CN105605650A - 太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置属于太阳能利用领域，由集热器、跟踪器、水箱、储热室、地暖盘管、管路、电磁阀、泵及温感探头组成，并联的集热器单元左侧管路通过电磁阀与地下储热室的储热盘管、右侧管路连通，左侧管路另通过电磁阀、自吸排空泵与水箱底部连通，通过电磁阀、高温高压泵与水箱中下部连通；右侧管路通过电磁阀与水箱上端面连通。水箱底部与管道阀、水处理器、自来水管顺序连通。水箱下部与循环泵、电磁阀、地暖盘管、水箱中下部顺序连通。水箱上装设有液位感应器和水箱温度感应器，在地暖盘管、集热器和储热盘管上分别装设有温感探头。本装置可取代传统的燃煤锅炉用于冬季采暖，节能环保。
Description
技术领域
本发明的太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置属于太阳能利用领域，尤其涉及一种太阳能采暖装置。
背景技术
太阳能提供的80℃以下的低温热能已广泛用于家庭、宾馆、学校、饭店、养殖、食品、农业等民用或商用领域，拥有千亿级市场规模；80℃-250℃的中温热能主要应用于采暖、空调、纺织、印染、造纸、橡胶、海水淡化等生活和工业领域，应用市场将达万亿级规模；而250℃以上的热发电为主的高温应用市场，将达数万亿级规模。当今人们仅在太阳能低温应用领域开发了供热温度在60°C--80°C的平板热水器、太阳能真空管热水器等低端产品，其光热转换效率仅定为30％-50％，仅适用于每天一次、短时的洗浴供热，若作为连续的工业装备的供热则勉为其难。实践证明，太阳能接收备在三维跟踪状态下所获得的能量，是无跟踪模式的2.2倍。目前，集热器即“折射式大阳能汇聚装置”，已获得发明专利，专利号：200810071667.5，其是平板太阳能集热器和真空管集热器的结合，用折射聚光的方式获得高温和高效率，在焦宽比为1：10的聚光集热器使用中，可产生250℃以上的过热蒸汽。该集热器不但能保持“高吸收比”和“低发射比”的热力学性能，还同时解决了系统的承压和高温介质的密封及自循环问题，成功避开了昂贵的导热油循环方式，还可用地球上最廉价易得的液体“水”产生的过热蒸汽，进行无动力高温自动循环，使得系统运行更加可靠、易于控制，造价更加低廉。由集热器为热源的太阳能蒸汽锅炉模块在试用中经受考验，能轻易获得压力8公斤/平方厘米以上的饱和蒸汽和超过250°C的过热蒸汽。配合集热器使用的跟踪器即“旋转俯仰式太阳跟踪器”也已获得发明专利，专利号200910112001.4。其定位准确，跟踪精度高，运行稳定，承载能力强，能用于较重的光热采集设备和单片面积大至数百平方米的光伏采集设备的跟踪运行。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于折射式大阳能汇聚装置和旋转俯仰式太阳跟踪器的，操控便捷，效果明显的太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置。
本发明的目的是这样实现的；太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置由集热器、跟踪器、水箱、储热室、地暖盘管、管路、电磁阀、泵及温感探头组成，并联的集热器单元左侧管路通过电磁阀与地下储热室的储热盘管连通，盘管在砂石中穿过，另一端与集热器右侧管路连通，左侧管路另通过电磁阀、自吸排空泵与水箱底部连通，通过电磁阀、高温高压泵与水箱中下部连通；右侧管路通过电磁阀与水箱上端面连通，另通过单向阀与大气连通。水箱底部连通装设有排污阀，水箱底部另与管道阀、水处理器、自来水管顺序连通。水箱下部与循环泵、电磁阀、地暖盘管、水箱中下部顺序连通。水箱上装设有液位感应器和水箱温度感应器，在地暖盘管、集热器和储热盘管上分别装设有温感探头。在电控柜内装设有控制模块，其与各温感探头、液位感应器、水箱温度感应器、各电磁阀、循环泵、高温高压泵、自吸排空泵电连接。
由于实行上述技术方案，就使得本发明可在北方寒冷地区取代传统的燃煤锅炉，用于冬季采暖，节约能源，保护环境。
附图说明：本发明的具体结构由以下的附图和实施例给出：
图1是太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置结构示意图；
图2是太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置电路图。
图例：3、管路，7、排污阀，8、单向阀，10、高温高压泵，11、备用泵，12、自吸排空泵，13、循环泵，14、地暖盘管温感探头，15、储热盘管温感探头，16、集热器温感探头，17、水箱温度感应器，18、液位感应器，19、电控柜，20、水箱，21、集热器，22、电加热管，23、储热盘管，24、外保温层，25、地暖盘管，26、线缆管，27、管道泵，28、水处理器，29、压力表,30、砂石料。C1、N1、E2、F2、D3、G3、J4、H5、I5、B6、L9、M30均为电磁阀。
具体实施方式：本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
实施例：如图1、2所示，太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置由集热器21、跟踪器、水箱20、储热室、地暖盘管25、管路3、电磁阀、泵及温感探头组成，并联的集热器21单元左侧管路3通过电磁阀N1、M30、G3、F2与地下储热室的储热盘管23连通，储热盘管23在砂石料30中穿过，另一端与集热器21右侧管路3连通，左侧管路3另通过电磁阀J4、自吸排空泵12与水箱底部连通，还通过电磁阀H5、高温高压泵10与水箱20中下部连通；右侧管路3通过电磁阀B6与水箱20上端面连通，另通过单向阀8与大气连通。水箱20底部连通装设有排污阀7，水箱20底部另与管道阀27、水处理器28、自来水管顺序连通。水箱20下部与循环泵13、电磁阀L9、地暖盘管25、水箱21中下部顺序连通。水箱21上装设有液位感应器18和水箱温度感应器17，在地暖盘管25、集热器21和储热盘管23上分别装设有地暖盘管温感探头14、集热器温感探头16、储热盘管温感探头15。在电控柜19内装设有控制模块，其与各温感探头14、16、15，液位感应器18，水箱温度感应器17，各电磁阀、循环泵13、高温高压泵10、自吸排空泵12电连接。
工作过程：自来水经软水处理器28过滤处理后，经管道泵27泵至水箱20，当液位感应器18感应到设定的上限水位后，控制柜19关闭管道泵27，停止对水箱20加水。
每年4月16日------10月14日停暖期间，电磁阀3、9和循环泵13、地暖盘管感温探头14均不工作，电磁阀D3、G3处于关闭状态。
集热器感温探头16感应到太阳能集热器21的温度＞40℃时，控制柜19开启电磁阀C1、N1、H5、高温高压泵10，开始向太阳能集热器21内注水，当压力表29水压达到0.8Mpa时，表示水已注满，控制柜19关闭高温高压泵10和电磁阀H5，停止注水，太阳能集热器21内的水体开始升温升压。当集热器感温探头16感应到太阳能集热器的温度＞500℃时，控制柜19同时开启电磁阀E2、F2，太阳能集热器21内的高温水经水管3、不锈钢储热盘管23，将高温传导给包裹在管道外的砂石料30；当温度感应器16感应到太阳能集热器的温度＜500℃时，控制柜19同时关闭电磁阀E2、F2，直至太阳能集热器的温度再次＞500℃时，控制柜19同时开启电磁阀E2、F2，如此往复循环，使砂石料30逐渐升温。
当储热盘管温度感应器15感应到砂石料30的温度达到480℃或设定的温度时，控制柜19关闭管道泵27、高温高压泵10、电磁阀F2和E2，打开电磁阀B6。
每年10月15日—4月15日供暖期间，水箱20在满水状态下，水箱温度感应器17感应到水温为80℃时，控制柜19打开循环泵13、电磁阀L9，向地暖盘管25注水。当地暖盘管温度感应器14感应到地暖盘管25温度≥22℃或设定温度时，控制柜19关闭循环泵13和电磁阀L9。当室温≤22℃或设定温度时，控制柜19再次关闭循环泵13和电磁阀L9，如此往复循环。
如果水箱温度感应器17感应到热水箱20的水温＜55℃时，控制柜19开启高温高压泵10和电磁阀H5。如果温度感应器16感应到太阳能集热器21的温度＞35℃时，控制柜19开启电磁阀C1、N1，开始向太阳能集热器21注水，当压力表29水压≥0.8Mpa时，表示水已注满。当温度感应器16感应到太阳能集热器21的温度≥80℃时，控制柜19开启电磁阀B6，此时太阳能集热器21内的热水经管路3送至水箱20，当箱内水温＜80℃时，控制柜19同时启动高温高压泵10和电磁阀H5，当温度感应器16感应到太阳能集热器21的温度≥80℃时，控制柜19开启电磁阀B6，如此往复循环。
当日落后或温度感应器16感应到太阳能集热器21的温度≤30℃且连续20分钟不再升温时，控制柜19开启电磁阀J4、吸排空泵12，将太阳能集热器21内的热水泵至水箱20内，此时单向阀A8由于被内吸，机械性单向打开，空气经管路6进入太阳能集热器21，使其腔内水体排空，防止冻裂管路。
如果连续阴雨、下雪天，当水箱20内的水温＜55℃时，控制柜19同时开启高温高压泵10、电磁阀H5、D3、G3、B6，将水箱20内的热水经管路3注入储热盘管23，储热盘管23内的水之前由于砂石料30的烘烤传热，其水温＞55℃，从水箱20下部流出的水温＜55℃的水，即会流经储热盘管23时，水温得以提升，升温后的水经高温高压泵10泵送，经电磁阀D3、B6，自水箱20的上部流入，再自水箱20的下部流入地暖盘管25。
当水箱20内水温≥80℃时，控制柜19同时关闭高温高压泵10、电磁阀H5、D3、G3、B6，如此往复循环。
当储热盘管温感探头15测到储热盘管温度＜150℃时，控制柜19开启电加热管22，对砂石料30加温；待其温度≥200℃时控制柜19关闭电加热管22。因耗电较大，一般在晚间用电低谷时进行。
电磁阀I5是电磁阀H5的备用阀，电磁阀G3是电磁阀F2的备用阀。
WRN-130型高温探头热电偶感温头感温探头16、TT-K-24型热电偶K型感温探头14、探针式K型探头感温探头15、液位感应器18、ZIPC型电磁阀C1、N1、E2、F2、D3、G3、J4、H5、I5、B6、L9、M30，高温高压泵10、ISWH型卧式管道泵27、循环泵13、自吸排空泵12、排污阀7、单向阀8均为商业采购。
Claims (3)
1.一种太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置，由集热器、跟踪器、水箱、储热室、地暖盘管、管路、电磁阀、泵及温感探头组成，其特征在于：并联的集热器单元左侧管路通过电磁阀与地下储热室的储热盘管连通，盘管在砂石中穿过，另一端与集热器右侧管路连通，左侧管路另通过电磁阀、自吸排空泵与水箱底部连通，通过电磁阀、高温高压泵与水箱中下部连通；右侧管路通过电磁阀与水箱上端面连通，水箱底部另与管道阀、水处理器、自来水管顺序连通，水箱下部与循环泵、电磁阀、地暖盘管、水箱中下部顺序连通，水箱上装设有液位感应器和水箱温度感应器，在地暖盘管、集热器和储热盘管上分别装设有温感探头，在电控柜内装设有控制模块，其与各温感探头、液位感应器、水箱温度感应器、各电磁阀、循环泵、高温高压泵、自吸排空泵电连接。
2.如权利要求1所述的太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置，其特征在于：右侧管路另通过单向阀与大气连通。
3.如权利要求1所述的太阳能大容量跨季节储热与冬季供暖装置，其特征在于：水箱底部连通装设有排污阀。
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