一种太阳能地面-炕面组合采暖系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能热利用及分时分区采暖领域，涉及一种太阳能采暖房间地面-炕面组合运行系统，主要用于解决太阳能热水系统规模受限或者房间连续采暖时太阳能保证率低，室内温度无法满足人体热需求，以及房间分时分区太阳能地面-炕面组合采暖系统设计及运行调节等问题。
【背景技术】
[0002]随着我国村镇居民生活水平的提高，对冬季室内热环境的要求也越来越高，尽管很多城市采暖方式已经成熟，但是由于村镇建筑人员密度小，连续全面采暖能耗大，存在一定的能源浪费。目前太阳能地板采暖技术已应用到村镇建筑中，但由于夜间太阳能集热器无法集热，蓄热水箱低温热水无法用于采暖，需配备较大容量的辅助加热系统。另外城市采暖方式无法代替传统火炕在村镇居民心中的位置，但是传统火炕热稳定性及卫生性均较差，难以满足居民的热需求。近年来出现一种新型采暖方式一一太阳能炕，利用太阳能热水系统对炕面加热，使炕面达到人体需要温度。然而现有太阳能炕不仅难以达到昼间室内热舒适温度，且保证率低，原因在于居民昼间的主要活动区域并不在炕上，而炕面存在被褥等导致散热性能差，要满足室内人体热需求，需要炕面产生较大的散热量来保证室内温度，这会使太阳能系统规模过大，还可能会导致炕面温度过热等问题。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种太阳能地面-炕面组合采暖系统，昼间人在房间活动时，地面采暖系统对房间供暖满足室内温度需求；夜间人处于睡眠状态时，炕面提供舒适的被窝温度。该系统可满足居民全天热需求，解决了夜间低温热水无法用于采暖，同时可减小系统规模和成本，为太阳能采暖在村镇建筑中的推广提供技术支持。
[0004]为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案:
[0005]一种太阳能地面-炕面组合采暖系统，包括太阳能集热系统、蓄热系统、炕面采暖系统、地面米暖系统和控制系统；
[0006]所述的太阳能集热系统包括太阳能集热器，太阳能集热器昼间接收太阳辐射进行集热，对其内部的循环水进行加热；蓄热系统包括蓄热水箱，太阳能集热系器通过热水管将加热后的水送至蓄热水箱中存储，蓄热水箱通过回水管向太阳能集热器供水；
[0007]所述的炕面采暖系统包括呈盘绕状设置在炕面上的炕面盘管，地面采暖系统包括呈盘绕状设置在地面上的地面盘管，炕面盘管与地面盘管并联设置；自蓄热水箱上引出一根辅助热管，辅助热管上串联设置有加热器，辅助热管通过两根支管分别连接地面盘管与炕面盘管的进水端，而炕面盘管与地面盘管的出水端汇聚至出水管上，出水管连接至蓄热水箱；
[0008]所述的回水管上安装有集热系统循环水栗，出水管上安装有采暖系统循环水栗，两根支管上分别安装有第一电磁阀和第二电磁阀；在热水管上、蓄热水箱内的底部、地面和炕面上分别安装有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器;
[0009]所述的控制系统包括控制器，控制器分别与所述的集热系统循环水栗、加热器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器连接；
[0010]当第一温度传感器采集到的温度值大于第二温度传感器采集到的温度值时，控制器发出控制信号使集热系统循环水栗打开，否则保持集热系统循环水栗关闭状态；
[0011]当第三温度传感器采集到的温度值小于在控制器中设置的地面温度阈值时，控制器发出控制信号使第一电磁阀增大开启量，以提升地面温度；反之则减小第一电磁阀开启量;
[0012]当第四温度传感器接收到的温度值小于在控制器中设置的炕面温度阈值时，控制器发出控制信号使第二电磁阀增大开启量，以提升炕面温度；反之则减小第二电磁阀开启量;
[0013]当第一电磁阀和第二电磁阀的开启量达到最大值，而地面或炕面温度仍低于其设定阈值时，控制器发出控制信号开启加热器，否则保持加热器关闭状态。
[0014]进一步地，所述的地面的结构，由下至上依次为:支撑层、防潮层、绝热层、保护层、钢丝网、填充层、找平层和装饰层；与地面相接的墙面上设置有抹灰层与脚踢板。
[0015]进一步地，所述的地面盘管设置在地面的填充层中，地面盘管铺设的间距为200?300mm，地面的填充层为50mm厚度的现饶混凝土，地面的绝热层为50mm厚度的双面复合铝箔的聚氨酯板。
[0016]进一步地，所述的炕面的结构，由下至上依次为:支撑层、防潮层、绝热层、保护层、钢丝网、填充层、找平层；与炕面相接的墙面上设置有抹灰层与密封膏。
[0017]进一步地，所述的炕面盘管设置在炕面的填充层中，炕面盘管铺设的间距为100mm，坑面的填充层为30mm厚度的砂石混凝土，坑面的绝热层为30mm厚度的聚苯乙稀泡沫塑料板。
[0018]本发明与现有技术相比具有以下技术特点:
[0019]1.按需供给，解决房间连续采暖时，太阳能热水系统规模过大的问题。
[0020]采用本发明的太阳能地面-炕面组合采暖系统，当昼间人员活动在房间时，仅开启地面盘管对空间进行加热，满足人体热需求；夜间人员处于睡眠状态下时，仅需要使用炕面盘管对炕面加热，满足人体对被褥微气候的舒适温度需求。夜间所需加热空间小，所需热水量小，且可采用更低温度热水实现，避免了夜晚需要达到昼间室内设计温度造成的能源浪费，同时大幅减小了房间连续采暖时太阳能热水系统规模。
[0021]2.解决夜间太阳能集热器无法集热，低温热水无法用于采暖的问题。
[0022]夜间集热器无法集热，且太阳能集热器昼间集热量储存在蓄热水箱中的热量有限，采暖系统又不断取热，同时蓄热水箱也存在一定的失热量，水箱温度逐渐降低，房间夜间采暖时使用此低温热水无法满足室内热需求。而人体所需被褥微气候舒适环境区域小，所需供热量小，采用夜间仅针对炕面加热，低温热水仍可满足要求。
[0023]3.应用方便，易于控制，可操作性强。
[0024]该太阳能地面-炕面组合采暖系统结构简单，传统太阳能地板辐射采暖技术成熟，安装技术手段易于获取。在分支管路上安装电磁阀做到两个采暖系统独立控制，采用自控系统无需人员频繁操作即可实现整个太阳能地面-炕面组合采暖系统的运行。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的整体结构示意图；
[0026]图2是本发明的控制系统信号流程说明图；
[0027]图3是本发明的地面采暖施工做法示意图；
[0028]图4是本发明的坑面米暖施工做法不意图；
[0029]图5 (a)为填充层厚度40mm时不同盘管间距下地面平均温度；
[0030]图5 (b)为填充层厚度50mm时不同盘管间距下地面平均温度；
[0031]图5(c)为填充层厚度60_时不同盘管间距下地面平均温度；
[0032]图5 (d)为填充层厚度70mm时不同盘管间距下地面平均温度；
[0033]图6 (a)为填充层厚度30mm时不同盘管间距下炕面平均温度；
[0034]图6 (b)为填充层厚度40mm时不同盘管间距下炕面平均温度；
[0035]图6 (c)为填充层厚度50mm时不同盘管间距下炕面平均温度；
[0036]图6 (d)为填充层厚度60mm时不同盘管间距下炕面平均温度；
[0037]图7是实例中该组合采暖系统与普通采暖系统节能效果对比图；
[0038]图中标号代表:1 一太阳能集热器，2—集热系统循环水栗，3—蓄热水箱，4一供暖系统循环水栗，5一地面盘管，6一坑面盘管，7-1一第一电磁阀，7-2一第二电磁阀，8—加热器，9-1 一第一温度传感器，9-2—第二温度传感器，9-3—第三温度传感器，9-4 一第四温度传感器，10—控制器，11 一热水管，12—回水管，13—支管，14 一辅助热管，15—出水管。
【具体实施方式】
[0039]本发明的技术思路是，利用现行间歇及分区采暖办法，结合传统火炕的优越性，运用两个独立采暖系统分别满足昼间和夜间人体所在区域的热需求