一种多能源联供智能均匀调节炕体系统技术方案

一种多能源联供智能均匀调节炕体系统，属于炕体系统设计领域。该系统主要包括PVT热电联供装置、太阳能空气双源热泵装置、储电箱、夹层式相变储热水箱以及多层均匀炕体。PVT热电联供装置连接储电箱，储电箱通过电路接通太阳能空气双源热泵装置和均匀炕体的电层。太阳能空气双源热泵装置和PVT热电联供装置连通夹层式相变储热水箱，收集的热量通过走水管道供给炕体的水层加热，炕体烟气层出口接通太阳能空气双源热泵装置，该系统采用多能源互补供热，能够充分保证对炕体均匀供热，炕体相变储能层智能地调节炕面的温度，使炕面温度保持稳定的适宜状态，该系统利用环保的太阳能，并充分回收利用厨房余烟，体现了环保的设计理念。

【技术实现步骤摘要】
一种多能源联供智能均匀调节炕体系统
本专利技术属于炕体系统设计领域，具体涉及一种新型的多能源联供智能均匀调节炕体系统。
技术介绍
在北方地区，已经普遍在炕体设计上推广利用太阳能，传统家用的炕体系统性能随太阳能的提供时段具有波动性和间歇性，而且单一的热源供热容易造成炕体表面的温度不均匀，不稳定的问题，另外炕体的保温性能较差。本专利技术系统的关键在于采用多热源加热炕体，加热层分别为电热层、相变层、水层、烟气层。各层热源之间相互贯通，并通过相变层智能调节炕面温度，系统利用清洁的太阳能发电，电能一部分为空气源热泵提供动力，一部分储存在蓄电池里，为炕体的电热层提供电力加热，通过相变层使炕体温度保持在相对的稳定状态。水层所通的热水由PVT集热器和水源热泵系统加热，烟气层的烟气来源于厨房里的余烟，余烟经过管道给炕体供热后排出，给空气源热泵提供低温热源。这种设计使得炕体供热具有均匀性和稳定性的特点，结合环保的特点，促进炕体保温具有经济性和实用性价值。
技术实现思路
为了解决现有技术上的问题，本专利技术提出了一种多能源联供智能均匀调节炕体系统。该系统采用多热源供热，在炕体设计上采用电层、相变层、水层、烟气层相结合的理念。由PVT热电联供装置供热和供电，电能储存在储电箱中，储电箱直接为炕体的电层通电产热，热能通过夹层式相变储热水箱对炕体的水层加热。储电箱同样为热泵提供动力，热泵工作给炕体的水层内的水进行加热。烟气层的烟气来源于厨房余烟，提供烟气层之后通过管道进入空气源热泵，作为太阳能空气双源热泵装置的低温热源对热泵进行预热。相变层材料使用储热性能较好的石蜡，进行温度的智能调节。基层采用保温性能良好的内墙玻璃纤维棉，用以减少温度的散失，保证炕体持续供热。一种多能源联供智能均匀调节炕体系统，该系统包括PVT热电联供装置、太阳能空气双源热泵装置、储电箱、夹层式相变储热水箱和炕体；所述的炕体包括从上至下排布的电层、相变储能层、水层和烟气层；所述的PVT热电联供装置连接储电箱和夹层式相变储热水箱，PVT热电联供装置吸收太阳光能并转化成热能和电能，电能存储在储电箱中，热能输送给夹层式相变储热水箱；储电箱与太阳能空气双源热泵装置及炕体的电层相连，为二者供电；夹层式相变储热水箱还与太阳能空气双源热泵装置相连，并直接接通炕体的水层；太阳能空气双源热泵装置产生的热能通过夹层式相变储热水箱储存并输送到炕体的水层；炕体的相变储能层能够根据人体的适温，稳定地调节炕体表面的温度，相变储能层还能储存多余的热能，在炕体供热温度较低时提供热能；烟气层的热量来源于厨房里的余烟，余烟经过烟气层管道后排出，并接入太阳能空气双源热泵装置，作为太阳能空气双源热泵装置的低温热源；在烟气层至太阳能空气双源热泵装置之间的管道上设置喷淋装置，并通过喷淋装置接通太阳能空气双源热泵装置至水层之间的管道上，喷淋装置下方设置过滤装置，用于将水分过滤，净化后的烟气通入到太阳能空气双源热泵装置中；炕体的相变储能层和水层之间设直一层吸音棉，用来减少水流噪音的干扰；在炕体的基层铺保温层，用以减少温度的散失。所述的夹层式相变储热水箱包括一个以上储热单元，每个储热单元包括进水管、电热加热器、出水管、换热夹套腔、储热夹套腔、保温外壳、金属储水内胆、进水口和出水口；进水管通过进水口与太阳能空气双源热泵装置或PVT热电联供装置的出水相连，出水管通过出水口与炕体的水层相连；进水管与出水管均与金属储水内胆相通；电热加热器用于在热量不够供给时，对储热单元中的水进行加热；储热夹套腔15和换热夹套腔14分别以螺旋的形式环绕金属储水内胆17，对于金属储水内胆17具有更好的加固强化作用。储热夹套腔15以螺旋状环绕在金属储水内胆17外，螺旋状的换热夹套腔14环绕在储热夹套腔15外，形成对储热夹套腔15的半包围结构。外部热源通过传热介质进入换热夹套腔14优先对储水内胆下部加热，储热夹套腔15中的相变材料可以通过内胆壁获取并储存热量。保温外壳设置于每个储热单元外部，用于保温。所述的PVT热电联供装置表面板上涂有吸收体，用于发电，PVT热电联供装置内设有有集热管道，工质为水，用于收集并输送热能。PVT热电联供装置是由真空管，集管和保温盒等部件组成，管内走水，加热系统与循环系统独立分隔，整个系统全部为金属连接，运行稳定可靠，每支热管真空管的冷凝端通过导热块的导热，将热量传递给集管，被加热的工质(水)经过集管时，把热量带走。在这整个过程中，真空管的冷凝端与导热块是刚性连接的，被加热物质不流经真空管，管子与介质互不干扰。多介质太阳能平板集热器表面板上涂有吸收体，日间运行时，平板集热器吸收阳光，将太阳辐射能转化为热能，并传递给炕体的流体通道中的工质水，被加热的水，带着有用的热能经过炕内回字形管道，从而加热炕体，多余的热能储存在夹层式相变储热水箱中，以备在连续阴雨天太阳能不充足的天气使用。同时太阳能电池利用光发生伏特反应，使光能转化为直流电，电能储存在储电箱中，直接为炕体的电层提供电能。太阳能空气双源热泵装置主要由四大部分构成，即压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀。其运行按照“逆卡诺”原理，通过蓄电池中电能的驱动，压缩机做工，压缩低温低压的厨房烟气，将之变成高温高压的气体排出，排出的高热量的厨房气体流经炕体下层，将热量传导到炕中。与此同时，空气在风扇的作用下流过蒸发器，热量被大量吸收，后变成低温冷气被排出。吸收了一定热量的低温厨房烟气将回流到压缩机，进入下一轮循环。PVT热电双联供装置中的太阳能电池与储电箱连接的，中间连接光伏充电控制器，可以控制太阳能电池的输出电压，保护电池不被过充，同时，晚上太阳能电池不发电时，也防止储电箱的电倒流。连接方式如下：太阳能电池----光伏控制器---储电箱---电层材料。在太阳能给储电箱充电的同时，储电箱向外供电完全可行，在这样的情况下，负载使用的电力会优先直接使用太阳能电池的电，剩余的充到电池里；相反，若此太阳能电池的电量不够，会同时从储电箱内取电。夹层式相变储热水箱包括一个或一个往上的整体呈矩形体结构的且呈直线排列并依次相连的储能单元，相邻的两个蓄能单元之间有通道，所述的蓄能单元包括壳体，在壳体内部设置的相变储能板组件，壳体上还设置有供水管接头，接头与壳体内腔导通连接。夹层式相变储热水箱与集热器以及太阳能空气双源热泵装置直接相连，用来储存多余的热量，夜间或阴天时，集热器收集的热量不足以使该系统运行，此时，夹层式相变储热水箱作为辅助热源释放储存的热量，加热炕体。炕体的第一层电层材料选用镍铬合金，它是一种电热丝材质，强度较高，还具有较强的抗腐蚀性。该层的主要结构是将电层材料连接到基底布上，然后接好电源线，再将缝制好的发热元件与基底布用布料缝好，其中电层的电力来源于蓄电池储存的电能。储电箱中的电流流过被环绕成环形的镍铬合金时，由于镍铬合金电阻率大、电阻温度系数小、在高温下变形小且不易脆化，所以镍铬合金会产生大量的焦耳热，镍铬合金温度迅速升高，通过辐射、对流和传导等方式传到炕体，达到加热炕体目的。炕体的第二层相变储能层采用熔点在50～80摄氏度的蓄热相变材料。相变层的合适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多能源联供智能均匀调节炕体系统，其特征在于，该系统包括PVT热电联供装置(1)、太阳能空气双源热泵装置(2)、储电箱(3)、夹层式相变储热水箱(4)和炕体；所述的炕体包括从上至下排布的电层、相变储能层、水层和烟气层；所述的PVT热电联供装置(1)连接储电箱(3)和夹层式相变储热水箱(4)，PVT热电联供装置(1)吸收太阳光能并转化成热能和电能，电能存储在储电箱(3)中，热能输送给夹层式相变储热水箱(4)；储电箱(3)与太阳能空气双源热泵装置(2)及炕体的电层相连，为二者供电；夹层式相变储热水箱(4)还与太阳能空气双源热泵装置(2)相连，并直接接通炕体的水层；太阳能空气双源热泵装置(2)产生的热能通过夹层式相变储热水箱(4)储存并输送到炕体的水层；炕体的相变储能层能够根据人体的适温，稳定地调节炕体表面的温度，相变储能层还能储存多余的热能，在炕体供热温度较低时提供热能；烟气层的热量来源于厨房里的余烟，余烟经过烟气层管道后排出，并接入太阳能空气双源热泵装置(2)，作为太阳能空气双源热泵装置(2)的低温热源；在烟气层至太阳能空气双源热泵装置(2)之间的管道上设置喷淋装置(18)，并通过喷淋装置(18)接通太阳能空气双源热泵装置(2)至水层之间的管道上，喷淋装置(18)下方设置过滤装置(21)；炕体的相变储能层和水层之间设直一层吸音棉(9)，用来减少水流噪音的干扰；在炕体的基层铺保温层，用以减少温度的散失。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多能源联供智能均匀调节炕体系统，其特征在于，该系统包括PVT热电联供装置(1)、太阳能空气双源热泵装置(2)、储电箱(3)、夹层式相变储热水箱(4)和炕体；所述的炕体包括从上至下排布的电层、相变储能层、水层和烟气层；所述的PVT热电联供装置(1)连接储电箱(3)和夹层式相变储热水箱(4)，PVT热电联供装置(1)吸收太阳光能并转化成热能和电能，电能存储在储电箱(3)中，热能输送给夹层式相变储热水箱(4)；储电箱(3)与太阳能空气双源热泵装置(2)及炕体的电层相连，为二者供电；夹层式相变储热水箱(4)还与太阳能空气双源热泵装置(2)相连，并直接接通炕体的水层；太阳能空气双源热泵装置(2)产生的热能通过夹层式相变储热水箱(4)储存并输送到炕体的水层；炕体的相变储能层能够根据人体的适温，稳定地调节炕体表面的温度，相变储能层还能储存多余的热能，在炕体供热温度较低时提供热能；烟气层的热量来源于厨房里的余烟，余烟经过烟气层管道后排出，并接入太阳能空气双源热泵装置(2)，作为太阳能空气双源热泵装置(2)的低温热源；在烟气层至太阳能空气双源热泵装置(2)之间的管道上设置喷淋装置(18)，并通过喷淋装置(18)接通太阳能空气双源热泵装置(2)至水层之间的管道上，喷淋装置(18)下方设置过滤装置(21)；炕体的相变储能层和水层之间设直一层吸音棉(9)，用来减少水流噪音的干扰；在炕体的基层铺保温层，用以减少温度的散失。


2.根据权利要求书1所述的一种多能源联供智能均匀调节炕体系统，其特征在于，所述的夹层式相变储热水箱(4)包括一个以上储热单元，每个储热单元包括进水管(11)、电热加热器(12)、出水管(13)、换热夹套腔(14)、储热夹套腔(15)、保温外壳(16)、金属储水内胆(17)、进水口(19)和出水口(20)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海飞，吴美圆，刘艳艳，鲁彬，姚青青，王韵杰，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32