一种相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统技术方案

一种相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统，综合利用了冷热水辐射供冷/暖系统，相变蓄能以及新风预处理技术。所述的耦合系统以冷热水机或热泵为冷热源动力源为风机，相变蓄能毛细管网辐射地板与新风耦合系统作为其末端。所述的末端从上到下分别为地板层、找平层、蓄能相变材料结构层及其中布置的毛细管网、新风腔体和绝热保温层，通过夜间蓄冷/热以实现供冷/热，新风全天均开启。本发明专利技术充分利用峰谷电价差，将白天的冷/热负荷转移到电价较低的夜间，降低其运行成本，并可以利用一套系统实现冬夏季的空调负荷需求，节约了建造成本。本发明专利技术提出的系统在满足室内舒适性的前提下，具有较好的经济性，并具有较高的示范性推广应用的价值。

A phase change energy storage capillary network radiant floor cooling / heating integration and fresh air coupling system

A kind of coupling system of radiant floor cooling / heating and fresh air with phase change energy storage capillary network, which comprehensively utilizes cold and hot water radiant cooling / heating system, phase change energy storage and fresh air pretreatment technology. The coupling system takes a cold water heater or a heat pump as a cold and heat source power source as a fan, and a phase-change capillary network radiation floor and a fresh air coupling system as its end. From top to bottom, the ends are floor layer, leveling layer, energy storage phase change material structure layer, capillary network, fresh air cavity and thermal insulation layer arranged therein. The cold / heat is stored at night to realize cold / heat supply, and the fresh air is opened all day. The invention makes full use of the difference between peak and valley electricity price, transfers the cold / heat load in the daytime to the night with low electricity price, reduces the operation cost, realizes the air conditioning load demand in winter and summer by using a set of system, and saves the construction cost. Under the premise of satisfying indoor comfort, the system provided by the invention has better economy and higher value of exemplary popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统
本专利技术是一种将传统的毛细管供冷/暖与相变蓄能技术结合在一起的一体化末端装置及应用系统，属于建筑供暖、空调新技术范畴、建筑能源优化利用及蓄能
，特别涉及一种新型蓄能地板与新风耦合系统结构设计。
技术介绍
我国建筑终端能耗占总能耗已经超过了30％，其中空调及采暖能耗约占建筑总能耗的40％～50％。为降低建筑能耗，地板辐射供冷/暖的发展不断成熟，这种采用低温热水、高温冷水的新型空调末端形式有着提高室内空气品质，创造舒适环境，降低能耗的优点，符合节能发展的方向。为了消除电网峰谷负荷不平衡问题，我国政府出台了“峰谷电价政策”，大力提倡创新发展低估用电节能产业。相变材料作为一种高效的储能物质，其与建筑的集成在各种研究中得到广泛的研究和应用，并且潜热储能用于供热制冷系统中也越来越有吸引力。此外，将相变材料和冷热源相结合还可起到“削峰填谷”的作用，并帮助用户减少电能费用。将地板辐射供冷/暖技术与相变蓄能技术结合，利用夜间低估电进行蓄冷/热，在白天进行放冷/热，发挥“削峰填谷”的作用。在专利冷热一体化双层毛细管相变蓄能地板末端装置及应用系统中(CN201310168460)，东南大学姚文超、张小松等人提出了一种新型双层相变材料辐射地板，然而，该双层相变材料辐射地板系统也存在几个局限，主要表现在若蓄热层在上，蓄冷层在下，夏季制冷时，部分冷量以显热的形式储存在上方的蓄热层，增大了换热热阻的同时延长了系统响应时间；冬季制热时，部分热量也会通过导热的方式进入下方蓄冷层，增大了热损失。此外，该结构并没有考虑到新风引入对改善室内空气品质的积极作用。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种可以高效利用低谷电，将地板辐射供冷/暖与毛细管网、相变蓄能技术、空气源/地源热泵结合起来，从而建立一种冷/热一体化的相变蓄能毛细管网辐射地板与新风耦合应用系统。技术方案：本方案中，设计一种冷热一体化单层相变蓄能辐射地板与新风耦合系统，该系统中采用两种相变温度的相变材料，用于解决采暖和空调工况下所需的相变温度不一致问题，分别在夜间低估电价时段(24:00～8:00)冬季蓄热，夏季蓄冷，并在白天峰值电价时段(8:00～18:00)释放给房间。与地板辐射系统无相变材料时相比，相变材料的使用可以降低地板表面的热流波动，提高地板辐射系统在高峰负荷时段的放热量和放冷量。所述相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化末端从上至下分别为风阀、风机、换热器、地板层、找平层、蓄能相变材料结构层、新风腔体、反射膜和绝热保温层，在蓄热相变材料侧中铺设用于供热水的毛细管网，在蓄冷相变材料侧中铺设用于供冷水的毛细管网。供热运行时，热水经过蓄热侧毛细管网，通过相变材进行蓄热和放热，蓄冷侧毛细管网根据负荷需要作为辅助，新风经过下部空腔与换热器后进入室内；供冷运行时，冷水经过蓄冷侧毛细管网，通过相变材料进行蓄冷和放冷，蓄热侧毛细管网根据负荷需要作为辅助，新风经过换热器直接进入室内。所述蓄能相变材料由半弧长条状的蓄热相变模块与半弧长条状的蓄冷相变模块间隔拼接而成，蓄热相变模块由相变温度为35℃的蓄热相变材料经过金属封装，蓄冷相变模块由相变温度为19℃的蓄冷相变材料经过金属封装，毛细管网分别盘绕铺设在蓄能模块当中。所述系统由冷/热水机作为冷热源，风机作为动力源，冷/热水机为风冷热泵型或地源热泵型，风机为离心式鼓风机。所述冷/热水机的输出端依次通过阀和分水器与相变蓄能毛细管网辐射地板一体化末端的输入端连接，冷/热水机的输入端依次通过阀和集水器与相变蓄能毛细管网辐射地板一体化末端的输出端连接。蓄热相变模块和蓄冷相变模块中封装的相变材料种类及质量多少可根据应用该末端的建筑所在地区的气候以及空调和供暖负荷来选定和设计计算得到。所述冷/热水机的供冷/暖能力及运行时间长短由控制器根据冷暖负荷需求的预测值而调节，并发出指令给阀门，实现蓄热相变材料侧和蓄冷相变材料侧是否分别作为辅助蓄能部件而投入使用。本专利技术相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化末端可与通风系统联合工作，冷/热水机夜间运行，使相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖侧蓄冷或蓄热；日间，关闭冷/热水机，通过辐射地板放冷/热，全天开启一次回风系统，通过换热器对风进行除湿降温/加热，补充一部分室内负荷，并且避免出现结露现象。附图说明图1为本专利技术的新型相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合应用系统的结构示意图。图2为本专利技术的新型相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统的应用系统流程图。图3为本专利技术的新型相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风系统的平面布置图。图4为本专利技术的新型相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统的相变蓄能层结构轴侧图。图5为图4的侧视图。图6为本专利技术的新型相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统进行冬季日间制热(放能)的示意图。图7为本专利技术的新型相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统进行冬季夜间蓄热及通风的示意图。图8为本专利技术的新型相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统进行夏季日间制冷(放能)的示意图。图9为本专利技术的新型相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统进行夏季夜间蓄冷及通风的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。如图1所示，本专利技术一种相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统，从上到下分别为风阀1、风机2、换热器3、风口4、地板层5、找平层6、蓄能相变材料结构层7、新风腔体8、不锈钢支架9、反射膜10和绝热保温层11、楼板12，在蓄热相变材料侧中铺设用于供热水的毛细管网13，在蓄冷相变材料侧中铺设用于供冷水的毛细管网14，所述新风腔体设置有增强新风换热表面积，改善气流组织的挡板15。结合图2，本专利技术一种相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统，由风冷热泵或地源热泵型的冷/热水机18作为冷热源，与冷/暖一体化末端19相连接构成供冷/暖系统。如图2所示，冷/热水机18的输出端依次通过阀20和分水器21与冷/暖一体化末端19的输入端连接，冷/热水机的输入端依次通过阀22、水泵23和集水器24与冷/暖一体化末端19的输出端连接。参照图3、图6和图7，供热运行时，蓄热侧毛细管网13通过热水进行蓄热和放热，蓄冷侧毛细管网14根据负荷需要可作为辅助。参照图3、图8和图9，供冷运行时，蓄冷侧毛细管网14通过冷水进行蓄冷和放冷，蓄热侧毛细管网15根据负荷需要可作为辅助。如图3和图4，所述蓄能相变材料由半弧长条状的蓄热相变模块16与半弧长条状的蓄冷相变模块17间隔拼接而成，蓄热相变模块由相变温度为35℃的蓄热相变材料经过金属封装，蓄冷相变模块由相变温度为19℃的蓄冷相变材料经过金属封装，毛细管网分别盘绕铺设在蓄能模块当中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统，其特征在于，所述相变蓄能毛细管网辐射地板与新风耦合一体化末端从上到下分别为风阀(1)、风机(2)、换热器(3)、风口(4)、地板层(5)、找平层(6)、蓄能相变材料结构层(7)、新风腔体(8)、不锈钢支架(9)、反射膜(10)和绝热保温层(11)、楼板(12)在蓄热相变材料侧中铺设用于供热水的毛细管网(13)，在蓄冷相变材料侧中铺设用于供冷水的毛细管网(14)。/n

【技术特征摘要】
1.一种相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统，其特征在于，所述相变蓄能毛细管网辐射地板与新风耦合一体化末端从上到下分别为风阀(1)、风机(2)、换热器(3)、风口(4)、地板层(5)、找平层(6)、蓄能相变材料结构层(7)、新风腔体(8)、不锈钢支架(9)、反射膜(10)和绝热保温层(11)、楼板(12)在蓄热相变材料侧中铺设用于供热水的毛细管网(13)，在蓄冷相变材料侧中铺设用于供冷水的毛细管网(14)。


2.根据权利要求1所述相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统，其特征在于，所述新风腔体设置有增强新风换热表面积，改善气流组织的挡板(15)。


3.根据权利要求1所述相变蓄能毛细管网辐射地板供冷/暖一体化与新风耦合系统，其特征在于，所述蓄能相变材料由半弧长条状的蓄热相变模块(16)与半弧长条状的蓄冷相变模块(17)间隔拼接而成，蓄热相变模块由相变温度为35℃的蓄热相变材料经过金属封装，蓄冷相变模块由相变温度为19℃的蓄冷相变材料经过金属封装，毛细管网分别盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞准，赵倩，刘鹤群，黄子健，王雅洁，吴琦，刘政轩，严中俊，秦迪，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43