一种蓄热床式定向散热太阳能采暖系统的制作方法

本实用新型涉及一种采暖系统，特别是涉及一种蓄热床式定向散热太阳能采暖系统。

背景技术：

为了降低冬季供暖过程中对环境的污染，目前，北方多地均采用清洁能源进行供暖，以实现既能够减少对环境的污染，又满足人们的冬季供暖需求。

但是现有的清洁供暖设备虽然实现了对环境污染的极大降低，但是，其供暖效果并不理想，具体地，地源热泵系统的整体优化利用很低，例如室内的有效采暖面积与总面积不匹配。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是要提供一种蓄热床式定向散热太阳能采暖系统，以提高地源热泵系统的整体优化利用性能。

本实用新型的另一个目的是通过换向阀的流向切换，以实现对室内制热强度的控制。

本实用新型的再一个目的是根据具体的天气状况及室内采暖需求进行采暖自动调节。

特别地，本实用新型提供了一种蓄热床式定向散热太阳能采暖系统，包括：

地源热泵，用于为所述系统提供热能；

太阳能集热器，用于为所述系统提供热能；

定向散热板，具有定向散热面，所述定向散热面形成为室内的床板顶面，所述定向散热板仅通过所述定向散热面传热；以及

蓄热体，设置于所述定向散热板下方，用于存储所述地源热泵及所述太阳能集热器产生的热量；

其中，所述地源热泵、所述太阳能集热器及所述定向散热板通过管路及多个阀门件连接，并且所述管路中的工质在所述地源热泵、所述太阳能集热器、所述定向散热板及所述蓄热体之间流动，以使所述地源热泵、所述太阳能集热器及所述蓄热体通过所述工质交替或同时由所述定向散热板的所述定向散热面向室内散热。

进一步地，所述蓄热床式定向散热太阳能采暖系统还包括有第一循环泵及第二循环泵，所述第一循环泵与所述地源热泵串联并形成为地源热泵组件，所述第二循环泵与所述太阳能集热器串联并形成为太阳能集热器组件，所述地源热泵组件与所述太阳能集热器组件在所述管路中形成并联形式。

进一步地，所述定向散热板形成有隔热膜，所述隔热膜将所述定向散热板的所有表面包裹而仅有所述定向散热面裸露；

并且，所述定向散热板的所述定向散热面形成有散热涂层。

进一步地，所述蓄热床式定向散热太阳能采暖系统还包括有第一循环泵、第二循环泵、第三换向阀及第四换向阀；

所述地源热泵的输出端与所述第一循环泵的输入端连接，所述第一循环泵的输出端与所述第四换向阀连接，并且所述第四换向阀同时与所述定向散热板的输入端及所述蓄热体的输入端连接；所述第三换向阀同时与所述定向散热板的输出端及所述蓄热体的输出端连接，并且所述第三换向阀同时与所述地源热泵的输入端及所述第二循环泵的输入端连接，所述第二循环泵的输出端与所述太阳能集热器的输入端连接。

进一步地，所述定向散热板内形成有用于散热的第一至第四流道，所述第一至第四流道相互并行设置，所述第一至第四流道的输入端及输出端依次连通，所述第一流道的输入端形成为所述定向散热板的输入端，所述第四流道的输出端形成为所述定向散热板的输出端；

所述蓄热床式定向散热太阳能采暖系统还包括第一换向阀及第二换向阀，所述第一换向阀与所述第一循环泵的输出端、所述太阳能集热器的输出端、所述第四换向阀、所述第一流道的输出端、所述第二流道的输入端连通；所述第二换向阀同所述第三流道的输出端、所述第四流道的输入端、所述第三换向阀、所述地源热泵的输入端、所述第二循环泵的输入端连通。

进一步地，所述的蓄热床式定向散热太阳能采暖系统还包括有控制器及控制面板，所述控制器分别与所述第一至第四换向阀连接，所述控制面板与所述控制器连接，以通过对所述控制面板操作而使所述控制器控制所述第一至第四换向阀，从而可选择的使所述第一至第四流道中的两个流道或三个流道或四个流道处于连通状态。

进一步地，通过所述控制器控制所述第一至第四换向阀，而使所述第一循环泵的输出端及所述太阳能集热器的输出端仅仅同所述定向散热板的输入端连通，而所述地源热泵的输入端及所述第二循环泵的输入端仅仅同所述定向散热板的输出端连通，从而使所述第一至第四流道依次连通。

进一步地，通过所述控制器控制所述第一至第四换向阀，而使所述第一循环泵的输出端及所述太阳能集热器的输出端仅仅同所述第二流道的输入端连通，而所述地源热泵的输入端及所述第二循环泵的输入端仅仅同所述第三流道的输出端连通，从而使所述第二流道及所述第三流道相连通。

进一步地，通过所述控制器控制所述第一至第四换向阀，而使所述第一循环泵的输出端及所述太阳能集热器的输出端仅仅同所述第二流道的输入端连通，而所述地源热泵的输入端及所述第二循环泵的输入端仅仅同所述定向散热板的输出端连通，从而使所述第二流道、所述第三流道及所述第四流道依次连通。

进一步地，所述的蓄热床式定向散热太阳能采暖系统还包括：

光敏传感器，安装在所述太阳能集热器处并用于检测日光光照强度，所述光敏传感器与所述控制器连接；

第一温度传感器，安装在所述定向散热板的定向散热面处，所述第一温度传感器与所述控制器连接；

第二温度传感器，安装在所述蓄热体内，所述第二温度传感器与所述控制器连接；

其中，所述控制器与所述第一循环泵及所述第二循环泵连接。

对于本实用新型的技术效果，发明人提出“精准散热”，即，室内采暖时，不需要对整间屋子所有的地方进行采暖，只需要对人员活动较多的地方进行精准空间采暖，比如说晚上睡觉的床、白天会客的沙发、等人员活动比较密集的区域实现精准定位供暖，从而可以充分节省供暖的能耗；基于发明人的这一想法；具体地，一方面，本实用新型的发明人发现，造成有效采暖面积与总采暖面积不匹配的主要原因是，用于传热的散热机构的安装位置并不在室内人们经常活动的范围内，对此，本实用新型的发明人将定向散热板的定向散热面直接作为床板的板面，而在床板的板面上直接铺盖床垫便可以趟卧，而人体需要采暖最为主要的阶段主要是在夜间睡觉期间，这样能够充分保证人们的最基本采暖需要；另一方面，通过地源热泵和太阳能集热器的联合作用，可以以地源热泵作为主要产热机构，而太阳能集热器作为辅助产热机构，从而既可以完全满足冬季采暖的连续性和持续性要求，同时，在阳光充足的情况下，将吸收的多余热能存储在蓄热体内，以在地源热泵不能正常工作时为定向散热板提供充足热能；再一方面，通过定向散热板仅通过定向散热面传热这一特点来减少定向散热板的热能浪费，从而实现热能的充分利用，这样从以上三方面实现整个系统的整体优化利用。

进一步地，通过使用者对控制面板的控制，实现控制第一流道至第四流道中参与传热供暖的流道数量，从而实现对采暖制热温度的控制，这样从根本上控制参与供暖的流道数量，避免因为使用者对供暖温度的降低而导致不必要的热量被浪费掉。同时仅仅利用第一换向阀及第二换向阀便实现上述控制，实现了控制方式简单可靠。

进一步地，可以对控制器设定第一设定温度及第二设定温度，当第一温度传感器检测到定向散热板的定向散热面的温度低于设定温度时，控制器控制第一循环泵启动，从而使地源热泵产生热量并供暖；并且控制器设定指定光照强度，当光敏传感器检测到光照强度低于指定光照强度时，控制器使第二循环泵停止，相反地，光敏传感器检测到光照强度高于指定光照强度时，控制器使第二循环泵启动，从而实现太阳能集热器在管路中的自动产热。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

图1是所述蓄热床式定向散热太阳能采暖系统的示意图；

图2是定向散热板的一个示意性管路连接图；

图3是定向散热板的另一个示意性管路连接图；

图4是定向散热板的再一个示意性管路连接图；

图5是定向散热板的最后一个示意性管路连接图；

图6是控制器的一个连接关系图；

图7是控制器的另一个连接关系图。

具体实施方式

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。图1是所述蓄热床式定向散热太阳能采暖系统的示意图；图2是定向散热板的一个示意性管路连接图；图3是定向散热板的另一个示意性管路连接图；图4是定向散热板的再一个示意性管路连接图；图5是定向散热板的最后一个示意性管路连接图；图6是控制器的一个连接关系图；图7是控制器的另一个连接关系图。

参见图1至图7，本实施例提供了一种蓄热床式定向散热太阳能采暖系统，包括：地源热泵100、太阳能集热器200、定向散热板300以及蓄热体400。地源热泵100用于为系统提供热能；太阳能集热器200用于为系统提供热能；定向散热板300具有定向散热面301，定向散热面301形成为室内的床板顶面，定向散热板300仅通过定向散热面301传热；蓄热体400设置于定向散热板300下方，用于存储地源热泵100及太阳能集热器200产生的热量；其中，地源热泵100、太阳能集热器200及定向散热板300通过管路及多个阀门件连接，并且管路中的工质在地源热泵100、太阳能集热器200、定向散热板300及蓄热体400之间流动，以使地源热泵100、太阳能集热器200及蓄热体400通过工质交替或同时由定向散热板300的定向散热面301向室内散热。

需要说明的是，工质可以是水，以作为最为常用的传热工质。

一方面，本实用新型的发明人发现，造成有效采暖面积与总采暖面积不匹配的主要原因是，用于传热的散热机构的安装位置并不在室内人们经常活动的范围内，对此，本实用新型的发明人将定向散热板300的定向散热面301直接作为床板的板面，而在床板的板面上直接铺盖床垫便可以趟卧，而人体需要采暖最为主要的阶段主要是在夜间睡觉期间，这样能够充分保证人们的最基本采暖需要；另一方面，通过地源热泵100和太阳能集热器200的联合作用，可以以地源热泵100作为主要产热机构，而太阳能集热器200作为辅助产热机构，从而既可以完全满足冬季采暖的连续性和持续性要求，同时，在阳光充足的情况下，将吸收的多余热能存储在蓄热体400内，以在地源热泵100不能正常工作时为定向散热板300提供充足热能；再一方面，通过定向散热板300仅通过定向散热面301传热这一特点来减少定向散热板300的热能浪费，从而实现热能的充分利用，这样从以上三方面实现整个系统的整体优化利用。

参见图1，进一步地，蓄热床式定向散热太阳能采暖系统还包括有第一循环泵101及第二循环泵201，第一循环泵101与地源热泵100串联并形成为地源热泵100组件，第二循环泵201与太阳能集热器200串联并形成为太阳能集热器200组件，地源热泵100组件与太阳能集热器200组件在管路中形成并联形式。

分别配套第一循环泵101及第二循环泵201，实现管路切换后相应快速，并且分别配套相应的循环泵，可以根据地源热泵100或太阳能集热器200的不同，而配套相应驱动力的驱动泵，从而既能够满足具体使用需要，又能够避免不必要的能源浪费。

附图未示出，进一步地，定向散热板300形成有隔热膜，隔热膜将定向散热板300的所有表面包裹而仅有定向散热面301裸露；

并且，定向散热板300的定向散热面301形成有散热涂层。

需要说明的是，散热涂层可以是环保油漆，当然也可以使用其他材料替代，只要是发射率较高的物质便可以。

从而实现仅仅通过定向散热面301对室内进行散热。

需要说明的是，隔热膜可以是本领域常用的保温隔热层制成的。

参见图1，进一步地，蓄热床式定向散热太阳能采暖系统还包括有第一循环泵101、第二循环泵201、第三换向阀503及第四换向阀504；地源热泵100的输出端与第一循环泵101的输入端连接，第一循环泵101的输出端与第四换向阀504连接，并且第四换向阀504同时与定向散热板300的输入端及蓄热体400的输入端连接；第三换向阀503同时与定向散热板300的输出端及蓄热体400的输出端连接，并且第三换向阀503同时与地源热泵100的输入端及第二循环泵201的输入端连接，第二循环泵201的输出端与太阳能集热器200的输入端连接。

蓄热体400内容装有显热蓄热材料、相变蓄热材料或/和化学蓄热材料，例如显热蓄热材料可以是水，相变蓄热材料可以是醋酸钠，化学蓄热材料可以是氢氧化钠或硫化钠。

需要说明的是，在阳光充足的情况下，第一循环泵101与第二循环泵201同时工作，这样地源热泵100和太阳能集热器200产生大量热量，通过第三换向阀503及第四换向阀504通路的变换，形成为定向散热板300与蓄热体400并联的形式，从而使一部分热量经过定向散热板300为室内供暖，并使另一部分热量传输到蓄热体400中，储存起来，而在夜间或白天阳光光照不足时候，可以通过热量存储蓄热体400，从而实现将热量传递给定向散热板300，以保证在夜间或光照不足情况下对室内能够进行充足的采暖。并同时避免了多余热量的浪费。

参见图2至图5，进一步地，定向散热板300内形成有用于散热的第一至第四流道601-604，第一至第四流道601-604相互并行设置，第一至第四流道601-604的输入端及输出端依次连通，第一流道601的输入端形成为定向散热板300的输入端，第四流道604的输出端形成为定向散热板300的输出端；蓄热床式定向散热太阳能采暖系统还包括第一换向阀501及第二换向阀502，第一换向阀501与第一循环泵101的输出端、太阳能集热器200的输出端、第四换向阀504、第一流道601的输出端、第二流道602的输入端连通；第二换向阀502同第三流道603的输出端、第四流道604的输入端、第三换向阀503、地源热泵100的输入端、第二循环泵201的输入端连通。

参见图2至图5，进一步地，本实施例的蓄热床式定向散热太阳能采暖系统还包括有控制器704及控制面板705，控制器704分别与第一至第四换向阀504连接，控制面板705与控制器704连接，以通过对控制面板705操作而使控制器704控制第一至第四换向阀501-504，从而可选择的使第一至第四流道601-604中的两个流道或三个流道或四个流道处于连通状态。

可以通过使用者操作控制面板705来实现使第一至第四流道601-604中的两个流道或三个流道或四个流道处于连通状态。

参见图3，进一步地，通过控制器704控制第一至第四换向阀501-504，而使第一循环泵101的输出端及太阳能集热器200的输出端仅仅同定向散热板300的输入端连通，而地源热泵100的输入端及第二循环泵201的输入端仅仅同定向散热板300的输出端连通，从而使第一至第四流道601-604依次连通。

参见图4，进一步地，通过控制器704控制第一至第四换向阀504，而使第一循环泵101的输出端及太阳能集热器200的输出端仅仅同第二流道602的输入端连通，而地源热泵100的输入端及第二循环泵201的输入端仅仅同第三流道603的输出端连通，从而使第二流道602及第三流道603相连通。

参见图5，进一步地，通过控制器704控制第一至第四换向阀501-504，而使第一循环泵101的输出端及太阳能集热器200的输出端仅仅同第二流道602的输入端连通，而地源热泵100的输入端及第二循环泵201的输入端仅仅同定向散热板300的输出端连通，从而使第二流道602、第三流道603及第四流道604依次连通。

这样，通过使用者对控制面板705的控制，实现控制第一流道601至第四流道604中参与传热供暖的流道数量，从而实现对采暖制热温度的控制，这样从根本上控制参与供暖的流道数量，避免因为使用者对供暖温度的降低而导致不必要的热量被浪费掉。同时仅仅利用第一换向阀501及第二换向阀502便实现上述控制，实现了控制方式简单可靠。

需要说明的是，地源热泵100还可以使用空气源热泵或PTC制热模块替代。

参见图6至图7，进一步地，本实施例的蓄热床式定向散热太阳能采暖系统还包括：光敏传感器701、第一温度传感器702以及第二温度传感器703。光敏传感器701安装在太阳能集热器200处并用于检测日光光照强度，光敏传感器701与控制器704连接；第一温度传感器702安装在定向散热板300的定向散热面301处，第一温度传感器702与控制器704连接；第二温度传感器703安装在蓄热体400内，第二温度传感器703与控制器704连接；其中，控制器704与第一循环泵101及第二循环泵201连接。

可以对控制器704设定第一设定温度及第二设定温度，当第一温度传感器702检测到定向散热板300的定向散热面301的温度低于设定温度时，控制器704控制第一循环泵101启动，从而使地源热泵100产生热量并供暖；并且控制器704设定指定光照强度，当光敏传感器701检测到光照强度低于指定光照强度时，控制器704使第二循环泵201停止，相反地，光敏传感器701检测到光照强度高于指定光照强度时，控制器704使第二循环泵201启动，从而实现太阳能集热器200在管路中的自动产热。

并且，在第二温度传感器703检测到蓄热体400内温度低于第二设定温度情况下，通过控制器704控制第三换向阀503及第四换向阀504，使定向散热板300与蓄热体400形成并联布置，从而蓄热体400蓄热的自动切换；

相反地，在第二温度传感器703检测到的温度高于第二设定温度，或者，第一温度传感器702检测到的温度低于第一设定温度，并且光敏传感器701检测到的光照强度低于指定光照强度的情况下，优先为定向散热板300供热，而不为蓄热体400供热。

或者，蓄热体400配套有驱动泵，驱动泵与控制器704连接，以在第一温度传感器702检测到的温度低于第一设定温度，在第二温度传感器703检测到蓄热体400内温度高于第二设定温度情况下，控制器704通过驱动泵使蓄热体400作为热源为定向散热板300供暖。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。