一種預製雙層相變蓄能供冷暖末端結構及樓板的製作方法

2023-04-23 16:28:12 1

本發明涉及供冷暖技術領域，特別是涉及一種預製雙層相變蓄能供冷暖末端結構及樓板。

背景技術：

眾所周知，當今能耗中建築能耗所佔比例非常大，而空調和採暖是其中最主要的能耗對象，且其晝夜能耗量差巨大，季節性差異明顯。一般來說，在夏季一般都是採用空調等方式進行供冷，冬季採用地暖、空調等方式供暖來滿足我們的生產和生活需要。現有的地暖或者輻射吊頂往往將蓄冷和蓄暖分開，對於地暖而言，冬天供暖，夏天還要靠空調來滿足建築冷負荷；而對於傳統輻射吊頂而言，夏天能夠供冷冬天靠暖氣採暖，房間整體採暖供冷初投資量較大，耗電量高，且安裝也不方便。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種預製雙層相變蓄能供冷暖末端結構及樓板，以解決上述現有技術存在的問題，將供冷/熱末端裝置一體化，有效提高末端散熱效率，同時利用相變蓄能材料，在能夠充分滿足建築的冷熱負荷的同時，還利於移峰掩谷，減少電力負擔和建築能耗。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種預製雙層相變蓄能供冷暖末端結構，所述預製雙層相變蓄能供冷暖末端結構由上而下依次設置有保溫層、反射膜、蓄冷相變材料、蓄熱相變材料和合金面層，所述樓板供冷暖末端結構還包括多個金屬細吊杆，所述金屬細吊杆將所述保溫層、反射膜、蓄冷相變材料、蓄熱相變材料和合金面層連接在一起，所述蓄冷相變材料和蓄熱相變材料中分別鋪設有毛細管網，所述保溫層的末端具有朝向所述合金面層的凸出部，所述凸出部與所述合金面層相連接。

本發明還提供一種預製雙層相變蓄能供冷暖樓板，所述預製雙層相變蓄能供冷暖樓板由上而下依次設置有樓板結構層、保溫層、反射膜、蓄冷相變材料、蓄熱相變材料和合金面層，所述樓板供冷暖末端還包括多個金屬細吊杆，所述金屬細吊杆將所述樓板結構層、保溫層、反射膜、蓄冷相變材料、蓄熱相變材料和合金面層連接在一起，所述蓄冷相變材料和蓄熱相變材料中分別鋪設有毛細管網，所述保溫層的末端具有朝向所述合金面層的凸出部，所述凸出部與所述合金面層相連接。

優選地，所述樓板結構層的厚度為100mm。

優選地，所述蓄冷相變材料的相變溫度為17℃、厚度為25mm，所述蓄熱相變材料的相變溫度為34℃、厚度為28mm。

優選地，所述毛細管網的間距為20mm。

優選地，所述保溫層的材料為酚醛樹脂發泡板，厚度為25mm。

優選地，所述反射膜的材料為鋁箔、厚度為2mm。

優選地，所述合金面層的厚度為0.5mm。

優選地，所述蓄冷相變材料和蓄熱相變材料中鋪設的毛細管網連接有冷熱源機組，所述冷熱源機組為集中冷熱源機組或單元式冷熱源機組。

優選地，所述冷熱源機組與所述蓄冷相變材料和蓄熱相變材料中鋪設的毛細管網相連的管路中設置有旁通閥，通過旁通閥冷熱源機組能夠僅向蓄冷相變材料中鋪設的毛細管網中充入冷水，或僅向蓄熱相變材料中鋪設的毛細管網中充入熱水。

本發明相對於現有技術取得了以下有益效果：

1、將冷暖一體化；現有的地暖或者輻射吊頂往往將蓄冷和蓄暖分開，大多都只能在冬天供暖，夏天還要靠空調來供冷或者夏天供冷冬天靠暖氣採暖，房間整體採暖供冷初投資量較大，耗電量高，且應用安裝都不方便，而本發明相對可以減少初投資，耗電量也相對較低。

2、採用了預製樓板的形式；這樣可以在工廠提前製造定型，安裝時便捷，且施工速度快，質量有保證，非常經濟實用，有利於建築工業化的推進。

3、可以利用峰谷電價差；由於本發明採用了相變蓄能材料，可以分別在夏季或冬季的夜間用電製冷制熱，避免了白天的用電高峰，大大降低運行的費用，特別適用於夏熱冬暖和/或白天供電緊張而夜晚供電便宜的地區，其它地區也可以使用。

4、無結露風險；由於本發明採用雙層相變蓄能材料的結構，且將蓄熱相變材料層放在下層，蓄冷相變材料層放在上層，主要是考慮到蓄冷過程中，如果樓板表面溫度過低，可能會出現結露現象，將蓄冷層放在上層，能增加下面的導熱熱阻，對於冷量的儲存有保護作用，對冷量的釋放也有緩衝作用，可以降低結露的風險。

5、熱舒適性較高；因為本發明主要適用地區是夏熱冬冷的地區，這樣在夏天格外炎熱時，從頭頂輻射製冷，是最有利於人體的熱舒適性的供冷方式。並且由於採用輻射供暖可以使室內溫度梯度均勻，給人很好的舒適感。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明預製雙層相變蓄能供冷暖樓板的結構示意圖；

圖2為本發明預製雙層相變蓄能供冷暖樓板的截面圖；

圖3為本發明預製雙層相變蓄能供冷暖樓板的運行原理圖；

其中，1-樓板結構層，2-保溫層，3-反射膜，4-蓄冷相變材料，5-蓄熱相變材料，6-合金面層，7-蓄冷層毛細管網，8-蓄熱層毛細管網。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明的目的是提供一種預製雙層相變蓄能供冷暖末端結構及樓板，以解決現有技術存在的問題，將供冷/熱末端裝置一體化，有效提高末端散熱效率，同時利用相變蓄能材料，在能夠充分滿足建築的冷熱負荷的同時，還利於移峰掩谷，減少電力負擔和建築能耗。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

本發明提供一種預製雙層相變蓄能供冷暖末端結構，該預製雙層相變蓄能供冷暖末端結構由上而下依次設置有保溫層2、反射膜3、蓄冷相變材料4、蓄熱相變材料5和合金面層6，樓板供冷暖末端結構還包括多個金屬細吊杆，金屬細吊杆將保溫層2、反射膜3、蓄冷相變材料4、蓄熱相變材料5和合金面層6連接在一起，蓄冷相變材料4和蓄熱相變材料5中分別鋪設有毛細管網，保溫層2的末端具有朝向合金面層6的凸出部，凸出部與合金面層6相連接。

本發明還提供一種預製雙層相變蓄能供冷暖樓板，預製雙層相變蓄能供冷暖樓板由上而下依次設置有樓板結構層1、保溫層2、反射膜3、蓄冷相變材料4、蓄熱相變材料5和合金面層6，樓板供冷暖末端還包括多個金屬細吊杆，金屬細吊杆將樓板結構層1、保溫層2、反射膜3、蓄冷相變材料4、蓄熱相變材料5和合金面層6連接在一起，蓄冷相變材料4和蓄熱相變材料5中分別鋪設有毛細管網，保溫層2的末端具有朝向合金面層6的凸出部，凸出部與合金面層6相連接。

樓板結構層1的厚度為100mm；保溫層2的材料為祁源保溫材料公司生產的酚醛樹脂發泡板，厚度為25mm；反射膜3的材料為鋁箔、厚度為2mm，反射膜3的主要作用是反射和阻隔熱量；合金面層6的厚度為0.5mm。蓄冷相變材料4和蓄熱相變材料5都採用北京廣域相變公司生產的有機相變材料，蓄冷相變材料4的相變溫度為17℃，蓄熱相變材料5的相變溫度為34℃，蓄冷層毛細血管網7的間距為20mm，蓄熱層毛細血管網的間距為20mm。

蓄冷相變材料和蓄熱相變材料的厚度的確定方法：首先對房間的冷熱負荷進行估算，確定相變材料的用量，進而初步確定相變儲能樓板的厚度。

對於冬季工況：為滿足日間採暖的需求冷負荷約為100W/m2，夜間總的蓄熱量Q(按1m2計算，夜間算10個小時)為Q＝1*100*10*3600/1000＝3600KJ則所需相變材料的質量為M＝3600/150＝24KG；體積為V＝24/850＝0.028m3，則每平米的厚度為28mm。

對於夏季工況：為滿足日間供冷的需求熱負荷約為80W/m2，夜間總的蓄熱量Q(按1m2計算，夜間算10個小時)為Q＝1*80*10*3600/1000＝2880KJ則所需相變材料的質量為M＝2880/150＝20KG；體積為V＝20/850＝0.025m3，則每平米的厚度為25mm。

根據已有的預製樓板實例，預製樓板總厚度大約在100mm左右(未考慮樓板結構層1)，25+2+25+28+0.5＝80.5mm(其中合金面層6一般會粉刷表面，極薄故不予考慮)。

各層材料的熱物性如表1所示。

表1

蓄冷相變材料4和蓄熱相變材料5中鋪設的毛細管網連接有冷熱源機組，冷熱源機組為集中冷熱源機組或單元式冷熱源機組。

冷熱源機組與蓄冷相變材料4和蓄熱相變材料5中鋪設的毛細管網相連的管路中設置有旁通閥，通過旁通閥冷熱源機組可以僅向蓄冷相變材料4中鋪設的毛細管網中衝入冷水，或僅向蓄熱相變材料5中鋪設的毛細管網充入熱水。

夏季工況時，進行供冷模式。由冷熱源機組提供的冷凍水，經過輸配系統的控制，通過操作面板開啟樓板旁的旁通閥，向蓄冷相變材料4中的毛細管網層充入15℃的冷凍水。在夜間開啟9小時，即可滿足白天負荷的要求，白天無需開啟冷熱源機組。

冬季工況時，進行供熱模式。由冷熱源提供的熱水，經過輸配系統的的控制，通過操作面板開啟旁通閥向相變蓄熱材料中的毛細管網層充入41℃熱水。在夜間開啟九小時，即可滿足白天全天的符合要求，白天無需開啟冷熱源機組。

本發明中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。