[发明专利]一种基于蓄热采暖管的可调节型相变蓄热地板

说明书

技术领域

本发明涉及建筑节能和新能源利用技术领域，特别涉及一种基于蓄热采暖管的可调节型相变蓄热地板。

背景技术

当前全世界的主要能源是煤炭、石油、天然气。石油和天然气资源将在2050年之前罄尽。随着经济的发展，世界一次能源的消耗量不断增加，而煤炭是全球消费增长最快的化石燃料。化石燃料的使用导致大量碳排放，破坏生态平衡的事实已经人人皆知。中国能源供应主要依赖于煤炭，煤炭消费占全部能源消费的76％。目前我国能源利用技术落后，效率低，大量的煤炭消费于直接燃烧，造成的大气环境的污染，直接危及人民健康，开发新能源势在必行。我国的可再生能源非常丰富，开发利用的潜力很大。

燃煤采暖对环境的影响巨大，最为明显的是燃煤产生的细颗粒物造成雾霾天气频发。目前京津冀地区、长三角、珠三角及关中经济带空气质量恶化尤为显著，对社会正常秩序和公众身体健康造成严重影响。面对日益恶化的环境，各地鼓励“煤改电”，促进电供暖的发展。电供暖是一种安全、清洁、舒适的取暖方式，是有效控制采暖期空气质量的一个重要途径。煤改电工程施行以来，电力供应紧张，缺电现象日益严重。电网的年最大负荷、年最大峰谷差、年平均峰谷差逐年上升，各地陆续出现高峰电力短缺现象，给经济发展和人民生活带来了负面影响。蓄能技术可以实现电力移峰填谷，解决当前的高峰电力供应紧张问题。

可再生能源目前主要包括水能、风能、生物质能、太阳能、地热能和海洋能等，是可循环利用的清洁能源。目前可再生能源的热利用技术发展非常迅速，比较典型的是太阳能光热利用、风能热泵技术、生物质供热技术。我国的太阳能资源丰富，太阳能的发展迅速，可称之为“首席新能源”；目前最具竞争力的可再生能源是风能，风能热泵系统是将风的机械能转化为空气的内能，进而转化为可以使用的热风能；然而太阳能和风能也有一定的缺陷，具有间歇性，是不连续的能源。相变蓄能技术可以解决这样的缺陷，在能源充足时，供热的同时将能量储存，在能量短缺时释放。将相变蓄能技术与可再生能源相结合，可以最大限度利用可再生能源，提高可再生能源的利用率，缓解日益紧张的能源危机。

地板辐射采暖相比传统采暖有无可比拟的优势，具有舒适、节能、环保等优点，渐渐被人们所接受。将相变蓄能技术与地板辐射采暖相耦合，研制出一种相变蓄热地板末端，是最好的结合方式。相关的相变蓄热地板研究已经很多，地板辐射采暖管与相变材料的结合方式多种多样，地板辐射采暖管外壁和相变材料都是间接接触，换热效果不好，相变材料利用率低，并且地板系统供热量不能根据热负荷大小进行反馈调节，容易出现供暖初期和末端供热量较大，室温过高，而热负荷较大时可能出现室温不能保证的情况。因此，设计出一套可根据热负荷反馈调节供热量、换热效果好、相变材料利用率高的相变蓄热地板，对于实现我国的能源安全和经济可持续发展具有很重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于蓄热采暖管的可调节型相变蓄热地板，以实现冬季太阳能在建筑供暖中的高效、多元利用，缓解目前北方农村燃煤采暖污染环境问题；同时可解决高峰电力短缺问题，移峰填谷，促进“煤改电”工程的发展。

本发明所采用的技术方案是：一种基于蓄热采暖管的可调节型相变蓄热地板，包括由下至上依次叠加在一起的结构层、防潮层、绝热层、填充层和装饰面层；所述填充层内铺设有若干组采暖管模块，若干组所述采暖管模块采用并联同程式连接在分别设置在房间两侧的分水器和集水器之间，每组所述采暖管模块进水口分别通过模块供水管连接至所述分水器，每组所述采暖管模块的出水口分别通过模块回水管连接至所述集水器；所述采暖管模块为若干个蓄热采暖管串联组成的环路。

其中，所述蓄热采暖管包括电熔内管和套设在所述电熔内管外的电熔外管，所述电熔外管和所述电熔内管之间形成环形空腔，所述环形空腔内填充有相变材料；所述电熔外管和所述电熔内管的两端部均设置有电熔异径直通，所述电熔异径直通的小管径端嵌入所述电熔内管、其大管径端嵌入所述电熔外管，所述电熔异径直通、所述电熔内管和所述电熔外管之间通过电熔焊接密封连接使所述环形空腔的两端封闭。

其中，所述蓄热采暖管内填充的相变材料采用相变温度为32～43℃的相变蓄热材料。

所述填充层内、位于相邻两根所述蓄热采暖管之间，还设置有蓄能棒。

其中，所述蓄能棒包括蓄能管和设置在所述蓄能管两端的管堵，所述蓄能管内填充有相变材料。

其中，所述蓄能棒内填充的相变材料采用相变温度为20～30℃的相变蓄热材料。