電耦合空氣源熱泵地板輻射供暖系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種地板輻射供暖系統(tǒng)，尤其是一種綜合利用空氣源熱栗與電熱膜的節(jié)能環(huán)保供暖系統(tǒng)。該系統(tǒng)特別適用于冬季居家生活和辦公場(chǎng)所之中，是一種綜合考慮降低系統(tǒng)初投資，提高用電效率，維持系統(tǒng)低費(fèi)用運(yùn)行并能有效保證熱用戶供暖連續(xù)性與舒適性的新型節(jié)能環(huán)保供暖系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，人們對(duì)居住環(huán)境也提出了更高的要求，隨之而來(lái)是建筑能耗的日益增長(zhǎng)，為了在滿足舒適性的基礎(chǔ)上降低建筑能耗，新能源的開(kāi)發(fā)和利用顯得尤為重要。在諸多建筑熱栗技術(shù)之中，空氣源熱栗以其清潔、高效、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)領(lǐng)域，其建筑環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)以大氣為能源，資源豐富，不破壞環(huán)境，與人類具有良好的親和性。冬季，空氣源熱栗從室外空氣中提取低品位熱能，通過(guò)消耗少量電能提升至高品位熱能為建筑物供暖，從而實(shí)現(xiàn)大量清潔能源的利用。但是，空氣源熱栗系統(tǒng)向熱用戶提供的熱量隨室外空氣環(huán)境參數(shù)改變而變化，因此不可避免要遇到兩方面的問(wèn)題:一是隨著室外氣溫的降低而減少，壓縮機(jī)吸排氣壓差增大，壓縮機(jī)吸入的制冷劑密度減少，熱栗系統(tǒng)內(nèi)部制冷劑的循環(huán)流量減少，導(dǎo)致熱栗循環(huán)系統(tǒng)向熱用戶提供的熱量減少；二是當(dāng)室外氣溫較低時(shí)，空氣源熱栗系統(tǒng)的室外換熱器表面會(huì)結(jié)霜，故需要采取除霜措施。此外，當(dāng)系統(tǒng)處于短暫尖峰負(fù)荷工況時(shí)，僅由空氣源熱栗提供熱用戶必需的熱量勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致機(jī)組功率過(guò)高、初投資過(guò)大，而機(jī)組在非尖峰時(shí)期以低功率、低負(fù)荷運(yùn)行，這樣不利于提高系統(tǒng)用電效率并且有損機(jī)組壽命。
[0003]上述關(guān)于空氣源熱栗的兩方面問(wèn)題中，冬季室外機(jī)蒸發(fā)器結(jié)霜現(xiàn)象嚴(yán)重制約著機(jī)組正常供暖。結(jié)霜現(xiàn)象是由空氣源熱栗機(jī)組與室外環(huán)境相互作用導(dǎo)致的結(jié)果。當(dāng)室外換熱器表面結(jié)霜時(shí)，將會(huì)增加換熱器的傳熱熱阻；同時(shí)，隨著霜層不斷增厚，將會(huì)使風(fēng)側(cè)阻力增加、空氣流通斷面減小、通過(guò)換熱器表面的空氣流量減少，導(dǎo)致室外換熱器換熱效率惡化、供熱量驟減、甚至發(fā)生停機(jī)現(xiàn)象。因此當(dāng)霜層達(dá)到一定厚度時(shí)，必須采取適當(dāng)?shù)某胧?。目前空氣源熱栗室外機(jī)除霜技術(shù)分為機(jī)組倒轉(zhuǎn)、輔助電加熱和輔助蓄熱除霜等。機(jī)組倒轉(zhuǎn)除霜即利用四通閥換向，將室外蒸發(fā)器變換為冷凝器來(lái)進(jìn)行，工作介質(zhì)在室外結(jié)霜蒸發(fā)器處放熱除霜。此方法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)且不用增加額外的除霜設(shè)備，但其在室內(nèi)卻吸熱制冷，易造成室溫波動(dòng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)連續(xù)供暖，使用舒適性欠佳。而輔助電加熱和輔助蓄熱除霜技術(shù)都是機(jī)組外接除霜設(shè)備，額外占用可用空間，不利于設(shè)備靈活布置，且配套設(shè)備銜接工作易不穩(wěn)定。
[0004]電加熱板供暖系統(tǒng)俗稱電地暖，供暖末端分電熱膜、發(fā)熱電纜等，現(xiàn)多使用聚酯真空鍍鋁電熱膜，電熱膜供熱克服了傳統(tǒng)供暖方式的各種不足:其占用空間小，熱舒適性好，用戶可以自行控制其運(yùn)行方式，節(jié)約能源，同時(shí)沒(méi)有泄露，無(wú)需維護(hù)，能夠充分發(fā)揮其超薄耐用、供熱量分布均勻等特性。電熱膜下層鋪有絕熱層，可減少室內(nèi)地面向下散熱；其上層覆蓋蓄熱層，可增強(qiáng)室內(nèi)節(jié)能保溫效果。此供暖技術(shù)操作簡(jiǎn)單無(wú)污染無(wú)噪音，初投資為120?180元/m2，但其運(yùn)行費(fèi)用為40?60元/ (m2采暖季)在所有供熱方式中最高，且能源消耗M大。
[0005]供暖末端采用毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射結(jié)合空氣源熱栗是運(yùn)用于冬季采暖的新型實(shí)用供暖系統(tǒng)。相對(duì)于傳統(tǒng)散熱器末端，地板輻射供暖系統(tǒng)具有熱舒適性好、衛(wèi)生條件好、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、不占用建筑使用面積等優(yōu)點(diǎn)。輻射供暖工質(zhì)有水和制冷劑兩種，目前很多研究都是基于水作為熱媒來(lái)進(jìn)行，但是低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)需要使用循環(huán)水栗，而循環(huán)水栗的能耗占總能耗的40%左右，嚴(yán)重降低了能量利用率。相對(duì)低溫?zé)崴匕遢椛涔┡绞蕉?，采用以制冷劑為媒介的地板輻射供暖，減少了循環(huán)水栗和換熱器，系統(tǒng)管件也得到了精簡(jiǎn)，可有效降低傳熱環(huán)節(jié)的能量損失?？諝庠礋崂醯匕遢椛涔┡到y(tǒng)初投資180?240元/m2相對(duì)較高，但運(yùn)行費(fèi)用為15?18元/ ( m2采暖季)遠(yuǎn)小于其他采暖系統(tǒng)，因此在運(yùn)行過(guò)程便可收回全部初投資，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型所要解決的具體技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有空氣源熱栗在除霜工況下導(dǎo)致室內(nèi)溫度不穩(wěn)定，影響熱用戶舒適性及尖峰時(shí)期難以實(shí)現(xiàn)供暖保障性、初投資較高；而采用電熱膜運(yùn)行費(fèi)用較高，能源損耗的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種電耦合空氣源熱栗地板輻射供暖系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型的上述問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0008]—種電耦合空氣源熱栗地板輻射供暖系統(tǒng)，包括電熱膜輻射層，空氣源熱栗及其毛細(xì)銅管網(wǎng)輻射層，以及控制系統(tǒng)；其特征在于:
[0009]在供暖地板面層上水平鋪設(shè)有與輻射供暖地板面層形狀相應(yīng)的輻射供暖層，所述輻射供暖層是由絕熱層、供暖輻射層和蓄熱層構(gòu)成，所述供暖輻射層是由四周同一平面鋪設(shè)的電熱膜輻射層與中間鋪設(shè)的毛細(xì)銅管網(wǎng)輻射層構(gòu)成；
[0010]所述電熱膜輻射層的發(fā)熱電阻兩端直接與溫度控制器電連接，并設(shè)置有溫度傳感器，由通訊線連接于溫度控制器，通過(guò)控制耦合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電熱場(chǎng)耦合供熱；
[0011]所述毛細(xì)銅管網(wǎng)輻射層是由毛細(xì)銅管由外到內(nèi)逐個(gè)環(huán)圈敷設(shè)并聯(lián)構(gòu)成，毛細(xì)銅管一側(cè)端口為進(jìn)氣總管，在進(jìn)氣總管上連通有調(diào)節(jié)閥、壓力表和溫度計(jì)，并通過(guò)軟連接連通有熱栗室外機(jī)排氣口 ；毛細(xì)銅管另一側(cè)端口為排液總管，在排液總管上依次連通有調(diào)節(jié)閥、Y形過(guò)濾器、壓力表和溫度計(jì)，并經(jīng)軟連接連通有空氣源熱栗室外機(jī)回液口，實(shí)現(xiàn)毛細(xì)銅管網(wǎng)輻射層耦合供熱；
[0012]所述空氣源熱栗的室外機(jī)內(nèi)將壓縮機(jī)的出口與四通閥的c 口相連通，壓縮機(jī)的進(jìn)口與氣液分離器相連通；所述氣液分離器的另一端與四通閥的a 口相連通；聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)的蒸發(fā)器一端與四通閥的d 口相連通，另一端經(jīng)膨脹閥與室外機(jī)的回液口相連通，四通閥的b 口與室外機(jī)排氣口相連通，實(shí)現(xiàn)空氣源熱栗與毛細(xì)銅管網(wǎng)輻射層連通實(shí)現(xiàn)耦合供熱；
[0013]所述控制系統(tǒng)是機(jī)電一體化進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控或線控的PLC集中自動(dòng)控制系統(tǒng)，并通過(guò)通訊線將溫控器與溫度傳感器和電熱膜控制線集為一體，實(shí)現(xiàn)電耦合空氣源熱栗地板輻射供暖系統(tǒng)的控制耦合供熱。
[0014]進(jìn)一步地，附加技術(shù)特征如下。
[0015]所述電熱場(chǎng)耦合空氣源熱栗的耦合系統(tǒng)中空氣源熱栗模塊的熱場(chǎng)耦合度區(qū)間為70?100%，電熱膜模塊的熱場(chǎng)耦合度區(qū)間為10?30% ;當(dāng)空氣源熱栗模塊的熱場(chǎng)耦合度為90%，電熱膜模塊的熱場(chǎng)耦合度為10%時(shí)，供暖耦合系統(tǒng)最佳。
[0016]所述四周鋪設(shè)的電熱膜輻射層與中間鋪設(shè)的毛細(xì)銅管網(wǎng)輻射層是按1:15的比例鋪設(shè)構(gòu)成。
[0017]所述溫度傳感器是鉑電阻溫度傳感器，位于距地板Im的墻面上設(shè)置。
[0018]所述溫度控制器位于室外機(jī)內(nèi)，并安裝有帶線控操作面板。
[0019]本發(fā)明上述一種電耦合空氣源熱栗地板輻射供暖系統(tǒng)，應(yīng)用耦合效應(yīng)，通過(guò)對(duì)供暖耦合系統(tǒng)中電熱膜模塊與空氣源熱栗模塊各自處理溫度感應(yīng)信息的控制耦合，完成了兩模塊交互共享溫度控制反饋信號(hào)的公共耦合平臺(tái)的搭建，實(shí)現(xiàn)了電熱場(chǎng)與空氣源熱場(chǎng)的熱場(chǎng)耦合聯(lián)動(dòng)，使供暖耦合系統(tǒng)具備在設(shè)定室溫下持續(xù)均勻恒溫供暖的直觀個(gè)性化供暖耦合功能。創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了控制耦合、公共耦合和熱場(chǎng)耦合“三位一體”的立體供暖耦合模式。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，所具有得優(yōu)點(diǎn)與積極效果如下。
[0021]本地板輻射供暖系統(tǒng)采用毛細(xì)銅管網(wǎng)