CN107883593A - 蓄能池及蓄能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种蓄能池及蓄能系统，涉及蓄能设备的技术领域，蓄能池包括蓄能池本体、换热管以及蓄能工质；换热管和蓄能工质均设置在蓄能池本体内部；换热管用于与太阳能集热板的连接管路连通。太阳能集热板将吸收到的太阳辐射能量转化为热能传递给换热管，换热管再将热量传递给蓄能工质储存起来。在晴天的情况下，太阳能集热板持续吸收辐射转化为热能，蓄能工质持续吸收热量，并将部分热量传递给供暖装置；到了夜晚或者阴雨天时，蓄能工质将储存下来的热量传递给供暖装置，以令蓄能池到达持续供暖的效果。由上可知，由于蓄能工质能够储存白天吸收的能量，在夜晚或者阴雨天的情况下，释放给供暖装置，从而能够持续提供热量，持续供暖。

Description

蓄能池及蓄能系统
技术领域
本发明涉及蓄能设备技术领域，尤其是涉及一种蓄能池及蓄能系统。
背景技术
太阳能供暖是一种利用太阳能集热板收集太阳辐射并转化为热能供暖的技术。太阳能供暖系统是为了响应国家节能减排、发展低碳经济的号召，保护我们大家共同的家园。在相应国家号召的前提下，不断的实践摸索，总结出一套真正符合中国的太阳能供暖系统，在性能和结构上都做了大量的优化。是绿色可持续发展能源之一。
太阳能供暖一般由太阳能集热板、储热水箱、连接管路、散热部件等组成。在使用过程中，太阳能集热板收集太阳辐射并转化成热能，以液体作为传热介质，以水作为储热介质，热量经由散热部件送至室内进行供暖。
但是，在夜晚或者阴雨天的情况下，由于太阳能集热板无法收集到太阳辐射，无法产生热量，从而无法持续供暖。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蓄能池及蓄能系统，以改善了现有技术中存在的在夜晚或者阴雨天的情况下，由于太阳能集热板无法收集到太阳辐射，无法产生热量，从而无法持续供暖的技术问题。
本发明提供的蓄能池，包括蓄能池本体、换热管以及蓄能工质；换热管和蓄能工质均设置在蓄能池本体内部；换热管用于与太阳能集热板的连接管路连通。
进一步的，换热管为换热盘管；换热盘管呈圆柱状。
进一步的，换热管为多个。
进一步的，还包括分集水器；蓄能池本体包括第一子池和第二子池；第一子池和第二子池固定连接；换热管与蓄能工质均设置在第一子池的内部；分集水器设置在第二子池的内部，且分集水器与多个换热管连通。
进一步的，换热管的材质为耐热聚乙烯。
进一步的，多个换热管依次间隔设置；多个换热管均垂直于第一子池的底面设置。
进一步的，第一子池包括防腐层；防腐层与蓄能工质接触。
进一步的，第一子池还包括防水层；防水层设置在防腐层远离蓄能工质的一面。
进一步的，第一子池还包括保温层；保温层、防水层以及防腐层由外至内依次设置。
进一步的，本发明还提供了一种蓄能系统，蓄能系统包括太阳能集热板及蓄能池；太阳能集热板的连接管路与换热管连通。
本发明提供的蓄能池，包括蓄能池本体、换热管以及蓄能工质；换热管和蓄能工质均设置在蓄能池本体内部；换热管用于与太阳能集热板的连接管路连通。在使用过程中，太阳能集热板将吸收到的太阳辐射能量转化为热能传递给换热管，换热管再将热量传递给蓄能工质储存起来。在晴天的情况下，太阳能集热板持续吸收辐射转化为热能，蓄能工质持续吸收热量，并将部分热量传递给供暖装置；到了夜晚或者阴雨天时，蓄能工质将储存下来的热量传递给供暖装置，以令蓄能池到达持续供暖的效果。
由上可知，由于蓄能工质能够储存白天吸收的能量，在夜晚或者阴雨天的情况下，释放给供暖装置，从而能够持续提供热量，持续供暖。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的蓄能池的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的蓄能系统的结构示意图；
图3为图1所示的蓄能池的俯视图；
图4为图1所示的蓄能池本体侧壁的剖视图。
图标：1-蓄能池本体；2-换热管；3-蓄能工质；4-太阳能集热板；5-分集水器；6-防腐层；7-防水层；8-保温层；9-防潮层；10-围护层；11-供暖装置；12-隔板；51-分水器；52-集水器；101-第一子池；102-第二子池。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例提供的蓄能池的结构示意图；图2为本发明实施例提供的蓄能系统的结构示意图；如图1和图2所示，本实施例提供的蓄能池，包括蓄能池本体1、换热管2以及蓄能工质3；换热管2和蓄能工质3均设置在蓄能池本体1内部；换热管2用于与太阳能集热板4的连接管路连通。
其中，蓄能工质3能够储蓄热量，利用物理性质比热容大的特点。升高以实现蓄能或者取能的工作。
进一步的，蓄能工质3的材质可以为多种，例如：水，水与盐的混合物，水与缓蚀剂的混合物等等。
进一步的，蓄能池本体1的形状可以为多种，例如：长方体、球状或者圆柱等等。
进一步的，换热管2的种类可以为多种，例如：翅片管、螺纹管以及螺旋槽管等等。
进一步的，换热管2的材质可以为多种，例如：碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜、铜镍合金、铝合金、钛等。此外还有一些非金属材料，如石墨、陶瓷、聚四氟乙烯等。设计时应该根据工作压力、温度和介质腐蚀性等选用合适的材料。
进一步的，蓄能池本体1的本部可固定设置有固定件，换热管2通过固定件与蓄能池本体1固定连接，以免在移动蓄能池本体1时或者液体蓄能工质3流动时，改变换热管2的位置，令其与蓄能池本体1产生碰撞。
进一步的，使用者应根据预计需要出现的阴雨天和夜晚时间，设计计算出需要蓄能的提亮，从而确定蓄能池本体1、换热管2、蓄能工质3以及各介质的温度的参数。
进一步的，蓄能池换能量的计算方法为：
传递的热量为：
Q＝[π·d2·l·(tf1-tf2)]/[d2/αs1d1+(d2/2λ)ln(d2/d1)+1/αs2]
热传递系数为：K＝1/[d2/αs1d1+(d2/2λ)ln(d2/d1)+1/αs2]
其中，换热管2内外直径为d1，d2，长度为1，材料的导热系数为λ，换热管2管壁两侧的表面总换热系数各介质温度分别为αs1，αs2和tf1，tf2，以换热管2外表面为计算面积。
蓄能池本体1的蓄能量为：
Q＝C1·a·b·c·ρ1(t1-t2)η1
其中，蓄能池本体1内部的长宽高分别为a，b，c，有效容积率为η1，比热容为C1，密度为ρ1，蓄能池本体1蓄能完成后的温度为t1，释能完成后t2。
本实施例提供的蓄能池，包括蓄能池本体1、换热管2以及蓄能工质3；换热管2和蓄能工质3均设置在蓄能池本体1内部；换热管2用于与太阳能集热板4的连接管路连通。在使用过程中，太阳能集热板4将吸收到的太阳辐射能量转化为热能传递给换热管2，换热管2再将热量传递给蓄能工质3储存起来。在晴天的情况下，太阳能集热板4持续吸收辐射转化为热能，蓄能工质3持续吸收热量，并将部分热量传递给供暖装置11；到了夜晚或者阴雨天时，蓄能工质3将储存下来的热量传递给供暖装置11，以令蓄能池到达持续供暖的效果。
由上可知，由于蓄能工质3能够储存白天吸收的能量，在夜晚或者阴雨天的情况下，释放给供暖装置11，从而能够持续提供热量，持续供暖。
如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步的，换热管2为换热盘管；换热盘管呈圆柱状。
其中，换热盘管可以呈S形弯曲，或者呈弹簧状圆环形弯曲。较佳地，换热盘管呈弹簧状圆环形弯曲。
本实施例中，换热管2为换热盘管，换热盘管呈圆柱状。在使用过程中，换热盘管的能够增大换热面积。另外，圆柱状的排布更加合理，易于排气排污，蓄能和释能的时间短，提高了装置的效率。
如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步的，换热管2为多个。
其中，多个换热管2的排布方式可以为多种，例如：多个换热管2集中在蓄能池本体1的中部，或者边沿处；又如：多个换热管2呈环形排布等等。
本实施例中，换热管2为多个，多个的设置能够增大换热的面积。
图3为图1所示的蓄能池的俯视图；如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步的，还包括分集水器5；蓄能池本体1包括第一子池101和第二子池102；第一子池101和第二子池102固定连接；换热管2与蓄能工质3均设置在第一子池101的内部；分集水器5设置在第二子池102的内部，且分集水器5与多个换热管2连通。
其中，第一子池101和第二子池102之间可设置有隔板12，隔板12将第一子池101和第二子池102分隔开；隔板12上应设置有穿设换热管2的进水管道和出水管道的通孔。
进一步的，第一子池101和第二子池102可以左右设置或者上下设置。
进一步的，换热管2的进水管道和出水管道上应设置有阀门。在使用过程中，阀门能够控制进水管道和出水管道的连通和断开。
进一步的，分集水器5应包括分水器51和集水器52。分水器51应设置在换热管2的进水管道上，在使用过程中，液体从太阳能集热板4的连接管路中流至分水器51时，分水器51将水流分配给多个换热管2的进水管道，以令水流至多个换热管2中；集水器52应设置在换热管2的出水管道上，在使用过程中，液体从多个换热管2的出水管道中流至集水器52时，集水器52将水流汇合在一起流出。
本实施例中，在使用过程中分集水器5能够在进水时将水分散给多个换热管2，在出水时将水汇总到一起流出。分集水器5的设置能够减少管道的设置，降低成本。另外，由于蓄能作用集中在第一子池101中，只需在第一子池101内部设置蓄能工质3，这样能够降低成本。分集水器5设置在第二子池102的内部，在检修时，使用者只需打开第二子池102，无需打开第一子池101，以免损伤换热管2。检修维护方便，分区科学合理。
在上述实施例的基础上，进一步的，换热管2的材质为耐热聚乙烯。
其中，耐热聚乙烯具有热熔连接，卫生、无毒、耐高低温、柔性好、易施工的优点，并且耐腐蚀，寿命较长。
本实施例中，耐热聚乙烯的自身性能能够提高装置的使用寿命，并且安装方便，较为环保。
如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步的，多个换热管2依次间隔设置；多个换热管2均垂直于第一子池101的底面设置。
本实施例中，多个换热管2竖直依次间隔排列，这种设置能够令空间利用的更加合理，增大了换热的面积。
图4为图1所示的蓄能池本体侧壁的剖视图；如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步的，第一子池101包括防腐层6；防腐层6与蓄能工质3接触。
其中，防腐层6的材料可以为多种，例如：环氧树脂复合材料涂料、陶瓷填充涂层、酚醛环氧涂料或者高分子复合材料等等。
本实施例中，防腐层6的设置能够防止第一子池101被其内部的蓄能工质3腐蚀，防腐层6能够提高蓄能池本体1的使用寿命。
如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步的，第一子池101还包括防水层7；防水层7设置在防腐层6远离蓄能工质3的一面。
本实施例中，在使用过程中，防水层7能够防止第一子池101内部的蓄能工质3渗透到第一子池101的外部，保存内部的热量，降低了蓄能池本体1的使用成本。
如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步的，第一子池101还包括保温层8；保温层8、防水层7以及防腐层6由外至内依次设置。
进一步的，第一子池101还可以包括围护层10。围护层10可以选用硬度较高的板材或者水泥。在使用过程中，围护层10能够防止由于外力的碰撞造成第一子池101的损伤，这样能够延长装置的使用寿命。
进一步的，第一子池101的外壁上可设置有防潮层9。在使用过程中，当蓄能池本体1位于土壤或者其它潮湿的位置时，防潮层9能够防止外部的潮气侵入腐蚀第一子池101，这样能够延长装置的使用寿命。
进一步的，第二子池102的外壁上也可设置有防潮层9。
本实施例中，保温层8能够保存第一子池101内部的蓄能工质3的热量，防止热量传递到第一子池101的外部，保存能量，降低了蓄能池本体1的使用成本。
如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，本发明实施例还提供了一种蓄能系统，蓄能系统包括太阳能集热板4及蓄能池；太阳能集热板4的连接管路与换热管2连通。
本实施例中，能系统包括太阳能集热板4及蓄能池，太阳能集热板4的连接管路与换热管2连通。蓄能池包括蓄能池本体1、换热管2以及蓄能工质3；换热管2和蓄能工质3均设置在蓄能池本体1内部；换热管2用于与太阳能集热板4的连接管路连通。在使用过程中，太阳能集热板4将吸收到的太阳辐射能量转化为热能传递给换热管2，换热管2再将热量传递给蓄能工质3储存起来。在晴天的情况下，太阳能集热板4持续吸收辐射转化为热能，蓄能工质3持续吸收热量，并将部分热量传递给供暖装置11；到了夜晚或者阴雨天时，蓄能工质3将储存下来的热量传递给供暖装置11，以令蓄能池到达持续供暖的效果。
由上可知，由于蓄能工质3能够储存白天吸收的能量，在夜晚或者阴雨天的情况下，释放给供暖装置11，从而能够持续提供热量，持续供暖。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种蓄能池，其特征在于，包括：蓄能池本体、换热管以及蓄能工质；
所述换热管和所述蓄能工质均设置在所述蓄能池本体内部；所述换热管用于与太阳能集热板的连接管路连通。
2.根据权利要求1所述的蓄能池，其特征在于，所述换热管为换热盘管；
所述换热盘管呈圆柱状。
3.根据权利要求1所述的蓄能池，其特征在于，所述换热管为多个。
4.根据权利要求3所述的蓄能池，其特征在于，还包括分集水器；
所述蓄能池本体包括第一子池和第二子池；所述第一子池和所述第二子池固定连接；所述换热管与所述蓄能工质均设置在所述第一子池的内部；
所述分集水器设置在所述第二子池的内部，且所述分集水器与多个所述换热管连通。
5.根据权利要求1所述的蓄能池，其特征在于，所述换热管的材质为耐热聚乙烯。
6.根据权利要求3所述的蓄能池，其特征在于，多个所述换热管依次间隔设置；
多个所述换热管均垂直于所述第一子池的底面设置。
7.根据权利要求4所述的蓄能池，其特征在于，所述第一子池包括防腐层；
所述防腐层与所述蓄能工质接触。
8.根据权利要求7所述的蓄能池，其特征在于，所述第一子池还包括防水层；
所述防水层设置在所述防腐层远离所述蓄能工质的一面。
9.根据权利要求8所述的蓄能池，其特征在于，所述第一子池还包括保温层；
所述保温层、所述防水层以及所述防腐层由外至内依次设置。
10.一种蓄能系统，其特征在于，包括太阳能集热板及如权利要求1-9任一项所述的蓄能池；
所述太阳能集热板的连接管路与所述换热管连通。
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