[发明专利]一种相变蓄能式辐射采暖供冷末端装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑采暖空调领域和建筑节能新技术领域，具体涉及一种相变蓄能式建筑采暖供冷两用末端装置及其系统的应用。

背景技术

近年来，辐射采暖供冷技术由于其节能、舒适、卫生等特点逐步受到人们青睐。毛细管网具有换热面积大，换热效率高等特点，毛细管网与辐射采暖供冷相结合是现行的新型辐射空调方式。采用毛细管网辐射系统，室内温度均匀，具有更高的舒适性，且冬(夏)季室内设计温度比其他空调系统室内设计温度低(高)1℃～2℃，更为节能。能源问题日益成为制约社会发展的瓶颈问题，而建筑能耗逐年递增，研究建筑节能新技术是目前的热点问题。为适应社会电力需求，电网容量不断增大，从而造成突出的电力峰谷差问题。传统的空调方式没有蓄能装置，且使用时间大多在电网负荷峰值期，加大电网峰谷差，不能利用夜间的廉价电。目前有部分研究者研究相变蓄能装置的，但是其装置一般只能采用单一相变材料仅用于冬季或者夏季，不能解决冬夏两季的蓄能问题。

发明内容

要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提出一种相变蓄能式辐射采暖供冷末端装置及应用系统，解决现有的蓄能装置仅采用单一的相变材料进而无法实现冬夏两季蓄能的技术问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种相变蓄能式辐射采暖供冷末端装置，包括采暖装置和供冷装置以及各自的控制系统，所述采暖装置为设置在地面上的相变蓄能式地板，所述供冷装置为设置在房顶处的相变蓄能式吊顶。

本发明将室内的地板和吊顶用作采暖和供冷，并与相变蓄能技术相结合，热循环系统和冷循环系统单独工作，合理安排采暖装置和供冷装置的位置，实现冬夏两季的室内温度调节作用。

进一步的，在本发明中，相变蓄能式地板的结构从上到下依次为地板层、水泥砂浆找平层、蓄热相变层、反射膜和保温层，所述蓄热相变层包括蓄热相变材料以及埋设在蓄热相变材料中的毛细管网。

与相变蓄能式地板的结构类似，相变蓄能式吊顶的结构从上到下依次为保温层、反射膜、蓄冷相变层、水泥砂浆找平层和吊顶板，所述蓄冷相变层包括蓄冷相变材料以及埋设在蓄冷相变材料中的毛细管网。

相变蓄能式地板与相变蓄能式吊顶的结构基本相同，将传统的毛细管网与相变材料结合，并利用反射膜和保温层减少热(冷)量的散失，通过水泥砂浆找平层和最终铺设的地板或吊顶，实现全封闭式铺设，节省空间；同时毛细管网埋设在相变材料内部，最好是中间，即毛细管网上下均铺设相变材料，充分利用毛细管网中水的热(冷)量与相变材料进行换热，避免相变材料受热不均，提高毛细管网的热利用率，减少热损失，减少相变材料层的蓄能时间，更为高效节能；保温层、反射膜、水泥砂浆找平层等均按照行业内常规的铺设方法进行铺设施工。

进一步的，在本发明中，所述控制系统包括通过水路连接的能量源、循环泵、电磁阀、温度传感器、压力传感器、温控器、流量计、计时控制器、集水器和分水器，所述集水器和分水器分别将毛细管网连通到控制系统所在的水路中形成回路。能量源通过循环泵将冷水或热水经分水器输送至毛细管网，毛细管网中的水沿自身流道流动的过程与相变材料进行热(冷)量交换，从而将能量传递到室内空间实现调温，最后水经集水器流回能量源形成循环，流动过程中电磁阀、温度传感器、压力传感器、温控器、流量计、计时控制器等均是必要的控制元件。

作为优选的，在本发明中，所述蓄热相变材料和蓄冷相变材料均采用金属定型封装的固-液有机相变材料。有效的解决实际运行过程中的泄露、腐蚀、挥发问题提高材料的稳定性，避免由于相变材料所带来的健康问题。

进一步的，在本发明中，所述蓄热相变材料的相变温度范围为29℃～36℃，所述蓄冷相变材料的相变温度范围为16℃～20℃。

进一步的，在本发明中，所述能量源分为热源和冷源，所述热源为相变蓄热式地板的能量源，所述冷源为相变蓄冷式吊顶的能量源；所述热源采用燃气、电能、太阳能、地源热泵中的一种或任意几种的组合形式，所述冷源采用制冷机组。根据用户需求以及当地能源状况，选择合适的能量源。

本发明装置的控制方法，根据时令分别控制运行采暖装置和供冷装置；

冬季仅控制运行采暖装置，包含以下步骤：

(1)、夜间24:00～次日8:00，热源开启，进行蓄热工况，当室内空气温度高于22℃或者地板层表面温度高于26℃时，设置温控器断开，热循环系统停止工作；