电耦合空气源热泵地板辐射供暖系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种地板辐射供暖系统，尤其是一种综合利用空气源热栗与电热膜的节能环保供暖系统。该系统特别适用于冬季居家生活和办公场所之中，是一种综合考虑降低系统初投资，提高用电效率，维持系统低费用运行并能有效保证热用户供暖连续性与舒适性的新型节能环保供暖系统。
【背景技术】
[0002]随着经济快速增长，人们对居住环境也提出了更高的要求，随之而来是建筑能耗的日益增长，为了在满足舒适性的基础上降低建筑能耗，新能源的开发和利用显得尤为重要。在诸多建筑热栗技术之中，空气源热栗以其清洁、高效、稳定等优点，已被广泛应用于暖通空调领域，其建筑环境调节系统以大气为能源，资源丰富，不破坏环境，与人类具有良好的亲和性。冬季，空气源热栗从室外空气中提取低品位热能，通过消耗少量电能提升至高品位热能为建筑物供暖，从而实现大量清洁能源的利用。但是，空气源热栗系统向热用户提供的热量随室外空气环境参数改变而变化，因此不可避免要遇到两方面的问题:一是随着室外气温的降低而减少，压缩机吸排气压差增大，压缩机吸入的制冷剂密度减少，热栗系统内部制冷剂的循环流量减少，导致热栗循环系统向热用户提供的热量减少；二是当室外气温较低时，空气源热栗系统的室外换热器表面会结霜，故需要采取除霜措施。此外，当系统处于短暂尖峰负荷工况时，仅由空气源热栗提供热用户必需的热量势必会导致机组功率过高、初投资过大，而机组在非尖峰时期以低功率、低负荷运行，这样不利于提高系统用电效率并且有损机组寿命。
[0003]上述关于空气源热栗的两方面问题中，冬季室外机蒸发器结霜现象严重制约着机组正常供暖。结霜现象是由空气源热栗机组与室外环境相互作用导致的结果。当室外换热器表面结霜时，将会增加换热器的传热热阻；同时，随着霜层不断增厚，将会使风侧阻力增加、空气流通断面减小、通过换热器表面的空气流量减少，导致室外换热器换热效率恶化、供热量骤减、甚至发生停机现象。因此当霜层达到一定厚度时，必须采取适当的除霜措施。目前空气源热栗室外机除霜技术分为机组倒转、辅助电加热和辅助蓄热除霜等。机组倒转除霜即利用四通阀换向，将室外蒸发器变换为冷凝器来进行，工作介质在室外结霜蒸发器处放热除霜。此方法简单易实现且不用增加额外的除霜设备，但其在室内却吸热制冷，易造成室温波动，严重影响系统连续供暖，使用舒适性欠佳。而辅助电加热和辅助蓄热除霜技术都是机组外接除霜设备，额外占用可用空间，不利于设备灵活布置，且配套设备衔接工作易不稳定。
[0004]电加热板供暖系统俗称电地暖，供暖末端分电热膜、发热电缆等，现多使用聚酯真空镀铝电热膜，电热膜供热克服了传统供暖方式的各种不足:其占用空间小，热舒适性好，用户可以自行控制其运行方式，节约能源，同时没有泄露，无需维护，能够充分发挥其超薄耐用、供热量分布均匀等特性。电热膜下层铺有绝热层，可减少室内地面向下散热；其上层覆盖蓄热层，可增强室内节能保温效果。此供暖技术操作简单无污染无噪音，初投资为120?180元/m2，但其运行费用为40?60元/ (m2采暖季)在所有供热方式中最高，且能源消耗M大。
[0005]供暖末端采用毛细管网地板辐射结合空气源热栗是运用于冬季采暖的新型实用供暖系统。相对于传统散热器末端，地板辐射供暖系统具有热舒适性好、卫生条件好、经济节能、不占用建筑使用面积等优点。辐射供暖工质有水和制冷剂两种，目前很多研究都是基于水作为热媒来进行，但是低温热水地板辐射供暖系统需要使用循环水栗，而循环水栗的能耗占总能耗的40%左右，严重降低了能量利用率。相对低温热水地板辐射供暖方式而言，采用以制冷剂为媒介的地板辐射供暖，减少了循环水栗和换热器，系统管件也得到了精简，可有效降低传热环节的能量损失。空气源热栗地板辐射供暖系统初投资180?240元/m2相对较高，但运行费用为15?18元/ ( m2采暖季)远小于其他采暖系统，因此在运行过程便可收回全部初投资，经济环保。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的具体技术问题是现有空气源热栗在除霜工况下导致室内温度不稳定，影响热用户舒适性及尖峰时期难以实现供暖保障性、初投资较高；而采用电热膜运行费用较高，能源损耗的问题，进而提供一种电耦合空气源热栗地板辐射供暖系统。
[0007]本实用新型的上述问题是通过以下技术方案实现的。
[0008]—种电耦合空气源热栗地板辐射供暖系统，包括电热膜辐射层，空气源热栗及其毛细铜管网辐射层，以及控制系统；其特征在于:
[0009]在供暖地板面层上水平铺设有与辐射供暖地板面层形状相应的辐射供暖层，所述辐射供暖层是由绝热层、供暖辐射层和蓄热层构成，所述供暖辐射层是由四周同一平面铺设的电热膜辐射层与中间铺设的毛细铜管网辐射层构成；
[0010]所述电热膜辐射层的发热电阻两端直接与温度控制器电连接，并设置有温度传感器，由通讯线连接于温度控制器，通过控制耦合系统实现电热场耦合供热；
[0011]所述毛细铜管网辐射层是由毛细铜管由外到内逐个环圈敷设并联构成，毛细铜管一侧端口为进气总管，在进气总管上连通有调节阀、压力表和温度计，并通过软连接连通有热栗室外机排气口 ；毛细铜管另一侧端口为排液总管，在排液总管上依次连通有调节阀、Y形过滤器、压力表和温度计，并经软连接连通有空气源热栗室外机回液口，实现毛细铜管网辐射层耦合供热；
[0012]所述空气源热栗的室外机内将压缩机的出口与四通阀的c 口相连通，压缩机的进口与气液分离器相连通；所述气液分离器的另一端与四通阀的a 口相连通；联动风机的蒸发器一端与四通阀的d 口相连通，另一端经膨胀阀与室外机的回液口相连通，四通阀的b 口与室外机排气口相连通，实现空气源热栗与毛细铜管网辐射层连通实现耦合供热；
[0013]所述控制系统是机电一体化进行远程遥控或线控的PLC集中自动控制系统，并通过通讯线将温控器与温度传感器和电热膜控制线集为一体，实现电耦合空气源热栗地板辐射供暖系统的控制耦合供热。
[0014]进一步地，附加技术特征如下。
[0015]所述电热场耦合空气源热栗的耦合系统中空气源热栗模块的热场耦合度区间为70?100%，电热膜模块的热场耦合度区间为10?30% ;当空气源热栗模块的热场耦合度为90%，电热膜模块的热场耦合度为10%时，供暖耦合系统最佳。
[0016]所述四周铺设的电热膜辐射层与中间铺设的毛细铜管网辐射层是按1:15的比例铺设构成。
[0017]所述温度传感器是铂电阻温度传感器，位于距地板Im的墙面上设置。
[0018]所述温度控制器位于室外机内，并安装有带线控操作面板。
[0019]本发明上述一种电耦合空气源热栗地板辐射供暖系统，应用耦合效应，通过对供暖耦合系统中电热膜模块与空气源热栗模块各自处理温度感应信息的控制耦合，完成了两模块交互共享温度控制反馈信号的公共耦合平台的搭建，实现了电热场与空气源热场的热场耦合联动，使供暖耦合系统具备在设定室温下持续均匀恒温供暖的直观个性化供暖耦合功能。创新实现了控制耦合、公共耦合和热场耦合“三位一体”的立体供暖耦合模式。
[0020]与现有技术相比，所具有得优点与积极效果如下。
[0021]本地板辐射供暖系统采用毛细铜管网