CN114811700B - 一种跨季节太阳能相变蓄热系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑节能技术领域,公开了一种跨季节太阳能相变蓄热系统及其控制方法,蓄热装置换热回路分别与太阳能板蓄热回路、热水器用热回路、散热器用热回路、地暖用热回路、使用热泵循环地暖供热回路相连;太阳能板蓄热回路、热水器用热回路、散热器用热回路、地暖用热回路、使用热泵循环地暖供热回路分别与控制器相连。本发明将太阳能转化为热能,并通过与相变材料蓄能系统的结合,提高了整个装置蓄热供暖的可靠性,利用控制器和自动水阀及全封闭式热水回路,实现了全自动的集热、蓄热、供热的一体系统,操作简便,使用便利,能够将四季的太阳能用作冬季的热能,实现夏热冬用,提高资源的使用效率,降低了供暖能耗。
Description
技术领域
本发明属于建筑节能技术领域,尤其涉及一种适用于被动房的跨季节太阳能相变蓄热系统及其控制方法。
背景技术
被动式房屋不需要主动加热,它基本上是依靠被动收集来的热量来使房屋本身保持一个舒适的温度。利用太阳辐射、人体放热、室内灯光、电器散热等建筑内散热体的自由得热以及热回收新风系统,可通过很少能源投入满足建筑采暖和制冷的能源需求。
被动房采用各种节能技术来构造最佳的建筑围护结构和室内环境,极大限度地提高了建筑保温隔热性能和气密性,使建筑物对采暖和制冷需求降到最低。在此基础上,被动房还能有效利用自然通风、自然采光、太阳辐射等实现舒适的室内温湿度和采光环境,最大限度降低对主动式采暖或制冷系统的依赖。
相变蓄热是一种以相变储能材料为基础的高新储能技术。主要分为热化学储热、显热储热和相变储热。热化学储热虽然蓄热密度大,但不安全且蓄热过程不可控,严重影响其推广应用。显热储热是目前应用最广的一种储热方式,然而它的储热密度小。相比之下,相变储热的储热密度是显热储热的5~10倍甚至更高。由于具有温度恒定和蓄热密度大的优点,相变蓄热技术得到了广泛的研究,尤其适用于热量供给不连续或供给与需求不协调的工况下。相变储热系统作为解决能源供应时间与空间矛盾的有效手段,是提高能源利用率的重要途径之一。相变储热可以分为固–液相变、液–气相变和固–气相变。然而,其中只有固–液相变具有比较大的实际应用价值。蓄热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术,可用于解决热能供给与需求失配的矛盾,
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
被动房存在着供能和耗能之间的不协调,造成能量利用的不合理,导致能量供给与需求不协调的情况发生。
被动房受所处自然环境限制,实现舒适的室内温湿度和采光环境时较为依赖自然环境,在气候不稳定时会受到冲击,导致能量供给不连续。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种跨季节太阳能相变蓄热系统及其控制方法。
本发明是这样实现的,一种跨季节太阳能相变蓄热系统包括:
蓄热装置换热回路、太阳能板蓄热回路、热水器用热回路、散热器用热回路、地暖用热回路和使用热泵循环地暖供热回路;
所述蓄热装置换热回路分别与太阳能集热板蓄热回路、热水器用热回路、散热器用热回路、地暖用热回路、使用热泵循环地暖供热回路相连;
所述太阳能板蓄热回路、热水器用热回路、散热器用热回路、地暖用热回路、使用热泵循环地暖供热回路分别安装有电动阀,各电动阀与控制器相连。
进一步,所述蓄热装置换热回路包括蓄热装置和系统主回路循环水泵,所述蓄热装置与系统主回路循环水泵串联,所述蓄热装置安装有温度感应器A,所述蓄热装置与系统主回路循环水泵的连接管路中间安装有温度感应器C。
进一步,所述蓄热装置包括季节保温层、内置相变蓄能材料和内设换热管道,所述内置相变蓄能材料和内设换热管道均设置在季节保温层内部且相变蓄能材料浸没内设换热管道,所述季节保温层是由EPS保温板、聚苯乙烯保温板,发泡水泥复合组成。
进一步,所述蓄热装置内填充的内置相变蓄能材料为Na2SO4·10H2O。
进一步,所述太阳能集热板蓄热回路包括分水器、太阳能集热板和集水器,所述分水器、太阳能集热板和集水器依次串联,所述太阳能集热板与分水器、集水器相连的管路上均安装有电动阀,所述电动阀与控制器相连,所述太阳能集热板安装有温度感应器B。
进一步,所述热水器用热回路包括分水器、室内热水器和集水器,所述分水器、室内热水器、集水器依次串联,所述室内热水器与分水器、集水器相连的管路上均装有电动阀,所述电动阀与控制器相连。
进一步,所述散热器用热回路包括分水器、散热器和集水器,所述分水器、散热器、集水器依次串联,所述散热器与分集水器、水器相连的管路上均装有电动阀,所述电动阀与控制器相连。
进一步,所述地暖用热回路包括分水器、地暖管道和集水器,所述分水器、地暖管道、集水器依次串联,所述地暖管道与分水器、集水器相连的管路上装有电动阀,所述电动阀与控制器相连。
进一步,所述使用热泵循环地暖供热回路包括蒸发器、制冷循环泵、冷凝器、系统主回路循环水泵、集水器、分水器、热水循环水泵和地暖管道,所述蒸发器与系统主回路循环水泵相连,所述冷凝器、制冷循环泵、蒸发器依次相连,所述地暖管道、分水器、热水循环水泵、冷凝器、集水器依次相连,所述冷凝器与蒸发器热水管路进出口均设有关断阀,所述蒸发器与系统主回路循环水泵的管路上安装有电动阀,所述电动阀与控制器相连,地暖管道与分水器的管路上安装有电动阀,所述电动阀与控制器相连。
本发明的另一目的在于提供一种跨季节太阳能相变蓄热系统的控制方法,所述跨季节太阳能相变蓄热系统的控制方法根据建筑用热需求和蓄热装置内温度条件,运行以下四种不同运行模式:(温度传感器A安装在内置相变蓄能材料处,温度传感器B安装在太阳能集热板处,电动阀1、电动阀2、电动阀3、电动阀4、电动阀5、电动阀6、电动阀7、电动阀8的位置见附图)
运行模式一,太阳能板蓄热:当温度传感器B温度示数大于温度传感器A时运行此模式,在该运行模式下,电动阀V1、V5、V6处于打开状态,电动阀V2、V3、V4、V7、V8处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵关闭,其他设备正常工作;太阳能集热板收集日间太阳能,通过蓄热回水管路连接到集水器,通过电动阀V6,高温热水进入地下蓄热装置进行换热,太阳能集热板收集的太阳能通过内设管道储存到地下蓄热装置内,释放完热量的冷水再经电动阀V5、分水器、电动阀V1流向太阳能集热板集热;
运行模式二,热水器供热、散热器供热:当温度传感A温度示数大于50℃时运行此模式,在该运行模式下,电动阀V2、V3、V5、V6处于打开状态,电动阀V1、V4、V7、V8处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵关闭,其他设备正常工作;循环水在蓄热装置中进行换热后,通过总回路循环水泵提供动力,经过电动阀V2、电动阀V3,流向室内热水器和散热器进行放热,放热后的冷水再经过电动阀V6流向蓄热装置;此时蓄热装置内相变蓄热材料热量充足温度较高,适合散热器和热水器用热,循环水吸收地下相变蓄能材料中储存的热量,从而达到供暖水温,实现热水器和散热器供热;
运行模式三,地暖供热:当温度传感器A温度示数大于35℃小于50℃时运行此模式,在该运行模式下,电动阀V4、V5、V6处于打开状态,电动阀V1、V2、V3、V7、V8处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵关闭,其他设备正常工作;蓄热装置中热量被部分使用后,相变蓄热材料温度下降,此时循环水温不适用散热器和热水器供热而适用于地暖供热。此时循环水经系统主回路循环水泵至分水器,通过电动阀V4,输送到地暖供热管道,再通过回水管路经集水器后回到蓄热装置形成循环,实现地暖供热;
运行模式四,使用热泵循环供热:当温度传感器A温度示数小于35℃时运行此模式,在该运行模式下,电动阀V4、V7、V8处于打开状态,电动阀V1、V2、V3、V5、V6处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵运行,其他设备正常工作。假设气候状态差或用热量增大时,蓄热装置内热量使用大,温度降低至35℃以下,此时通过蓄热装置直接换热不能达到供暖要求,因此采用热泵系统提取余热,此时蓄热装置内低温热水通过系统主回路循环水泵运输至蒸发器与制冷剂换热,热量通过制冷剂循环被传至冷凝器中,此时循环水吸收冷凝器热量,通过热水循环水泵至分水器后经过电动阀V4进入地暖供热管路进行供热,循环水通过回水管路经集水器后回到冷凝器形成循环,实现热泵热水地暖供热。
结合上述的技术方案和解决的技术问题,请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为:
第一,本发明的太阳能集热系统将太阳能转化为热能,并通过与相变材料蓄能系统的结合,提高了整个装置蓄热供暖的可靠性。保温问题是本项目重点实施的一个方面,模拟实验过程中运用聚氨酯发泡材料以及挤塑板进行保温,将90摄氏度的热水装进保温装置,并将测温仪器紧贴保温装置内,通过多次实验,得出了一些数据,分析数据后,确定了整个装置运行的可行性;
本发明利用控制器和自动水阀及全封闭式热水回路,实现了全自动的集热、蓄热、供热的一体系统,操作简便,使用便利。在实验过程中,考虑到用传统的机械式调节,操作麻烦,而且精度相对较低,通过查询资料,最终改进为利用控制器和自动水阀及全封闭式热水回路,保证了系统的安全性以及精准性;
本发明利用相变材料在外界温度较高时由固态变为液态并吸收大量热能的特点,将四季的太阳能用作冬季的热能,实现夏热冬用,提高资源的使用效率,降低了供暖能耗。在实验模拟阶段,选择一种合适的相变材料是相对棘手的问题,通过查阅大量的文献以及资料,把各种蓄热效果比较好的材料特性进行对比,最终确定相变蓄热材料为Na2SO4·10H2O。
第二,把技术方案看做一个整体或者从产品的角度,本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点,具体描述如下:
本发明将太阳能蓄热系统与被动房结合,满足被动房日常所需的人能,同时储能设备埋于地底,地底温度波动幅度较小,本身就是一种保温措施,起到了辅助保温效果。
储能设备的保温材料采用复合保温材料,即将EPS保温板、聚苯乙烯保温板,发泡水泥三种保温材料复合而成,既能达到更优保温效果,同时更加经济。
本发明采用一套控制系统控制多个阀门,达到控制多条环路的效果,具体实施方案见说明书运行模式。
第三,作为本发明的权利要求的创造性辅助证据,还体现在以下几个重要方面:
(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为:
被动房本身能耗较小,本发明虽然前期投资较大,但是在运营过程中,节能效果显著,使用时限长,性价比高。本发明相对同种类型设备规模较小,经济实惠且充分利用材料的固液状态的热属性等特点,有效缩小储热空间,节约土地和空间资源,加大了储热效率,大大优化工程结构,环境友好且节约自然资源,具有显著的社会效应及经济效益。
(2)本发明的技术方案推动了国内业内相关技术:
以相变储能取显热储能,充分利用材料特点,将夏季太阳能储存,节约能源,可有效解决太阳能和采暖负荷不平衡,对国内太阳能实际运用的发展有积极推动作用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的跨季节太阳能相变蓄热系统执行太阳能板蓄热模式+热水器供热、散热器供热模式+地暖供热模式+使用热泵循环供热模式结构示意图。
图2是本发明实施例提供的跨季节太阳能相变蓄热系统执行太阳能板蓄热模式+热水器供热、散热器供热模式+地暖供热模式结构示意图。
图3是本发明实施例提供的仿真模拟下结构概念效果图一。
图4是本发明实施例提供的仿真模拟下结构概念效果图二。
图5是本发明实施例提供的仿真模拟下外观概念图一。
图6是本发明实施例提供的仿真模拟下外观概念图二。
图中:1、太阳能集热板;2、室内热水器;3、散热器;4、地暖管道;5、集水器;6、控制器;7、分水器;8、系统主回路循环水泵;9、热水循环水泵;10、制冷剂循环泵;11、冷凝器;12、蒸发器;13、季节保温层;14、内置相变蓄能材料;15、内设换热管道;16、温度感应器;17、热泵供水管;18、热泵回水管;19、太阳能集热板供水管;20、太阳能集热板回水管;21、热水器供水管;22、热水器回水管;23、散热器供水管;24、散热器回水管;25、地暖供水管;26、地暖回水管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一、为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现,该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
如图1至图2所示,本发明实施例提供的跨季节太阳能相变蓄热系统包括太阳能集热板1、室内热水器2、散热器3、地暖管道4、集水器5、控制器6、分水器7、系统主回路循环水泵8、热水循环水泵9、制冷剂循环泵10、冷凝器11、蒸发器12、季节保温层13、内置相变蓄能材料14、内设换热管道15、温度感应器16、热泵供水管17、热泵回水管18、太阳能集热板供水管19、太阳能集热板回水管20、热水器供水管21、热水器回水管22、散热器供水管23、散热器回水管24、地暖供水管25、地暖回水管26、地暖回水管以及电动阀V1、电动阀V2、电动阀V3、电动阀V4、电动阀V5、电动阀V6、电动阀V7、电动阀V8。
所述太阳能集热回路包括太阳能集热板、分水器、电动阀V1、电动阀V5、电动阀V6、电动阀V8、系统主回路循环水泵、内设换热管道、集水器组成,所述太阳能集热板通过蓄热回水管与集水器相连,集水器过电动阀V6与内设换热管道相连,地下蓄热管道再通过供水总管与主回路循环水泵相连接,主回路循环水泵经电动阀V5与分水器连接,供暖热水过电动阀V1后回与太阳能集热板形成蓄热连接。
所述热水器用热回路以及散热器用热回路包括分水器、电动阀V2、电动阀V3、电动阀V4、电动阀V5、电动阀V6、电动阀V8、系统主回路循环水泵、内设换热管道、集水器、散热器、室内热水器、地暖管道组成。所述分水器分别通过电动阀V2、电动阀V3、电动阀V4经供热管与室内热水器、散热器、地暖管道相连接,热水器、散热器、地暖管道再通过回水管路与集水器连接,集水器过电动阀V6与内设换热管道相连,内设换热管道再经供水总管过电动阀V8与系统主回路循环水泵相连接,系统主回路循环水泵经供水总管过电动阀V5与分水器相连接。
所述地下相变蓄热装置包括季节保温层、内置相变蓄热材料(Na2SO4·10H2O)、内设换热管道组成。
所述使用热泵循环地暖供热回路由室外热泵冷凝器循环回路与室外热泵蒸发器循环回路连接组成。
所述室外热泵冷凝器循环回路包括冷凝器、热水循环水泵、分水器、电动阀V4、电动阀V8、集水器、地暖管道组成。所述冷凝器通过供热管与热水循环水泵相连,热水循环水泵再与分水器相连接,分水器经过电动阀V4与地暖管道相连接,地暖管道再与集水器相连接,此时电动阀V6处于关闭状态,集水器通过回水管与热水循环水泵连接,热水循环水泵再与冷凝器相连。
所述室外热泵蒸发器循环回路包括蒸发器、电动阀V7、电动阀V8、系统主回路循环水泵、内设换热管道组成。所述蒸发器过电动阀V7与系统主回路循环水泵相连,系统主回路循环水泵再与内设换热管道相连接,内设换热管道过电动阀V8与蒸发器相连接。
本发明可根据建筑用热需求和蓄热装置内温度条件,运行以下四种不同运行模式;
运行模式一:太阳能板蓄热模式;
当温度传感器B(安装在太阳能集热板处)温度示数大于温度传感器A(安装在内置相变蓄能材料处)时运行此模式,在该运行模式下,电动阀V1、电动阀V5、电动阀V6处于打开状态,电动阀V2、电动阀V3、电动阀V4、电动阀V7、电动阀V8处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵关闭,其他设备正常工作。太阳能集热板收集日间太阳能,通过蓄热回水管路连接到集水器,此时电动阀V8处于关闭状态,高温循环水通过总回水管进入地下蓄热装置进行换热,此时,由太阳能集热板收集的太阳能通过内设管道与相变蓄热材料换热储存到地下蓄热装置内。
运行模式二:热水器供热、散热器供热模式;
当温度传感器A温度示数大于50℃时运行此模式,在该运行模式下,电动阀V2、电动阀V3、电动阀V5、电动阀V6处于打开状态,电动阀V1、电动阀V4、电动阀V7、电动阀V8处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵关闭,其他设备正常工作。此时蓄热装置内相变蓄热材料热量充足温度较高,适合散热器和热水器用热,循环水通过与地下相变蓄能材料中储存的热量进行换热,从而达到供暖水温的目的,此时系统主回路循环水泵为供暖循环水提供循环动力,供暖循环水至分水器后分别通过电动阀V2、电动阀V3,运送到热水器和室内散热器,再通过回水管路经集水器后回到蓄热装置内设管道形成循环,从而实现热水器和散热器供热。
运行模式三:地暖供热模式;
当温度传感器A温度示数大于35℃小于50℃时运行此模式,在该运行模式下,电动阀V4、电动阀V5、电动阀V6处于打开状态,电动阀V1、电动阀V2、电动阀V3、电动阀V7、电动阀V8处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵关闭,其他设备正常工作。蓄热装置中热量被大量使用后,相变蓄热材料温度下降,此时不适用于散热器和热水器用热而适用地暖用热。此时供暖循环水经系统主回路循环水泵至分水器,通过电动阀V4,输送到地暖管道,再通过回水管路经集水器后回到蓄热装置形成循环,实现地暖供热。
运行模式四:使用热泵循环地暖供热模式;
当温度传感器A温度示数小于35℃时运行此模式在该运行模式下,电动阀V4、电动阀V7、电动阀V8处于打开状态,电动阀V1、电动阀V2、电动阀V3、电动阀V5、电动阀V6处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵运行,其他设备正常工作。假设气候状态差或用热量增大时,蓄热装置内热量使用大,温度降低至35℃以下,此时通过蓄热装置直接换热不能达到供暖要求,因此采用热泵系统提取余热,由于此时电动阀V7打开,电动阀V5关闭,蓄热装置内低温热水通过系统主回路循环水泵运输至蒸发器与制冷剂换热,热量通过制冷剂循环被传至冷凝器中,循环水吸收冷凝器热量,通过热水循环水泵至分水器后经过电动阀V4进入地暖管道进行供热,因电动阀V6关闭,循环水通过回水管路经集水器后回到冷凝器形成循环,实现热泵热水地暖供热。
本发明实施例目前主要用于较低能耗中小型住宅,适用于具有供暖需求的住宅,尤其适用于太阳辐射较丰富、夏季炎热冬季寒冷的地区。如长江中下游地区,由于地域与自然环境影响,城市发展较为发散,建筑集中度不高,集中供暖成本过高且技术难度大。本发明采取地下相变蓄能方案,供热方式自由,即可独立建筑单独供暖,也可区域集中供暖。同时,本发明通过收集绿色清洁能源太阳能通过相变方式储存于地下后适用,运行成本底且环境污染少。
本发明实例运行过程如下:
夏季,系统通过太阳能集热板收集热能到循环热媒(水),在循环水泵作用下循环热媒(水)与内置相变蓄能材料进行换热,达到蓄能目的。系统地下蓄热部分设置了密闭季节保温层,且蓄热部分装置较深埋至地下,可实现跨季节保温目的。冬季,系统运行,在循环水泵作用下内置相变蓄能材料与循环热媒(水)进行换热,之后循环热媒(水)被输送至室内(换)放热设备进行放热,达到用能目的。
二、本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果,和现有技术相比的确具备很大的优势,下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
本发明实施例运用SketchUp软件对系统结构、系统(建筑)外观、以及系统周围外部环境进行了仿真模拟如下结构概念效果如图3-图4,外观概念图如图5-图6。通过此仿真模拟,可以清晰看出系统各部分确切分布位置,且系统对于建筑外观美观无影响。充分表达了本发明实例可对个体中小型住宅进行单独收集热能、蓄能、用能。系统收集热能来自太阳辐射,能源成本低且环境友好。系统运行动力来自循环水泵,耗能过程为热媒(水)循环,运行成本低。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种跨季节太阳能相变蓄热系统的控制方法,其特征在于,应用于跨季节太阳能相变蓄热系统,跨季节太阳能相变蓄热系统包括:
蓄热装置换热回路、太阳能集热回路、热水器用热回路、散热器用热回路、地暖用热回路、热泵热水循环回路、制冷剂循环回路和使用热泵循环地暖供热回路;
所述蓄热装置换热回路分别与太阳能集热回路、热水器用热回路、散热器用热回路、地暖用热回路、使用热泵循环地暖供热回路相连;
所述太阳能集热回路、热水器用热回路、散热器用热回路、地暖用热回路、使用热泵循环地暖供热回路分别与控制器相连;
所述蓄热装置换热回路包括蓄热装置和系统主回路循环水泵,所述蓄热装置与系统主回路循环水泵串联;
所述太阳能集热回路包括太阳能集热板、分水器、电动阀V1、电动阀V5、电动阀V6、电动阀V8、系统主回路循环水泵、内设换热管道、集水器,所述太阳能集热板通过蓄热回水管路与集水器相连,集水器过电动阀V6与内设换热管道相连,内设换热管道再通过供水总管与系统主回路循环水泵相连接,系统主回路循环水泵经电动阀V5与分水器连接,供暖热水过电动阀V1后与太阳能集热板形成蓄热连接;
分水器分别通过电动阀V2、电动阀V3、电动阀V4经供热管与室内热水器、散热器、地暖管道相连接,热水器、散热器、地暖管道再通过回水管路与集水器连接,集水器过电动阀V6与内设换热管道相连,内设换热管道再经供水总管过电动阀 V8与系统主回路循环水泵相连接,系统主回路循环水泵经供水总管过电动阀 V5与分水器相连接;
所述使用热泵循环地暖供热回路包括蒸发器、制冷循环水泵、冷凝器、热水循环水泵和地暖管道,所述蒸发器与热水循环水泵相连,所述冷凝器、制冷循环水泵、蒸发器依次相连,所述地暖管道、热水循环水泵、冷凝器依次相连,所述冷凝器与蒸发器热水管路进出口均设有关断阀;蒸发器过电动阀V7与系统主回路循环水泵相连,系统主回路循环水泵再与内设换热管道相连接,内设换热管道通过电动阀V8与蒸发器相连接;
所述蓄热装置包括季节保温层、内置相变蓄能材料和内设换热管道,所述内置相变蓄能材料和内设换热管道均设置在季节保温层内部,所述季节保温层是由EPS保温板、聚苯乙烯保温板,发泡水泥复合组成;
所述跨季节太阳能相变蓄热系统的控制方法根据建筑用热需求和蓄热装置内温度条件,运行以下四种不同运行模式:温度传感器A安装在内置相变蓄能材料处,温度传感器B安装在太阳能集热板处;
运行模式一,太阳能板蓄热模式:当温度传感器B温度示数大于温度传感器A时运行此模式,在该运行模式下,电动阀V1、V5、V6处于打开状态,电动阀V2、V3、V4、V7、V8处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵关闭;
太阳能集热板收集日间太阳能,通过蓄热回水管路连接到集水器,此时电动阀V8处于关闭状态,高温循环水通过总回水管进入蓄热装置的内置相变蓄能材料进行换热,由太阳能集热板收集的太阳能通过内设换热管道储存到蓄热装置内;
运行模式二,热水器供热、散热器供热模式:当温度传感器A温度示数大于50℃时运行此模式,在该运行模式下,电动阀V2、V3、V5、V6处于打开状态,电动阀V1、V4、V7、V8处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵关闭;
蓄热装置的内置相变蓄能材料热量充足温度较高,适合散热器和热水器用热,供暖循环水通过与内置相变蓄能材料中储存的热量进行换热,从而达到供暖水温,系统主回路循环水泵为供暖循环水提供循环动力,供暖循环水至分水器后分别通过电动阀V2、V3,运送到热水器和室内散热器,再通过回水管路经集水器后回到蓄热装置内设换热管道形成循环,进行热水器和散热器供热;
运行模式三,地暖供热模式:当温度传感器A温度示数大于35℃小于50℃时运行此模式,在该运行模式下,电动阀V4、V5、V6处于打开状态,电动阀V1、V2、V3、V7、V8处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵关闭;
蓄热装置中热量被大量使用后,内置相变蓄能材料温度下降,此时不适用于散热器和热水器用热而适用地暖用热;此时供暖循环水经系统主回路循环水泵至分水器,过电动阀V4,输送到地暖管道,再通过回水管路经集水器后回到蓄热装置内设换热管道形成循环,进行地暖供热;
运行模式四,使用热泵循环地暖供热模式:当温度传感器A温度示数小于35℃时运行此模式在该运行模式下,电动阀V4、V7、V8处于打开状态,电动阀V1、V2、V3、V5、V6处于关闭状态,系统主回路循环水泵运行,热水循环水泵运行,其他设备正常工作;气候状态差或用热量增大时,蓄热装置内热量使用大,温度降低至35℃以下,通过蓄热装置直接换热不能达到供暖要求,因此采用热泵系统提取余热,电动阀V7打开,电动阀V5关闭,蓄热装置内低温循环水通过系统主回路循环水泵运输至蒸发器与制冷剂换热,热量通过制冷剂循环被传至冷凝器中,循环水吸收冷凝器热量,通过热水循环水泵至分水器后经过电动阀V4进入地暖管道进行供热,电动阀V6关闭,循环水通过回水管路经集水器后回到冷凝器形成循环,进行热泵热水地暖供热。
2.如权利要求1所述的跨季节太阳能相变蓄热系统的控制方法,其特征在于,所述热水器用热回路包括分水器、室内热水器和集水器,所述分水器、室内热水器、集水器依次串联,所述室内热水器与分水器、集水器相连的管路上均装有电动阀,所述电动阀与控制器相连。
3.如权利要求1所述的跨季节太阳能相变蓄热系统的控制方法,其特征在于,所述散热器用热回路包括分水器、散热器和集水器,所述分水器、散热器、集水器依次串联,所述散热器与分集水器、水器相连的管路上均装有电动阀,所述电动阀与控制器相连。
4.如权利要求1所述的跨季节太阳能相变蓄热系统的控制方法,其特征在于,所述地暖用热回路包括分水器、地暖管道和集水器,所述分水器、地暖管道、集水器依次串联,所述地暖管道与分水器、集水器相连的管路上装有电动阀,所述电动阀与控制器相连。
5.如权利要求1所述的跨季节太阳能相变蓄热系统的控制方法,其特征在于,所述蓄热装置内填充的内置相变蓄能材料为Na2SO4•10H2O。
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