[发明专利]利用毛细管网和相变蓄热材料的室内地热采暖结构

说明书

技术领域

本发明属于太阳能建筑采暖技术领域，特别涉及一种利用毛细管网和相变蓄热材料的室内地热采暖结构。

背景技术

建筑节能一方面要提高围护结构的性能和采暖空调系统效率，另一方面充分利用自然能源是一个重要的途径，因此开发了各种太阳能建筑技术，被动式如直接受益式、集热蓄热墙式等，主动式如太阳能热水地板辐射采暖系统。太阳能资源能流密度低、间歇性和不稳定的特点需要发展储能技术以充分利用。传统方法利用地板混凝土显热蓄热的缺点是温度变化大、蓄热能力相对小，而相变材料能在等温或近似等温情况下以潜热的形式吸收或释放大量的热量，相变潜热在一定温度范围内的等效比热远远大于普通常物性材料的显热，故利用相变材料储存太阳能有着明显的优势，因此人们开发了太阳能热水-相变蓄热地板采暖系统。白天相变材料融化储存来自太阳能热水多余热量，晚上再释放给室内空气提高其温度。但由于地板热水盘管较粗存在因而降低层高、管间距大因而蓄放热速率低而启动慢以及温度不均匀等问题。本发明提出的利用毛细管网和相变蓄热材料的室内地热采暖结构具有换热面积大、温度更均匀、启动快、占用空间少以及布置更灵活等特点，解决了传统相变地板热水供热方式蓄放热速率小进而房间升温慢以及温度不均匀这些问题，对于提高太阳能热利用率和室内热舒适性以及降低常规采暖空调能耗进而实现建筑节能有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提出一种利用毛细管网和相变蓄热材料的室内地热采暖结构，其特征在于，具体结构自上而下包括地板装饰层、上层相变材料、毛细管网栅、下层相变材料、反射膜、保温层和地板基层。地板装饰层靠敷设在保温层上的龙骨架支撑，龙骨架从毛细管网栅的管间隙穿过，相变材料层布置在相邻龙骨架之间。白天来自低温热源(太阳能热水器或辅助热源)的热水在毛细管内流过并传热给上、下层相变材料，使上、下层相变材料融化，热量被融化的相变材料储存起来，同时通过地板装饰层向房间供热；晚上相变材料凝固放热通过地板装饰层向房间供热。由于毛细管网栅具有热交换面积大、温度均匀、启动快、占用空间少以及布置更灵活的特点，提高了相变材料的蓄放热效能，从而提高了太阳能热水采暖系统的效率，另外使室内温度更均匀，从而提高了室内热舒适度。

所述上、下相变材料层是但不限于用袋封装的无机相变材料或添加防火剂的有机相变材料，所述相变材料为Na₂SO₄·10H₂O、GaCl₂·6H₂O或十八烷；相变温度在28-32℃之间，适宜太阳能或辅助热源热水采暖地板温度要求，相变潜热较大。

所述毛细管两端分别与供水管和回水管连通，由多根毛细管并联组成毛细管网栅。

本发明的有益效果是本发明的利用毛细管网和相变蓄热材料的室内地热采暖结构，由于毛细管网栅具有热交换面积大、温度均匀、启动快、占用空间少以及布置更灵活的特点，提高了相变材料的蓄放热效能，从而提高了太阳能热水采暖系统的效率，另外使室内温度更均匀，从而提高了室内热舒适度。该地热采暖结构解决了相变地板热水供热方式蓄放热速率小进而房间升温慢以及温度不均匀的缺陷，并且降低了地板采暖向下的热损失。本发明对于提高太阳能热利用率和室内热舒适性以及降低常规采暖空调能耗进而实现建筑节能有重要意义。另外，本发明结构简单，安装方便；节省空间，可靠性强，适合于太阳能热水地板采暖在建筑中的使用。

附图说明

图1为毛细管网和相变蓄热的室内地板热水采暖结构正剖面示意图。

图2为毛细管网和相变蓄热的室内地板热水采暖结构平剖面示意图。

具体实施方式

本发明提供具有蓄放热速率高、温度均匀、太阳能热利用率和室内热舒适度高的一种利用毛细管网和相变蓄热材料的室内地热采暖结构，该地热采暖结构的具体结构如图1、图2所示。所述利用毛细管网和相变蓄热材料的室内地热采暖结构是自上而下包括地板装饰层1、上层相变材料2、龙骨架3、毛细管网栅4、下层相变材料5、反射膜6、保温层7和地板基层8。保温层7敷设在地板基层8上；地板装饰层1靠敷设在保温层7上的龙骨架3支撑，龙骨架3从毛细管网栅4的管间隙穿过，上下相变材料层均布置在相邻龙骨架之间。毛细管两端分别与供水管9和回水管10连通。白天来自低温热源(太阳能热水器或辅助热源)的热水在毛细管内流过并传热给上、下层相变材料，使上、下层相变材料融化，被融化相变材料将热量储存起来，同时通过地板装饰层向房间供热；晚上相变材料凝固放热通过地板装饰层向房间供热。