一种新疆地区哈萨克毡房空气源热泵相变恒温系统的制作方法

本发明涉及空气源热泵技术、微胶囊技术、相变储热技术、地面辐射供暖技术，尤其涉及一种新疆地区哈萨克毡房空气源热泵相变恒温系统。

背景技术：

随着世界经济的高速发展，能源广泛大量的应用带来的环境问题也日益加剧。人们开始注重环境保护、能源合理利用、开发新能源等问题。而近来年，我国各大城市经常发生雾霾橙色预警，全国多地pm2.5不断爆表，环境与能源问题也成为我国亟待解决的重大问题。对于空气质量的下降，雾霾的出现，除了汽车尾气，工厂排放等原因外，取暖等排放物也是尤为重要的原因之一，而具有环保与节能的双重特点的技术，得到了人们的重视。

相变材料作为一种新兴崛起的节能环保的材料，在能源紧缺的当下与能源安全、可持续发展、节能减排息息相关。

相变材料是相变材料是利用相态变化时的潜热来实现热量的储存、转化和利用的物质，广泛应用于太阳能热利用、电力调峰、废热余热利用、建筑节能与空调节能及航空航天等领域。

空气源热泵被认为是世界上开拓利用能源最好的设备之一，是继锅炉、燃气热水器、电热水器和太阳能热水器之后的新一代热水制取设备。在全球能源供应日趋紧张的形势下，空气源热泵热水机凭借其高效节能、环保、安全、舒适、安装便捷等诸多优势，在市场上迅速得到消费者的认可，并发展成为一个节能环保的新兴产业。

随着时代的发展，现代化的居住方式逐渐取代传统的居住方式。新疆的哈萨克毡房是千百年来哈萨克游牧民族居住建筑，具有悠久的历史和民族文化，是游牧民族沿用至今的居住方式。为了保留具有民族传统文化代表性的民居毡房，对原有毡房进行现代化改造，更适用于游牧民族居住，并且能够在旅游景区使用，大力带动新疆地区的旅游业发展。由此设计出结合新疆地区实际，利用先进科技前沿技术的新疆地区哈萨克毡房空气源热泵相变恒温系统。

本发明将毛毡与相变材料相结合达到白天能够小范围调温，维持人们舒适生活的温度环境；夜晚利用空气源热泵对毡房底部管道中的工质进行加热提供夜间供暖。改变传统毡房供暖方式避免夜间毡房取暖燃料燃烧存在的安全隐患和燃烧后烟气的排放和室内滞留废气对人体的危害，实现节能减排。

技术实现要素：

本发明设计出一种适用于新疆地区哈萨克毡房空气源热泵相变恒温系统。

具体技术方案如下：一种新疆地区哈萨克毡房空气源热泵相变恒温系统，包括毡房整体、相变调温毛毡和底部供暖系统，所述毡房整体包括毛毡、房杆、穹顶、栅栏、门框、榻榻米组成；所述毛毡为毛纺织物品；所述房杆、穹顶、栅栏、门框、榻榻米均由红柳木制作搭建；所述相变调温毛毡是在原有毛毡基础上，利用相变微胶囊技术以正十八烷为芯材，三聚氰胺-甲醛-尿素树脂为壁材制作的相变微胶囊，涂敷到毛毡的夹层中。

所述底部供暖系统具体由空气源热泵和底部辐射供热管道构成，底部供暖系统由空气源热泵在空气中吸收热能，经压缩机将低温位热能提升为高温位热能，加热系统循环工质，并以地面辐射供暖的方式对毡房内部提供热量。

本发明的工作原理为：在白天，铺设在毡房表面的相变调温毛毡具有小范围的调温能力，维持白天毡房内部动态恒温；在夜间，启动空气源热泵为底部辐射供热管道内的工质提供热源，加热后的工质经循环泵提供动力在底部辐射供热管道流动，高温工质流经置于毡房生活区的底部辐射供热管道提供夜间供暖。其供暖包括毡房冷热负荷计算，毡房热负荷计算包括：毡房维护结构的基本热耗量计算q1＝αfk(tn-twn)，冷风渗透热耗量q2＝0.28vρwcp(tn-twn)、v＝ln·l·n；毡房冷负荷计算包括：灯光照明引起的冷负荷cl＝qd·fd、人体显热散热形成的冷负荷人体潜热引起的冷负荷以高3m，建筑面积为28.26m²，供热面积17m²为例，夜间连续工作8个小时，其需要地板辐射放热量为1052.83w，总的放热量为30321.5kj，需要1.04kg标准煤供暖，其空气源热泵能够满足供暖要求。

本发明与现有技术相比的优点是：利用发明供暖技术与新疆传统民居相结合，避免夜间毡房取暖燃料燃烧存在的安全隐患和燃烧后烟气的排放，既保留了传统毡房结构，又提供了舒适的生活住宿环境。本发明利用可在生能源，间接使用少量的电能，其目的贴合节能减排。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明底部辐射供热管道布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详述。

如图1所示，一种新疆地区哈萨克毡房空气源热泵相变恒温系统，包括空气源热泵1、热水管出5、冷水管入7、循环泵8、底部辐射供热管道9、榻榻米10、毡房11；空气源热泵1包括：蒸发器2、压缩机3、冷凝器4、膨胀阀6。

如图2所示，所述底部辐射供热管道9排布方式，对其传统排布方式平行式排布进行改良，改良后的盘管排布远离门框靠近毡房内部居住区域，以保证夜间供暖集中。

本发明的工作原理为：在白天，铺设在毡房11表面的相变调温毛毡具有小范围的调温能力，维持白天毡房内部动态恒温；在夜间，启动空气源热泵1，空气源热泵1中蒸发器2在空气中吸收热能以蒸发传热工质，工质蒸汽经压缩机3压缩后压力和温度上升，高温蒸汽通过特制环形管冷凝器4冷凝成液体时，释放出的热量传递底部辐射供热管道9内的工质，加热后的工质经循环泵8提供动力在底部辐射供热管道9内流动，高温工质流经置于毡房生活区的底部辐射供热管道9提供夜间供暖。冷凝后的传热工质通过膨胀阀6返回到蒸发器2。

值得说明的是底部辐射供热管道9位于毡房底部榻榻米10下，不改变传统毡房建筑结构。相变调温毛毡利用传统毛毡现代化改造不影响传统毡房建筑结构。空气源热泵1占地面积小，方便携带，不影响传统毡房建筑结构。空气源热泵1利用少量的电能提供大量持续稳定的热源。

以上所述仅为本发明的基本特征，主要工作原理，工作流程，本发明不受上述实施例的限制。在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种新疆地区哈萨克毡房空气源热泵相变恒温系统，包括毡房整体、相变调温毛毡和底部供暖系统，所述毡房整体包括毛毡、房杆、穹顶、栅栏、门框、榻榻米组成，由红柳木制作搭建；所述相变调温毛毡是在原有毛毡基础上，利用相变微胶囊技术以正十八烷为芯材，三聚氰胺‑甲醛‑尿素树脂为壁材制作的相变微胶囊，涂敷到毛毡的夹层中；所述相变微胶囊技术为相变微胶囊的芯材为相变材料；所述底部供暖系统由空气源热泵和底部辐射供热管道构成。本发明解决了新疆地区早晚温差大，室内环境温度夜间较低，居住不舒适的问题，并且达到节能减排目的。

技术研发人员：代元军;刘锡林;周林元
受保护的技术使用者：新疆工程学院
技术研发日：2017.08.16
技术公布日：2019.03.01