建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及空氣源熱泵系統(tǒng)供暖技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種利用建筑本體作為蓄熱體的空氣源熱泵蓄熱供暖技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑本體蓄熱是指以建筑圍護結(jié)構(gòu)作為蓄熱介質(zhì)，基于圍護結(jié)構(gòu)材料的熱惰性及其他特性，將熱源制取的一部分熱量儲蓄在建筑圍護結(jié)構(gòu)中。
[0003]在北方農(nóng)村地區(qū)，由于地處嚴(yán)寒或寒冷地區(qū)，冬季供暖一直是人們亟需解決的大問題。而就目前已有技術(shù)，由于各種或技術(shù)或效益的原因，一直不能很好的解決此問題。集中供暖作為北方城鎮(zhèn)最成熟的供暖技術(shù)，但由于農(nóng)村人口分布較為分散的特點，導(dǎo)致集中供暖技術(shù)很難解決供熱管網(wǎng)熱損失嚴(yán)重問題；農(nóng)村“土暖氣”一直是農(nóng)民解決自家冬季供暖的最普遍方法，但由此產(chǎn)生的較嚴(yán)重的環(huán)境問題成為制約其發(fā)展的主要方面；空氣源熱泵(或家用分體機空調(diào))由于市場成熟度高，價格低廉且可享受政府家電下鄉(xiāng)補貼，逐漸被農(nóng)村住戶所認(rèn)可，但是由于大部分農(nóng)村住宅沒有保溫措施，因此空氣源熱泵(或家用分體機空調(diào))單獨供熱的效果并不突出且產(chǎn)生高昂電費；北方農(nóng)村住宅的顯著特點是幾乎都有太陽能熱水器和土炕，但這兩個很好的熱源或蓄熱體就目前而言沒有很好的被利用到冬季供暖中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種利用建筑本體進行蓄熱供暖的空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，以彌補現(xiàn)有供暖技術(shù)的缺位。該系統(tǒng)不僅解決現(xiàn)有技術(shù)運用到農(nóng)村住宅中無法兼顧運行投資成本與供暖效果雙目的的弊端，而且有效利用農(nóng)村住宅已有的產(chǎn)熱部件(如家用太陽能熱水器或土炕等)與空氣源熱泵的結(jié)合，使建筑本體蓄熱充足的情況下保證了室內(nèi)的供暖效果。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，是利用空氣源熱泵機組I與農(nóng)村住宅已有的產(chǎn)熱部件的結(jié)合將產(chǎn)生的熱量進行供暖的同時對建筑本體進行蓄熱，并在供熱不足時將儲蓄的熱量釋放到室內(nèi)進行供暖的系統(tǒng)。包括空氣源熱泵機組1、循環(huán)水泵2、末端地?zé)岜P管3、土炕4、炕體地?zé)岜P管5、太陽能熱水換熱器6、家用太陽能熱水器7、第一截止類閥門8、旁通閥9和第二截止類閥門10以及系統(tǒng)循環(huán)水路。
[0007]所述空氣源熱泵機組I通過系統(tǒng)循環(huán)水路與末端地?zé)岜P管3相連構(gòu)成基本的空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，并通過所述系統(tǒng)循環(huán)水路的連接，將家用太陽能熱水器7、太陽能熱水換熱器6和土炕4、炕體地?zé)岜P管5并入系統(tǒng)，構(gòu)成所述建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)。所述系統(tǒng)循環(huán)水路設(shè)有循環(huán)水泵2及設(shè)置在空氣源熱泵機組I進出水管路上的旁通閥9和第二截止類閥門10，所述旁通閥9與所述空氣源熱泵機組I開關(guān)和第二截止類閥門10聯(lián)動開閉，其特征在于:所述空氣源熱泵機組I開機時旁通閥9關(guān)閉、第二截止類閥門10開啟，所述空氣源熱泵機組I停機時旁通閥9開啟、第二截止類閥門10關(guān)閉，所述空氣源熱泵機組I的啟停時間與時間控制器相連。所述炕體地?zé)岜P管5鋪設(shè)于土炕4周壁，其特征在于:土炕4既作為所述系統(tǒng)的輔助熱源又作為該系統(tǒng)的供暖末端，當(dāng)所述土炕4受坎事等產(chǎn)生的煙熏被加熱時，土炕4被認(rèn)為是所述系統(tǒng)一個輔助熱源，土炕4本體可作為一個蓄熱體將一部分熱量儲存起來捂熱土炕4，另一部分熱量可通過炕體地?zé)岜P管5供給所述系統(tǒng)進行供暖；當(dāng)所述土炕4的炕體溫度過低時，土炕4被認(rèn)為是所述系統(tǒng)的一個供熱末端，可通過炕體地?zé)岜P管5將熱量供給土炕4。所述家用太陽能熱水器7通過太陽能熱水換熱器6并入所述系統(tǒng)中，該部分啟停受設(shè)在管路上的第一截止類閥門8控制，其特征在于:家用太陽能熱水器7作為所述系統(tǒng)的一個輔助熱源，晝間將吸收的多余的太陽能熱量通過太陽能熱水換熱器6供給末端地?zé)岜P管3，用于供暖的同時將多余的熱量儲蓄到建筑本體中，所述第一截止類閥門8與時間控制器相連。
[0008]所述第一截止類閥門8和第二截止類閥門10可為手動或電動截止類閥門。
[0009]所述系統(tǒng)循環(huán)水路的管材為塑料管，管子內(nèi)徑為5~40mm。
[0010]所述系統(tǒng)控制策略的技術(shù)方案是:
[0011]采用分時段運行策略。由于空氣源熱泵機組ICOP受室外空氣溫度影響較大，所述系統(tǒng)的空氣源熱泵機組I選擇在晝間日照充足時開啟，日照不足或夜間關(guān)閉，空氣源熱泵機組I開啟或關(guān)閉受時間控制器控制，并將空氣源熱泵機組I置于建筑物南向。第一截止類閥門8受時間控制器控制或可手動控制，在晝間開啟，夜間關(guān)閉。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)原理圖示意圖。
[0013]圖2是本實用新型旁通閥9和第二截止類閥門10的安裝示意圖。
[0014]圖中1.空氣源熱泵機組，2.循環(huán)水泵，3.末端地?zé)岜P管，4.土炕，5.炕體地?zé)岜P管，6.太陽能熱水換熱器，7.家用太陽能熱水器，8.第一截止類閥門，9.旁通閥，10.第二截止類閥門。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0016]如圖1所示，本實用新型建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)熱源來自空氣源熱泵機組1、家用太陽能熱水器7和土炕4?？諝庠礋岜脵C組I安裝于建筑物南向，利用冬季白天太陽光照足，建筑南向空氣溫度較高的特點，開啟空氣源熱泵機組1，在較高COP的工況下通過末端地?zé)岜P管3向室內(nèi)供暖并向建筑本體(主要是地板)蓄熱。家用太陽能熱水器7通過加裝的太陽能熱水換熱器6將多余的太陽能通過循環(huán)水泵2的驅(qū)動加熱末端地?zé)岜P管3向建筑本體(主要是地板)進行蓄熱，土炕4本身作為一個良好的蓄熱體，通過加設(shè)一組或若干組炕體地?zé)岜P管5，可將煙氣熏熱土炕4后產(chǎn)生的多余的熱量儲蓄在建筑本體(主要是地板)中，而在土炕4溫度較低時，通過系統(tǒng)水路循環(huán)，炕體地?zé)岜P管5亦可作為末端進行輻射供暖。
[0017]控制策略方面，采用分時段運行模式。循環(huán)水泵2全天不停機，空氣源熱泵機組I依據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ彝饽舷蚩諝鉁囟人矔r變化情況開啟或停機，在較高空氣溫度情況下開啟空氣源熱泵機組1，較低空氣溫度情況下關(guān)閉空氣源熱泵機組I。一般情況下選擇太陽照射充足的中午前后分兩個時段各開啟4小時，保證空氣源熱泵機組I始終處于高COP工況下運行。關(guān)閉空氣源熱泵機組I聯(lián)動開啟旁通閥9關(guān)閉第二截止類閥門10，保證空氣源熱泵機組I停機時系統(tǒng)仍可運行。第一截止類閥門8與時間控制器相連，以一天24小時為一個周期，選擇上午8時開啟第一截止類閥門8，下午4時關(guān)閉第一截止類閥門8，保證系統(tǒng)從家用太陽能熱水器7吸收的熱量能最大化儲蓄到建筑本體(主要是地板)中?？惑w地?zé)岜P管5既作為熱源又作為末端，其與末端地?zé)岜P管3相同全周期運行。若當(dāng)?shù)卮嬖诰用裼秒姺骞入妰r，可依據(jù)電價差的高低選擇利用用電谷間開啟空氣源熱泵機組I進行供熱。所述蓄能放能及空氣源熱泵機組I啟停的時間將根據(jù)建筑負(fù)荷特性及建筑本體蓄能量進行調(diào)節(jié)控制。
【主權(quán)項】
1.建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，包括空氣源熱泵機組(I)與末端地?zé)岜P管(3)相連構(gòu)成基本的空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，通過所述系統(tǒng)循環(huán)水路的連接，家用太陽能熱水器(7)通過太陽能熱水換熱器(6)并入所述系統(tǒng)中，該部分啟停受設(shè)在管路上的第一截止類閥門(8)控制；炕體地?zé)岜P管(5)鋪設(shè)于土炕(4)周壁并與系統(tǒng)循環(huán)水路相連，空氣源熱泵機組(I)進出水管路上設(shè)有旁通閥(9)和第二截止類閥門(10)，整個系統(tǒng)通過循環(huán)水泵(2)的驅(qū)動運行構(gòu)成了建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，其中，所述的旁通閥(9)與空氣源熱泵機組(I)啟停和第二截止類閥門(10)聯(lián)動開閉。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，其中，所述的空氣源熱泵機組(1)、旁通閥(9)、第二截止類閥門(10)、家用太陽能熱水器(7)、太陽能熱水換熱器(6)應(yīng)置于循環(huán)水泵(2)進水口前。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，其中，所述的第一截止類閥門(8 )和第二截止類閥門(10 )為具有截止類功能的手動閥門或電動閥門。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，其中，所述的第一截止類閥門(8)與時間控制器相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，可利用家用太陽能熱水器(7)和土炕(4) 二者其一，視住宅已有條件而定。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，其中，所述的系統(tǒng)循環(huán)水路的管材為塑料管，管子內(nèi)徑為5~40mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，其中，所述的系統(tǒng)控制策略為分時段控制。
【專利摘要】本實用新型公開了一種建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，它包括由空氣源熱泵機組、循環(huán)水泵、末端地?zé)岜P管等通過系統(tǒng)循環(huán)水管網(wǎng)組成的傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)。并在此基礎(chǔ)上增置了炕體地?zé)岜P管、太陽能熱水換熱器、旁通閥等結(jié)合構(gòu)成了建筑本體蓄熱式空氣源熱泵供熱系統(tǒng)。通過對系統(tǒng)中相應(yīng)電磁開關(guān)及機組啟停時間的控制，可實現(xiàn)利用建筑本體蓄熱達到供暖的目的。本實用新型不僅解決了現(xiàn)有技術(shù)無法有效解決農(nóng)村供暖的問題，而且充分利用了獨棟獨院農(nóng)村住宅的特點，保證供熱效果并產(chǎn)生了一定的節(jié)能效益。
【IPC分類】F24D15/04, F24D19/10
【公開號】CN204693588
【申請?zhí)枴緾N201520225770
【發(fā)明人】郭敏, 丁永昌, 刁乃仁
【申請人】山東建筑大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月15日