CN110594850A - 一种用于供暖太阳能蓄热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于供暖太阳能蓄热系统，包括相变蓄热装置、太阳能集热装置、电辅热装置、散热装置、换热装置和用户端。本发明将相变蓄热装置、太阳能集热装置和电辅热装置联合起来组成多功能互补蓄热式供热系统，在冬季，日照充足的天气可以利用太阳能集热装置为相变蓄热装置蓄热，同时为用户端供热，极寒天气还可由电辅热装置辅助供热，当光照不足时，可由电辅热装置供暖，夜晚利用相变蓄热装置为用户端供热，当相变蓄热装置温度无法满足用户要求，启动电辅热装置，同时本系统可全年提供由太阳能集热装置加热生活热水，大幅度减少电能消耗，从而能够提高能源利用效率和设备利用率、降低能源耗损、并且适应不同天气情况或不同季节的特殊需求。
Description
技术领域
本发明属于蓄热技术领域，具体涉及一种用于供暖太阳能蓄热系统。
背景技术
受大气环流影响，我国北方地区，尤其华北，冬季大气污染物扩散条件差，极易形成重度雾霾污染天气。为此，国家在北方地区积极推进燃煤替代工作，诸如小型燃煤锅炉取缔淘汰，居民供热煤改电、煤改气等，减少燃煤带来的污染物排放。
但无论电能还是天然气，都存在较大限制。如北方地区电能主要来自燃煤发电厂，同样存在污染物排放。对于直接电加热方式，电能消耗巨大，非当前北方电网及电厂所能承受；对于空气源热泵供热方式，存在天气越冷系统供热能力越差缺陷；对于地源热泵供热方式，居民建筑存在冬季供热负荷远大于夏季制冷负荷情况，致使地埋管系统取、回热无法平衡，最终因冬季取不出足够热量供热系统瘫痪。我国天然气资源不富裕，所以天然气紧缺将是我国二三十年内长期存在的情况。
太阳能是清洁无污染能源，而且储量巨大，属于可再生能源，尤其北方地区，大部分处于太阳能较丰富区域。所以，对于北方地区淘汰小燃煤锅炉、禁止散煤炉造成的居民供热缺口，可以采用太阳能进行替代。当然，太阳能密度低，集取太阳能需要较大的集热占地。这对于采用太阳能替代城市集中供热的大型燃煤锅炉存在较大困难，但对于乡村及村镇，太阳能集热占地基本不存在困难。
太阳能是取之不尽用之不竭的可再生清洁能源，近些年，太阳能供暖装置得到了快速发展，但其存在着明显的缺点：1、只能在光照好白天正常使用， 2、阴雨雪霾等光照不足的天气时供热效果很差甚至基本为零。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于供暖太阳能蓄热系统，以解决上述背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种用于供暖太阳能蓄热系统，其结构要点在于：包括
相变蓄热装置；
太阳能集热装置，与所述的相变蓄热装置相连；
电辅热装置，与所述的相变蓄热装置相连；
散热装置，与所述的相变蓄热装置相连；
换热装置，与所述的相变蓄热装置相连；
用户端，与所述的换热装置相连，
其中，所述的相变蓄热装置为相变蓄热水箱，所述的相变蓄热水箱包括外箱板和内箱板，且外箱板和内箱板围合形成空腔，所述的空腔内设有夹层板，其中外箱板和夹层板之间为保温腔，内箱板和夹层板之间为蓄热腔，且保温腔内填充有保温材料，蓄热腔内填充有相变蓄热材料。
作为优选的，太阳能集热装置为平板型太阳能集热器、全玻璃真空管集热器、U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器中的一种。
作为优选的，电辅热装置为电阻式加热设备、电磁式加热设备和热泵中的一种或几种。
作为优选的，热泵为空气源热泵、水源热泵和地源热泵中的一种。
作为优选的，散热装置为辐射采暖地板、暖气片和风机盘管中的一种。
作为优选的，换热装置为不锈钢盘管、不锈钢蛇形管、波纹管、热管和板式换热器中的一种。
作为优选的，外箱板、内箱板和夹层板均有不锈钢或玻璃钢材料制成。
作为优选的，保温材料为聚氨酯发泡、高压聚氨酯发泡、橡塑保温、岩棉、聚苯乙烯或聚丙乙烯。
作为优选的，相变蓄热材料为低温相变蓄热材料或中温相变蓄热材料。
与现有技术相比，本发明将相变蓄热装置、太阳能集热装置和电辅热装置联合起来组成多功能互补蓄热式供热系统，在冬季，日照充足的天气可以利用太阳能集热装置为相变蓄热装置蓄热，同时为用户端供热，极寒天气还可由电辅热装置辅助供热，当光照不足时，可由电辅热装置供暖，夜晚利用相变蓄热装置为用户端供热，当相变蓄热装置温度无法满足用户要求，启动电辅热装置，同时本系统可全年提供由太阳能集热装置加热生活热水，大幅度减少电能消耗，从而能够提高能源利用效率和设备利用率、降低能源耗损、并且适应不同天气情况或不同季节的特殊需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明相变蓄热装置的结构示意图；
图中：1-相变蓄热装置，2-太阳能集热装置，3-电辅热装置，4-散热装置，5-换热装置，6-外箱板，7-内箱板，8-夹层板，9-保温腔，10-蓄热腔， 11-用户端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的解释说明，但不限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案，一种用于供暖太阳能蓄热系统，包括
相变蓄热装置1；
太阳能集热装置2，与所述的相变蓄热装置1相连；
电辅热装置3，与所述的相变蓄热装置1相连；
散热装置4，与所述的相变蓄热装置1相连；
换热装置5，与所述的相变蓄热装置1相连；
用户端11，与所述的换热装置5相连，
其中，所述的相变蓄热装置1为相变蓄热水箱，所述的相变蓄热水箱包括外箱板6和内箱板7，且外箱板6和内箱板7围合形成空腔，所述的空腔内设有夹层板8，其中外箱板6和夹层板之间8为保温腔9，内箱板7和夹层板 8之间为蓄热腔10，且保温腔9内填充有保温材料，蓄热腔10内填充有相变蓄热材料。
其中，在本实施例中，所述的太阳能集热装置2为平板型太阳能集热器、全玻璃真空管集热器、U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器中的一种。
其中，在本实施例中，所述的电辅热装置3为电阻式加热设备、电磁式加热设备和热泵中的一种或几种。
其中，在本实施例中，所述的热泵为空气源热泵、水源热泵和地源热泵中的一种。
其中，在本实施例中，所述的散热装置4为辐射采暖地板、暖气片和风机盘管中的一种。
其中，在本实施例中，所述的换热装置5为不锈钢盘管、不锈钢蛇形管、波纹管、热管和板式换热器中的一种。
其中，在本实施例中，所述的外箱板6、内箱板7和夹层板8均有不锈钢或玻璃钢材料制成。
其中，在本实施例中，所述的保温材料为聚氨酯发泡、高压聚氨酯发泡、橡塑保温、岩棉、聚苯乙烯或聚丙乙烯。
其中，在本实施例中，所述的相变蓄热材料为低温相变蓄热材料或中温相变蓄热材料。
本发明将相变蓄热装置1、太阳能集热装置2和电辅热装置3联合起来组成多功能互补蓄热式供热系统，在冬季，日照充足的天气可以利用太阳能集热装置2为相变蓄热装置1蓄热，同时为用户端11供热，极寒天气还可由电辅热装置3辅助供热，当光照不足时，可由电辅热装置3供暖，夜晚利用相变蓄热装置1为用户端11供热，当相变蓄热装置1温度无法满足用户要求，启动电辅热装置3，同时本系统可全年提供由太阳能集热装置2加热生活热水，大幅度减少电能消耗，从而能够提高能源利用效率和设备利用率、降低能源耗损、并且适应不同天气情况或不同季节的特殊需求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种用于供暖太阳能蓄热系统，其特征在于：包括
相变蓄热装置；
太阳能集热装置，与所述的相变蓄热装置相连；
电辅热装置，与所述的相变蓄热装置相连；
散热装置，与所述的相变蓄热装置相连；
换热装置，与所述的相变蓄热装置相连；
用户端，与所述的换热装置相连，
其中，所述的相变蓄热装置为相变蓄热水箱，所述的相变蓄热水箱包括外箱板和内箱板，且外箱板和内箱板围合形成空腔，所述的空腔内设有夹层板，其中外箱板和夹层板之间为保温腔，内箱板和夹层板之间为蓄热腔，且保温腔内填充有保温材料，蓄热腔内填充有相变蓄热材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于供暖太阳能蓄热系统，其特征在于：所述的太阳能集热装置为平板型太阳能集热器、全玻璃真空管集热器、U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种用于供暖太阳能蓄热系统，其特征在于：所述的电辅热装置为电阻式加热设备、电磁式加热设备和热泵中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的一种用于供暖太阳能蓄热系统，其特征在于：所述的热泵为空气源热泵、水源热泵和地源热泵中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种用于供暖太阳能蓄热系统，其特征在于：所述的散热装置为辐射采暖地板、暖气片和风机盘管中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种用于供暖太阳能蓄热系统，其特征在于：所述的换热装置为不锈钢盘管、不锈钢蛇形管、波纹管、热管和板式换热器中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种用于供暖太阳能蓄热系统，其特征在于：所述的外箱板、内箱板和夹层板均有不锈钢或玻璃钢材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种用于供暖太阳能蓄热系统，其特征在于：所述的保温材料为聚氨酯发泡、高压聚氨酯发泡、橡塑保温、岩棉、聚苯乙烯或聚丙乙烯。
9.根据权利要求1所述的一种用于供暖太阳能蓄热系统，其特征在于：所述的相变蓄热材料为低温相变蓄热材料或中温相变蓄热材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191220 |