[實用新型]電耦合空氣源熱泵地板輻射供暖系統

有效

• 申請號: 201520478799.5
• 申請日: 2015-07-06
• 公開（公告）號: CN204806506U
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 郭衛強;田琦;趙曉剛;董旭;侯宵曉
• 申請（專利權）人: 山西恒星瑞邦供熱有限公司
• 主分類號: F24D12/02
• 分類號: F24D12/02;F24D19/10
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

技術領域

本實用新型涉及一種地板輻射供暖系統，尤其是一種綜合利用空氣源熱泵與電熱膜的節能環保供暖系統。該系統特別適用于冬季居家生活和辦公場所之中，是一種綜合考慮降低系統初投資，提高用電效率，維持系統低費用運行并能有效保證熱用戶供暖連續性與舒適性的新型節能環保供暖系統。

背景技術

隨著經濟快速增長，人們對居住環境也提出了更高的要求，隨之而來是建筑能耗的日益增長，為了在滿足舒適性的基礎上降低建筑能耗，新能源的開發和利用顯得尤為重要。在諸多建筑熱泵技術之中，空氣源熱泵以其清潔、高效、穩定等優點，已被廣泛應用于暖通空調領域，其建筑環境調節系統以大氣為能源，資源豐富，不破壞環境，與人類具有良好的親和性。冬季，空氣源熱泵從室外空氣中提取低品位熱能，通過消耗少量電能提升至高品位熱能為建筑物供暖，從而實現大量清潔能源的利用。但是，空氣源熱泵系統向熱用戶提供的熱量隨室外空氣環境參數改變而變化，因此不可避免要遇到兩方面的問題：一是隨著室外氣溫的降低而減少，壓縮機吸排氣壓差增大，壓縮機吸入的制冷劑密度減少，熱泵系統內部制冷劑的循環流量減少，導致熱泵循環系統向熱用戶提供的熱量減少；二是當室外氣溫較低時，空氣源熱泵系統的室外換熱器表面會結霜，故需要采取除霜措施。此外，當系統處于短暫尖峰負荷工況時，僅由空氣源熱泵提供熱用戶必需的熱量勢必會導致機組功率過高、初投資過大，而機組在非尖峰時期以低功率、低負荷運行，這樣不利于提高系統用電效率并且有損機組壽命。

上述關于空氣源熱泵的兩方面問題中，冬季室外機蒸發器結霜現象嚴重制約著機組正常供暖。結霜現象是由空氣源熱泵機組與室外環境相互作用導致的結果。當室外換熱器表面結霜時，將會增加換熱器的傳熱熱阻；同時，隨著霜層不斷增厚，將會使風側阻力增加、空氣流通斷面減小、通過換熱器表面的空氣流量減少，導致室外換熱器換熱效率惡化、供熱量驟減、甚至發生停機現象。因此當霜層達到一定厚度時，必須采取適當的除霜措施。目前空氣源熱泵室外機除霜技術分為機組倒轉、輔助電加熱和輔助蓄熱除霜等。機組倒轉除霜即利用四通閥換向，將室外蒸發器變換為冷凝器來進行，工作介質在室外結霜蒸發器處放熱除霜。此方法簡單易實現且不用增加額外的除霜設備，但其在室內卻吸熱制冷，易造成室溫波動，嚴重影響系統連續供暖，使用舒適性欠佳。而輔助電加熱和輔助蓄熱除霜技術都是機組外接除霜設備，額外占用可用空間，不利于設備靈活布置，且配套設備銜接工作易不穩定。

電加熱板供暖系統俗稱電地暖，供暖末端分電熱膜、發熱電纜等，現多使用聚酯真空鍍鋁電熱膜，電熱膜供熱克服了傳統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行方式，節約能源，同時沒有泄露，無需維護，能夠充分發揮其超薄耐用、供熱量分布均勻等特性。電熱膜下層鋪有絕熱層，可減少室內地面向下散熱；其上層覆蓋蓄熱層，可增強室內節能保溫效果。此供暖技術操作簡單無污染無噪音，初投資為120～180元/m²，但其運行費用為40～60元/（m²采暖季）在所有供熱方式中最高，且能源消耗量大。

供暖末端采用毛細管網地板輻射結合空氣源熱泵是運用于冬季采暖的新型實用供暖系統。相對于傳統散熱器末端，地板輻射供暖系統具有熱舒適性好、衛生條件好、經濟節能、不占用建筑使用面積等優點。輻射供暖工質有水和制冷劑兩種，目前很多研究都是基于水作為熱媒來進行，但是低溫熱水地板輻射供暖系統需要使用循環水泵，而循環水泵的能耗占總能耗的40%左右，嚴重降低了能量利用率。相對低溫熱水地板輻射供暖方式而言，采用以制冷劑為媒介的地板輻射供暖，減少了循環水泵和換熱器，系統管件也得到了精簡，可有效降低傳熱環節的能量損失。空氣源熱泵地板輻射供暖系統初投資180～240元/m²相對較高，但運行費用為15～18元/（m²采暖季）遠小于其他采暖系統，因此在運行過程便可收回全部初投資，經濟環保。

發明內容

本實用新型所要解決的具體技術問題是現有空氣源熱泵在除霜工況下導致室內溫度不穩定，影響熱用戶舒適性及尖峰時期難以實現供暖保障性、初投資較高；而采用電熱膜運行費用較高，能源損耗的問題，進而提供一種電耦合空氣源熱泵地板輻射供暖系統。

本實用新型的上述問題是通過以下技術方案實現的。

一種電耦合空氣源熱泵地板輻射供暖系統，包括電熱膜輻射層，空氣源熱泵及其毛細銅管網輻射層，以及控制系統；其特征在于：