[實用新型]帶有輻射供暖炕的雙末端空氣源熱泵系統

有效

• 申請號: 201720411355.9
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN207299131U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 由世俊;夏軍寶;張歡;葉天震;鄭雪晶;鄭萬冬;鄭晨瀟
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F24D15/04
• 分類號: F24D15/04;F25B13/00;F25B49/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本實用新型涉及空氣源熱泵空調系統，具體地說，涉及一種以炕作為供暖裝置、以家用空調室內機作為供冷裝置的冬夏雙末端空氣源熱泵系統。

背景技術

隨著能源短缺及環境污染問題的日益嚴重，國家針對北方燃氣(熱力)管網覆蓋范圍以外的城區、郊區、農村等采暖區域，提出以電采暖設施作為補充供暖方式替代原有化石能源分散燃燒設施，以減少因散煤燃燒造成的環境污染問題。在已有電供暖設施中，電驅動的空氣源熱泵從空氣中取熱，將低品位熱能轉化為高品位熱能進行供暖，是最節能、最易行的供暖設施。

與此同時，炕以低溫輻射作為供暖方式，溫度均勻，具有良好的熱舒適性，是北方非集中供暖區域居室中常見的取暖裝置，既解決了坐臥起居問題，又可以通過炕面散發熱量，保持室內較高的溫度。傳統意義上的炕，是利用燃燒木柴、散煤等產生的煙和熱氣為炕提供熱量，向室內進行輻射供暖，而木柴、散煤等的燃燒是造成嚴重霧霾的主要因素之一。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提出空氣源熱泵冬夏雙末端空調系統形式，以空氣作為冷熱源，夏季通過室內機對房間進行供冷，冬季將空氣源熱泵與新型輻射供暖炕進行匹配銜接，以制冷劑作為熱媒向室內供暖，降低冷凝溫度，提高空氣源熱泵能效比；利用清潔能源，無污染物排放，無二次熱媒，減少系統能量損失與運輸能耗；新型炕的結構中含有相變蓄熱材料、鋪設均熱層，均熱層可提高溫度分布均勻性、增強傳熱，相變蓄熱材料可為除霜提供熱量，除霜的同時維持炕表面溫度，保證熱舒適性；對系統運行進行智能優化控制，滿足室內熱舒適的同時降低系統能耗；模塊化生產，根據不同功能房間室內負荷需求進行選型及現場拼接安裝，降低施工難度。

為了解決上述技術問題，本實用新型提出的一種帶有輻射供暖炕的雙末端空氣源熱泵系統，包括與空氣源熱泵室外機組相連的控制器、分別布置在多個房間內的多臺室內機，每個房間內設有直接冷凝式輻射供暖炕系統，所有室內機的進口與出口均通過分歧管相連；所述直接冷凝式輻射供暖炕系統包括炕體和炕板，所述炕板的上表面設有溫度傳感器，所述炕體和炕板之間的空間內鋪設有供暖末端分配器、供熱干管和回熱干管，所述供暖末端分配器的一端與供熱干管相連，所述供暖末端分配器的另一端與回熱干管相連，在炕體和炕板之間、自炕體上表面至炕板下表面依次鋪設有保溫材料和均熱層，在所述保溫材料與所述均熱層之間布置有多個相變蓄熱單元，每個相變蓄熱單元包括設置在保溫材料上表面的凹槽，所述均熱層在位于凹槽處均設有向下的圓弧凹陷，所述圓弧凹陷與凹槽的走向一致，每兩條圓弧凹陷內鋪設有一段加熱支管，該段加熱支管的兩端通過所述供暖末端分配器與所述供熱干管和回熱干管相連，該段加熱支管在兩條凹陷之間的管段為彎管；所述凹槽內填充有相變蓄熱材料；所述供暖末端分配器的進、出口與所述空調供冷末端風機盤管的進、出口之間、所述室內機空調供冷系統中的室內機的進、出口與所述空調供冷末端風機盤管的進、出口之間均分別通過分歧管連接；上述各器件之間的連接管道內填充有制冷劑，所述室內機空調供冷系統、空氣源熱泵室外機組、空調供冷末端風機盤管、直接冷凝式輻射供暖炕系統的管道上均設有調節控制閥。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型提出一種與炕相結合的雙末端空氣源熱泵系統，夏季以傳統空調室內機對室內進行制冷，冬季則利用已有建筑條件，結合空氣源熱泵制冷劑直通式蓄熱輻射供暖技術，對傳統火炕進行改造，將從壓縮機排出的高溫制冷劑氣體直接通入炕板中的加熱支管，利用制冷劑的冷凝放熱向室內供暖，在保留傳統輻射供暖方式節能及熱舒適性強等優勢的基礎上，進一步降低冷凝溫度，提高空氣源熱泵的COP，實現節能減排。除霜時，以末端結構中的相變蓄熱材料蓄熱為融霜提供熱量，除霜的同時維持室內溫度，保證熱舒適性。將傳統火炕進行改造，響應國家政策，在保留傳統取暖方式優點的同時，提高系統的節能性與環境友好性。

1.雙末端空調系統，冬夏季切換運行，同時滿足夏季空調供冷與冬季供熱工況。

2.制冷劑直接注入炕內部的供熱管，無二次熱媒，減少輸送能耗和能量損失，降低冷凝溫度，提高系統能效。

3.供熱管道回路較短，減少阻力，降低能耗。

4.加設有均熱層(鋁箔層)和相變蓄熱材料，增強換熱，提高供熱均勻性，由相變蓄熱材料儲熱為融霜提供熱量，在保證室內熱舒適的同時，解決空氣源熱泵冬季運行除霜問題。

5.對系統運行進行智能優化控制，滿足室內舒適度的同時降低系統能耗。

6.采用空氣源熱泵系統，無有害、有毒、易燃易爆氣體泄漏危險，與傳統地板采暖形勢相比，具有更高的安全性。