[发明专利]一种被动式热管传热相变材料蓄能的供暖空调系统

说明书

本发明公开了一种被动式热管传热相变材料蓄能的供暖空调系统，包括热管和有机相变材料，所述热管一端置于有机相变材料中，另一端埋在土壤中，所述机相变材料设置在楼板内。本发明采用热管对地下能量进行转换，使用有机相变材料蓄能，而后将其释放到房间内部。具有初投资少，运行费用低等优势，适用于农村等分散式建筑地区，满足人们在不同环境温度下对冷热的需求。

技术领域

本发明属于被动供暖空调和相变材料蓄能技术领域，特别涉及一种被动式热管传热相变材料蓄能的供暖空调系统。

背景技术

传统主动式供暖空调系统集换热效率高、系统热量变化波动小，可在满足用户侧热需求同时，提供较高的舒适度。但其投资大，运行费用高，运行管理困难，系统复杂等问题突出。而被动式供暖空调系统，如集热蓄热墙被动太阳能采暖系统等，与主动式系统相比，其结构简单，造价低，运行维护方便，但其换热效率较低、热源稳定性差问题限制了其大规模推广应用。

地热能是一种储量丰富、稳定可靠的零碳、清洁能源。具有可循环再生、分布广泛、埋藏较浅、可就近开发利用等特点，作为化石能源的替代资源，一般通过地源热泵技术进行开发利用，能够有效减少二氧化碳和污染物排放。我国地热能储量总值位于全球首位，利用地热能于供暖空调中是很好的解决手段，但传统的供暖空调系统都为主动式，一般规模较大，初投资较高。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种被动式热管传热相变材料蓄能的供暖空调系统，采用热管对地下能量进行转换，使用有机相变材料蓄能，而后将其释放到房间内部。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种被动式热管传热相变材料蓄能的供暖空调系统，包括热管1和有机相变材料3，所述机相变材料3设置在楼板2内，所述热管1由竖直部分和连接在竖直部分顶端的水平部分组成，其中水平部分置于有机相变材料3中，竖直部分的底端埋在土壤4中。

所述热管1分为热管1-1与热管1-2，所述热管1-1与热管1-2交替布置，冬夏季分别运行，热管1-1用于冬季供暖，热管1-2用于夏季供冷，冬季室内温度低于土壤温度，土壤内的热管1-1的蒸发端1-c吸热，将热量传递至室内，此时热管1-2因蒸发端1-c置于室内，室内温度低于蒸发温度，因而不进行热量交换，夏季室内温度高于土壤温度，室内的热管1-2的蒸发端1-c吸热，将热量传递至土壤，此时热管1-1因蒸发端1-c置于土壤中，土壤温度低于蒸发温度，因而不进行热量交换。

所述热管1-1包括热管蒸发端1-c、热管冷凝端1-a和位于热管蒸发端1-c、热管冷凝端1-a之间的热管绝热段1-b，所述热管冷凝端1-a置于有机相变材料3中，有机相变材料3置于楼板2内，超出楼板部分下弯至土壤中，为绝热段1-b，地下热管的末端为蒸发端1-c。

所述热管1-2包括热管蒸发端1-c、热管冷凝端1-a和位于热管蒸发端1-c、热管冷凝端1-a之间的热管绝热段1-b，所述热管蒸发端1-c置于有机相变材料3中，有机相变材料3置于楼板2内，超出楼板部分下弯至土壤中，为绝热段1-b，地下热管的末端为冷凝端1-a。所述的热管1选用管径30mm热管，管间距10mm，热管1数量随室内负荷大小改变；热管传递的为浅层地热能，埋地深度约为地下50m。

所述的有机相变材料3选用有机石蜡，采用间接结合中定形相变材料封装的方式安装。

本发明的有益效果：

1、初投资低、系统灵活性高：热管本身造价低，传热效率高，热稳定性好，相对于地源热泵、空气源热泵等分布式热源，可大范围推广至农村等分布式建筑的供能需求中；

2、系统运行费用低：传统主动式供暖空调系统，可根据室内需求具体要求负荷大小，但系统复杂，后续的运行需人为调控，运行维护费用高昂。本发明为被动式供能系统，无需运行设备，可自行进行能量储存及释放来满足室内环境需求，且热管不易损坏，热稳定性好，易更换，便于后期维护。