基于地板相变储热的控温供暖系统的制作方法

1.本发明涉及供暖系统，特别涉及一种基于地板相变储热的控温供暖系统。


背景技术：

2.北方冬季因为采暖而产生的污染已经严重影响到人们的日常生活，而利用清洁能源来进行采暖是缓解这种现象的重要手段。太阳能和廉价的谷电是很好的清洁能源，但它们在强度和时间上不匹配的问题导致室内环境的热稳定性和舒适性得不到保障。同时，电采暖加大了电网峰负荷。因此，结合相变材料使用，将相变储能结构与建筑的结合就是降低其能耗的重要技术之一，相变材料可以利用相变时需要吸收或释放大量的热量来储存或释放热能，具有储热密度大、相变温度恒定且可多次重复使用的优点，在相变过程的同时材料自身的温度几乎维持不变或变化较小。因此将相变储热技术和太阳能结合到地暖中能在一定程度上达到较好的节能效果。
3.现有的相变储能地板将相变材料与传统的地板结合一起，但并没有考虑到相变材料在释放热量的同时，没办法对放出热量的多少进行控制，相变材料放出过多的热量导致室内的温度超过用户们的需求。同时，相变材料储热层的热量需要依次经过混凝土层、找平层和地板等，存在热启动慢的情况，用户们的房间无法快速达到自己所需要的室内温度。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种基于地板相变储热的控温供暖系统，
5.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
6.根据本发明的第一方面实施例的基于地板相变储热的控温供暖系统，包括：
7.由相变储能材料铺埋于混凝土内形成的储热地板，所述储热地板安装于室内地面上；
8.充热系统，包括充热管道和供热模块，若干所述充热管道穿插于所述储热地板内，所述供热模块的储热水箱与所述充热管道连接形成第一水循环回路；
9.所述控温供暖系统上安装有水热系统和气热系统两者中的至少一者，其中，
10.所述水热系统包括调温水管回路和安装在所述调温水管回路上的风机盘管，所述调温水管回路穿插于所述储热地板，所述风机盘管将所述调温水管回路中的热水热量吹送至室内；
11.所述气热系统包括调温风管路和连接在所述调温风管路上的暖气输出装置，所述调温风管路穿插于所述储热地板。
12.根据本发明实施例的基于地板相变储热的控温供暖系统，至少具有如下有益效果：整体结构简单，解决相变材储能料放热时室内接收热量过多的现象，利用气热系统或水热系统的一种或两种方式可以使得室内快速升温和降温，使室内具有多种调温方式，满足用户们对室内温度的需求，提高人们生活的舒适性。
13.根据本发明的一些实施例，所述充热管道外壁设有若干翅片。
14.根据本发明的一些实施例，所述供热模块还包括太阳能集热器和换热器，所述换热器安装在所述储热水箱上，所述太阳能集热器与所述换热器通过管道连接形成第二水循环回路。
15.根据本发明的一些实施例，所述供热模块还包括空气源热泵机组，所述空气源热泵机组通过冷凝器与所述储热水箱连接，所述空气源热泵机组内部形成第三水循环回路。
16.根据本发明的一些实施例，所述调温水管回路包括调温分水管和调温总水管，若干所述调温分水管穿插于所述储热地板内，各所述调温分水管并联排布且与所述调温总水管首尾连通，所述风机盘管连接在所述调温总水管上，所述调温总水管上设有循环水泵。
17.根据本发明的一些实施例，各所述调温分水管上对应设有控制水阀。
18.根据本发明的一些实施例，所述调温总水管的下游处分流有若干水路支管，各所述水路支管分别设有所述风机盘管，且各所述水路支管回流连接至所述调温分水管，所述水路支管上设有所述循环水泵。
19.根据本发明的一些实施例，所述调温风管路包括进风装置、调温分风管和调温总风管，若干所述调温分风管穿插于所述储热地板内，各所述调温分风管并联排布且汇总至所述调温总风管，所述进风设备对所述调温分风管送风，所述暖气输出装置连接在所述调温总风管上。
20.根据本发明的一些实施例，各所述调温分风管上对应设有控制气阀。
21.根据本发明的一些实施例，所述调温总风管分设有若干风路支管，各所述风路支管上设置所述暖气输出装置，各所述风路支管上设有引风机。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1是本发明的气热系统和水热系统配合的结构示意图；
25.图2是本发明单独应用水热系统结构示意图；
26.图3是本发明单独应用气热系统结构示意图；
27.图4是控温供暖系统应用在室内的示意图。
28.附图标记：储热地板100；充热系统200；充热管道210；翅片211；供热模块220；储热水箱221；太阳能集热器222；换热器223；第一水泵224；第一阀门225；空气源热泵机组226；冷凝器227；压缩机228、节流装置229；第一水循环回路301；第二水循环回路302；第三水循环回路303；水热系统400；调温水管回路410；风机盘管420；调温分水管411；调温总水管412；水路支管413；循环水泵430；控制水阀440；气热系统500；调温风管路510；暖气输出装置520；进风装置511；调温分风管512；调温总风管513；风路支管514；控制气阀530；引风机540。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.本发明涉及一种基于地板相变储热的控温供暖系统，该控温供暖系统能通过气路和水路中的其中一种或两种结合配合相变储热材料进行快速控温。
31.如图1所示，该控温供暖系统包括储热地板100、充热系统200、气热系统500和/或水热系统400。具体的，如图4所示，储热地板100铺设在室内的地板上，该储热地板100主要由混凝土浇筑而成，相变储能材料则铺埋在混凝土中，储热地板100表面可为板砖。
32.充热系统200包括充热管道210和供热模块220，充热管道210穿插于储热地板100内，该充热管道210较佳的穿插于储热地板100内的相变储能材料所在层中，充热管道210的外壁与相变储能材料的外壁直接接触。如图2所示，供热模块220设置有储热水箱221，储热水箱221与充热管道210的首尾连通，使得储热水箱221与充热管道210形成第一水循环回路301。储热水箱221内的热水进入充热管道210内流动，热水中的热能通过充热管道210与储能地板内的相变储能材料进行热交换，相变储能材料吸收热能，热能通过储热地板100释放至室内。为了增加充热管道210和相变储能材料的换热效果，如图4所示，在相变储能材料的外壁上设有若干翅片211，利用翅片211增加充热管道210和相变储能材料的换热接触面积。
33.本发明的供热模块220对储热水箱221的水加热方式，主要有太阳能加热和电能加热两种方式。太阳能加热方式的具体实施例为，供热模块220设有太阳能集热器222和换热器223，太阳能集热器222安装在室外吸收太阳能，换热器223安装在储热水箱221上，太阳能集热器222和换热器223通过管道连接形成第二水循环回路302，第二水循环回路302中的水经过太阳能集热器222进行加热，然后通过换热器223对储热水箱221内的水进行加热。电能加热方式的具体实施例为，供热模块220设有空气源热泵机组226，空气源热泵机组226的冷凝器227安装在储热水箱221上，空气源热泵机组226内部的冷凝器227、压缩机228、节流装置229等部件之间通过管路连接形成第三水循环回路303。在夜间谷电时间或储热水箱221内水温没达到要求时，空气源热泵机组226运行，通过冷凝器227给储热水箱221中的水进行加热。
34.白天时可利用太阳能、晚间利用电能维持储热水箱221的水温。其中，上述第二水循环回路302设置有第一水泵224和第一阀门225，利用第一水泵224和第一阀门225控制第二水循环回路302中的水循环流动以及水路的开闭。
35.为了使得室内温度能快速提升，本控温供暖系统中主要使用三种快速升温方式。一种是利用水热系统400，第二种是利用气热系统500，第三种是利用气热系统500和水热系统400的结合模式。
36.本发明水热系统400的第一实施方式为，水热系统400包括调温水管回路410和风机盘管420，如图4所示，调温水管回路410中的部分管体穿插铺设于储热地板100的上层，较佳的，调温水管回路410中的部分管体铺设在储热地板100的相变储能材料的上层。调温水管回路410上设置风机盘管420，风机盘管420可安装在室内天花或墙壁上。水在调温水管回路410中流动，带走相变储能材料中的热能变成热水，热水流动至风机盘管420时，利用风机盘管420将热量吹送至室内，以此实现室内快速升温。
37.如图2所示，具体实施例中，调温水管回路410上包括调温分水管411和调温总水管412，多条调温分水管411相互并联的铺设在储热地板100内，每条调温分水管411上均设有独立控制的控制水阀440，调温分水管411汇流连接到调温总水管412的首端。本实施例中调温总水管412有两种实施方式，第一种实施方式为，调温总水管412不分流出水路支管413，风机盘管420设置在调温总水管412上，热水在循环水泵430的抽取作用下，从调温分水管411进入调温总管，再经过风机盘管420后回流至调温分水管411，以此形成闭式循环。在该实施方式下，利用风机盘管420对独立一个室内空间进行快速加热。
38.调温总水管412的第二种实施方式为，在调温总水管412的下游处可利用三通阀门分流出两条水路支管413，也可利用多通阀门分流出三条或更多的水路支管413，此处对水路支管413的数量不作限定。每条水路支管413上均设置循环水泵430，利用循环水泵430提高各水路支管413的水压。每条水路支管413上设置风机盘管420，各水路支管413尾端汇流连接至调温分水管411，以此形成闭式循环。在该实施方式下，每条水路支管413接引到不同的房间，每个房间内安装至少一个风机盘管420，达到对多个房间进行同时供暖的效果，有效节约材料成本和加工成本。
39.上述水热系统400可通过控制各循环水泵430的功率调节水流量，调节风机盘管420的功率控制调温速度。另外可通过控制各控制水阀440的启闭，控制调温分水管411的启闭数量，以此控制水通过调温分水管411与储热地板100的换热量，热量送到室内后使得室内达到设定温度，实现调温控温效果。
40.本发明气热系统500的第一实施方式为，气热系统500包括调温风管路510和安装在调温风管路510上的暖气输出装置520。如图4所示，调温风管路510铺设在储热地板100的底部，较优的铺设在相变储能材料层底部。在调温风管路510上设有暖气输出装置520和进风装置511，进风装置511为风机。暖气输出装置520安装在室内的墙壁上。通过进风装置511将外界空气吹送到调温风管路510内，空气与储热地板100进行热交换形成热风，热风最后通过暖气输出装置520送到室内，以此实现室内快速升温。
41.如图3所示，具体实施例中，调温风管路510包括调温分风管512和调温总风管513，多条调温分风管512相互并联且铺设穿插在储热地板100内，各调温分风管512汇流连接到调温总风管513。进风装置511与调温分风管512连接，每条调温分风管512上设有控制气阀530，利用控制气阀530控制各调温分风管512的开闭。本实施例中调温总风管513有两种实施方式，第一种实施方式为，调温总风管513不设置风路支管514，暖气输出装置520安装在调温总风管513末端，对一个房间进行快速供暖。第二种实施方式为，调温总风管513通过多通阀门分流出至少两个风路支管514，每个风路支管514上均设置引风机540和暖气输出装置520。一个房间对应引入一条风路支管514，可同时对多个房间进行风热供暖，节约其他房间的供暖结构成本。
42.上述水热系统400可通过开启一个或多个控制气阀530以控制调温分风管512的开启数量，调控空气和储热地板100的换热量，还能控制进风装置511、引风机540的功率，控制暖气输出装置520的出风量，对室内进行升温或降温，以此控制室内温度，达到调温控温效果。
43.本发明的控温供暖系统，同一个室内环境可单独使用水热系统400或气热系统500或两种结合使用。不同的房间可使用相同的系统和不同系统搭配，如一个房间使用水热系
统400，另一个房间使用气热系统500，但两系统共用一套充热系统200。
44.在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。