支管所在的圓弧凹陷至少是兩條相鄰的圓弧凹陷。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0011 ] (I)雙末端空調(diào)系統(tǒng)，冬夏季切換運(yùn)行，同時(shí)滿足夏季空調(diào)供冷與冬季供熱工況。
[0012](2)制冷劑直接注入地板供熱管，無(wú)二次熱媒，減少輸送能耗和能量損失，降低冷凝溫度，提高系統(tǒng)能效。
[0013](3)供熱管道回路較短，減少阻力，降低能耗。
[0014](4)加設(shè)鋁箔層和相變蓄熱材料，增強(qiáng)換熱，提高供熱均勻性，由相變蓄熱材料儲(chǔ)熱為融霜提供熱量，在保證室內(nèi)熱舒適的同時(shí)，解決空氣源熱栗冬季運(yùn)行除霜問(wèn)題。
[0015](5)方便布管，能夠自動(dòng)牢固地鎖住加熱管，實(shí)際鋪裝時(shí)，可根據(jù)供暖區(qū)域所需熱負(fù)荷分別按照不同管間距鋪設(shè)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)尺寸任意裁剪。
[0016](6)模板底部采用線性連接，能夠最大程度地保留間隔的空氣層，模板底部空氣層內(nèi)的空氣處于相對(duì)靜止、不流動(dòng)的狀態(tài)，其隔熱效果優(yōu)越，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況取消保溫層或減少保溫層的厚度。
[0017](7)模板底部的空氣層具有良好的隔音減噪性能。
[0018](8)材質(zhì)輕薄，可大大降低建筑物荷載，節(jié)省大量建筑成本，并可有效增加室內(nèi)凈尚O
[0019](9)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行智能優(yōu)化控制，滿足室內(nèi)舒適度的同時(shí)降低系統(tǒng)能耗。
[0020](10)采用空氣源熱栗系統(tǒng)，無(wú)有害、有毒、易燃易爆氣體泄漏危險(xiǎn)，與傳統(tǒng)地板采暖形式相比，具有更高的安全性。
[0021 ] (11)可以模塊化規(guī)模生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)拼接安裝，降低施工難度。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明帶有相變蓄熱材料地暖模塊的雙末端空氣源熱栗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明中地板輻射供暖末端裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為圖2所示地板輻射供暖末端裝置橫向剖面示意圖；
[0025]圖4-1是本圖3中所示支撐模板的一種橫截面示意圖；
[0026]圖4-2是本圖3中所示支撐模板的另一種橫截面示意圖；
[0027]圖4-3是本圖3中所示支撐模板的又一種橫截面示意圖。
[0028]圖中:
[0029]1-空氣源熱栗室外機(jī)組，2-控制器，3-調(diào)節(jié)控制閥，4-分歧器，5-地板輻射供暖末端裝置，6-室內(nèi)機(jī)，7-供熱干管，8-供暖末端分配器，9-支管，10-回?zé)岣晒埽?1-支撐模板，12-地板，13-鋁箔層，14-相變蓄熱材料，15-空氣層，16保溫層，17防潮層，18樓板。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實(shí)施例僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋說(shuō)明，并不用以限制本發(fā)明。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明一種帶有相變蓄熱材料地暖模塊的雙末端空氣源熱栗系統(tǒng)，包括空氣源熱栗室外機(jī)組1、室外機(jī)6、控制器2和設(shè)置在樓板16和地板12之間的地板輻射供暖末端裝置5;如圖2所示，所述地板輻射供暖末端裝置5包括供暖末端分配器8、供熱干管7和回?zé)岣晒?0，所述供暖末端分配器8的一端與供熱干管7相連，所述供暖末端分配器8的另一端與回?zé)岣晒?0相連，如圖3所示。
[0032]在樓板18和地板12之間、自樓板18上表面至地板12下表面依次鋪設(shè)有防潮層17、保溫材料16、地暖模塊和鋁箔層13，所述地暖模塊包括支撐模板11和相變蓄熱材料14，每個(gè)支撐模板11的上表面設(shè)有凹槽，每個(gè)支撐模板11由橫截面為凹字型的型材或是兩個(gè)橫截面為Z字型的型材構(gòu)成，如圖4-1、圖4-2和圖4-3所示。所述鋁箔層13在位于支撐模板11的凹槽處均設(shè)有向下的圓弧凹陷，所述圓弧凹陷與凹槽的走向一致，多條相鄰的圓弧凹陷內(nèi)鋪設(shè)有一段支管9，該段支管9的兩端通過(guò)所述供暖末端分配器8與所述供熱干管7和回?zé)岣晒?0相連，該段支管9在兩條相鄰圓弧凹陷之間的管段為彎管，所述圓弧凹陷的半徑及深度均與其中鋪設(shè)的支管的外徑相相同；鋪設(shè)支管9后在所述凹槽的剩余空間內(nèi)填充有相變蓄熱材料14;從而在保溫材料16與地板12之間形成了與相變蓄熱材料14間隔交替分布的空氣層15ο
[0033]如圖1所示，所述供暖末端分配器8的進(jìn)、出口、所述室內(nèi)機(jī)6的進(jìn)、出口之間、及與所述空氣源熱栗室外機(jī)組的進(jìn)、出口之間均分別通過(guò)分歧管4連接。上述各器件之間的連接管道內(nèi)填充有制冷劑，所述空氣源熱栗室外機(jī)組1、室內(nèi)機(jī)6、地板輻射供暖末端裝置5的管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)控制閥。
[0034]本發(fā)明帶有相變蓄熱材料地暖模塊的雙末端空氣源熱栗系統(tǒng)的工作過(guò)程是:
[0035]夏季工況時(shí)，通過(guò)控制器2將空氣源熱栗室外機(jī)組中的空氣源熱栗切換至制冷狀態(tài)，由所述空氣源熱栗室外機(jī)組I制出的低溫液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)設(shè)置在所述空氣源熱栗室外機(jī)組I與所述室內(nèi)機(jī)6之間的調(diào)節(jié)控制閥3和分歧管4進(jìn)入室內(nèi)機(jī)6與室內(nèi)空氣進(jìn)行換熱，管道中的制冷劑吸熱后蒸發(fā)成為氣體，制冷劑氣體經(jīng)設(shè)置在室內(nèi)機(jī)6出口側(cè)的調(diào)節(jié)控制閥3和分歧器4流至室外，通過(guò)設(shè)置在所述室內(nèi)機(jī)6與所述空氣源熱栗室外機(jī)組I之間的調(diào)節(jié)控制閥3后進(jìn)入空氣源熱栗室外機(jī)組I與室外空氣進(jìn)行換熱；
[0036]冬季供暖工況時(shí)，通過(guò)控制器2將空氣源熱栗室外機(jī)組中的空氣源熱栗切換至制熱狀態(tài)，由所述空氣源熱栗室外機(jī)組I制出的高溫氣態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)設(shè)置在所述空氣源熱栗室外機(jī)組I與所述地板輻射供暖末端裝置5之間的調(diào)節(jié)控制閥3和分歧器4進(jìn)入所述地板輻射供暖末端裝置5的供熱干管7，通過(guò)設(shè)置在所述供暖末端分配器8進(jìn)口處的調(diào)節(jié)控制閥3進(jìn)入供暖末端分配器8，由供暖末端分配器8送至干管9進(jìn)行放熱，管道中的制冷劑放熱后冷凝成為液體，制冷劑液體經(jīng)設(shè)置在供暖末端分配器8出口的調(diào)節(jié)控制閥3進(jìn)入回?zé)岣晒?0，經(jīng)過(guò)設(shè)置在所述供暖末端分配器8的出口與所述室內(nèi)機(jī)的進(jìn)口之間的調(diào)節(jié)控制閥3和分歧器4返回所述空氣源熱栗室外機(jī)組I與室外空氣進(jìn)行換熱。
[0037]由于本發(fā)明地板輻射供暖末端采用直接冷凝式，并通過(guò)加設(shè)鋁箔層、相變蓄熱材料和地暖模板，供熱溫度較均勻，無(wú)需添加其他熱源或除霜裝置，利用相變蓄熱為融霜提供熱量，在保證室內(nèi)熱舒適的同時(shí)解決除霜問(wèn)題，降低構(gòu)造層厚度、增加建筑使用空間、減少向下傳熱量，提高系統(tǒng)性能。
[0038]本發(fā)明中的地板輻射供暖末端裝置可以模塊化規(guī)模生產(chǎn)，可根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷需求在現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行拼接安裝，降低施工、檢修難度，更易推廣實(shí)施。
[0039]可遠(yuǎn)距離優(yōu)化控制，提前開(kāi)啟、調(diào)節(jié)系統(tǒng)供熱或空調(diào)供冷模式，保證人員舒適性需求的同時(shí)降低能耗。
[0040]盡管上面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有相變蓄熱材料地暖模塊的雙末端空氣源熱栗系統(tǒng)，包括空氣源熱栗室外機(jī)組(I)、控制器(2)、室內(nèi)機(jī)(6)和地板輻射供暖末端裝置(5);所述地板輻射供暖末端裝置(5)包括供暖末端分配器(8)、供熱干管(7)和回?zé)岣晒?10)，所述供暖末端分配器(8)的一端與供熱干管(7)相連，所述供暖末端分配器(8)的另一端與回?zé)岣晒?10)相連，其特征在于: 在樓板(18)和地板(12)之間、自樓板(18)上表面至地板(12)下表面依次鋪設(shè)有防潮層(17)、保溫材料(16)、地暖模塊和鋁箔層(13)，所述地暖模塊包括支撐模板(11)和相變蓄熱材料(I4)，每個(gè)支撐模板(II)的上表面設(shè)有凹槽，每個(gè)支撐模板(II)由橫截面為凹字型的型材或是兩個(gè)橫截面為Z字型的型材構(gòu)成，所述鋁箔層(13)在位于支撐模板(11)的凹槽處均設(shè)有向下的圓弧凹陷，所述圓弧凹陷與凹槽的走向一致，多條相鄰的圓弧凹陷內(nèi)鋪設(shè)有一段支管(9)，該段支管(9)的兩端通過(guò)所述供暖末端分配器(8)與所述供熱干管(7)和回?zé)岣晒?10)相連，該段支管(9)在兩條相鄰圓弧凹陷之間的管段為彎管;鋪設(shè)支管(9)后在所述凹槽的剩余空間內(nèi)填充有相變蓄熱材料(14);從而在保溫材料(16)與地板(12)之間形成了與相變蓄熱材料(14)間隔交替分布的空氣層(15); 所述供暖末端分配器(8)的進(jìn)/出口及所述室內(nèi)機(jī)(6)的進(jìn)/出口與所述空氣源熱栗室外機(jī)組的進(jìn)、出口之間均分別通過(guò)分歧管(4)連接； 上述各器件之間的連接管道內(nèi)填充有制冷劑，所述空氣源熱栗室外機(jī)組(I)、室內(nèi)機(jī)(6)、地板輻射供暖末端裝置(5)的管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)控制閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有相變蓄熱材料地暖模塊的雙末端空氣源熱栗系統(tǒng)，其特征在于，所述圓弧凹陷的半徑及深度均與其中鋪設(shè)的支管的外徑相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有相變蓄熱材料地暖模塊的雙末端空氣源熱栗系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)所述供暖末端分配器(8)與供熱干管(7)和回?zé)岣晒?10)相連的支管(9)所在的圓弧凹陷至少是兩條相鄰的圓弧凹陷。
【文檔編號(hào)】F24D11/02GK105910200SQ201610196616
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】鄭晨瀟, 鄭萬(wàn)冬, 由世俊, 張歡, 鄭雪晶, 葉天震
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)