CN1330911C - 太阳能采暖装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能采暖装置，包括蓄热器、压缩机、膨胀阀、冷凝器和与冷凝器相匹配的风机，所述蓄热器置于地下并填充有相变物质，其中还包括太阳能集热器，所述蓄热器，膨胀阀、太阳能集热器、压缩机通过第一循环管路依次连接在一起，所述蓄热器、压缩机、冷凝器和膨胀阀通过第二循环管路依次连接在一起，在所述第一循环管路和第二循环管路上装有使其切换工作的若干个阀门。本发明充分利用了太阳能和地热，在蓄热时，利用太阳能和地热蓄热；在放热时又利用蓄热器和地热同时为热源进行放热，提供所需的热量。特别适合阳光充足昼夜温差大的地方使用，该装置利用相变原理高效地吸收太阳能，同时也以相变原理大量吸收土壤热量，最终以无污染、低消耗达到采暖目的。

Description

太阳能采暖装置
技术领域
本发明涉及一种采暖装置，尤其是一种利用太阳能和地热的采暖装置。
背景技术
本申请人对于利用地热或海水等作为冷热源，以易相变物质作为热交换载体的供热和/或冷装置，已提出了多项专利申请，例如00106206.9号“液-液冷热源装置”，00123494.3号“井式液体冷热源系统”，00123495.1号“地热式液体冷热源系统”。但是，它们存在的不足之处是，这些装置没有充分利用太阳的能量，在应用上受地理位置的影响，区域性较强。特别是对那些太阳照射强度大，昼夜温差大的地方，如我国西藏地区，如何充分利用白天太阳照射的能量用于夜间向居室供暖，是人们急待解决的课题。
发明内容
本发明为了解决现有技术没有充分利用太阳的能量的缺点，提供一种白天充分利用太阳的能量，夜晚将所吸收和储存的能量释放，进行采暖的装置。
本发明太阳能采暖装置，包括蓄热器、压缩机、膨胀阀、冷凝器和与冷凝器相匹配的风机，所述蓄热器置于地下并填充有相变物质，其中还包括太阳能集热器，所述蓄热器，膨胀阀、太阳能集热器、压缩机通过第一循环管路依次连接在一起，所述蓄热器、压缩机、冷凝器和膨胀阀通过第二循环管路依次连接在一起，在所述第一循环管路和第二循环管路上装有使其切换工作的若干个阀门。
本发明太阳能采暖装置，其中在第一循环管路中，膨胀阀的入口端设有第一阀门，压缩机的进口和出口端分别设有第三和第六阀门；
在第二循环管路中，在所述膨胀阀的出口和蓄热器的入口端之间连有第二阀门，在所述蓄热器的出口端和压缩机的入口端之间连有第四阀门，在所述压缩机的出口端和冷凝器的入口端之间设有第五阀门。
本发明太阳能采暖装置，其中所述太阳能集热器的介质为R134a，蓄热器中填充的相变物质是水。
本发明太阳能采暖装置，其中有多个串连和/或并联的蓄热器与多个串连和/或并联的集热器进行串连。
本发明的优点和积极效果在于本发明充分利用了太阳能和地热，即在蓄热时，利用太阳能和地热蓄热；在放热时又利用蓄热器和地热同时为热源进行放热，提供所需的热量。特别适合阳光充足的地方使用，例如高原地区等。该装置利用相变原理高效地吸收太阳能，同时也以相变原理大量吸收土壤热量，最终以无污染、低消耗达到采暖目的。
本发明太阳能采暖装置的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例即可清楚明了。
附图说明
图1是发明太阳能采暖装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明太阳能采暖装置，包括太阳能集热器7，蓄热器8，冷凝器9，和与冷凝器相匹配的风机12，其中在太阳能集热器7的入口端设置膨胀阀11，并通过第一循环管路(虚线箭头所示)和压缩机10与置于地下的填充有相变物质的蓄热器8连通，蓄热器8的出口与膨胀阀11的入口相连，在白天用于使太阳能加热器7中的介质，通过膨胀阀11在太阳能加热器7中膨胀蒸发，吸收太阳的能量，然后通过压缩机10压缩升温，传入蓄热器8中的相变物质，在本实施例中使用水，进行热交换，再进入太阳能集热器7进行循环；同时蓄热器8中的水吸收大地的能量，并在蓄热器8中储存。蓄热器8通过第二循环管路(实线箭头所示)依次与压缩机10，冷凝器9、膨胀阀11相连，在夜晚时，用于将蓄热器8中储存的热量通过压缩机10提升温度，在冷凝器9中释放，由风机12向居室供暖，然后经膨胀阀11、阀门2回到蓄热器8中。本实施例中所用蓄热器8的具体结构可参见本申请人在先专利申请，第00123489.7号，名称为“蓄能器”。
本发明太阳能采暖装置，其中在第一循环管路中，膨胀阀11的入口端设有第一阀门1，压缩机10的进口和出口端分别设有第三阀门3和第六阀门6；
在第二循环管路中，在所述膨胀阀11的出口和蓄热器8的入口端之间连有第二阀门2，在所述蓄热器8的出口端和压缩机10的入口端之间连有第四阀门4，在所述压缩机10的出口端和冷凝器9的入口端之间设有第五阀门5。本实施例中太阳能集热器7中的介质为R134a。
本实施例是本发明的最基本结构，还可以根据需要对有多个串连和/或并联的蓄热器8与多个串连和/或并联的集热器7进行串连。
工作过程为：
白天蓄热，通过膨胀阀11减压的制冷剂进入太阳能集热器7，吸收太阳的热量蒸发，气态的制冷剂通过阀门3进入压缩机10，压缩机10提升温度后，通过阀门6进入蓄热器8，制冷剂冷凝放热，由蓄热器8中的水吸收热量，冷凝放热后的制冷剂再一次通过阀门1经膨胀阀11减压。如此反复循环，此为第一循环回路。这时阀门2，4，5处于关闭状态。
夜间采暖放热，蓄热器8中的制冷剂，通过阀门4进入压缩机10提升温度后，通过阀门5至冷凝器9散热用风机12向居室供暖，制冷剂再通过膨胀阀11减压，蒸发成气体，经阀门2进入蓄热器8，吸收蓄热器8中水的热量，再通过阀门4进入压缩机10，完成第二循环，如此反复循环，这时阀门1，3，6处于关闭状态。
夜间供暖时，通过蓄热器8的制冷剂温度往往在零度以下，供热至最后阶段，制冷剂从蓄热器中介质所吸收的热量为0℃的水变成0℃的冰的潜热，这时仍有足够的热能被用于向居室供暖。白天蓄能时，制冷剂吸收太阳能，首先用于化冰，以潜热的形式蓄存，与此同时，土壤热也同时供给蓄热器8用于化冰。因此蓄热器8中的热量是太阳能与地热共同作用的结果。

Claims (4)

1.一种太阳能采暖装置，包括蓄热器、压缩机、膨胀阀、冷凝器和与冷凝器相匹配的风机，所述蓄热器置于地下并填充有相变物质，其特征在于还包括太阳能集热器，所述蓄热器，膨胀阀、太阳能集热器、压缩机通过第一循环管路依次连接在一起，所述蓄热器、压缩机、冷凝器和膨胀阀通过第二循环管路依次连接在一起，在所述第一循环管路和第二循环管路上装有使其切换工作的若干个阀门。
2.根据权利要求1所述的太阳能采暖装置，其特征在于在第一循环管路中，膨胀阀的入口端设有第一阀门，压缩机的进口和出口端分别设有第三和第六阀门；
在第二循环管路中，在所述膨胀阀的出口和蓄热器的入口端之间连有第二阀门，在所述蓄热器的出口端和压缩机的入口端之间连有第四阀门，在所述压缩机的出口端和冷凝器的入口端之间设有第五阀门。
3.根据权利要求1或2所述太阳能采暖装置，其特征在于所述太阳能集热器的介质为R134a，蓄热器中填充的相变物质是水。
4.根据权利要求3所述的太阳能采暖装置，其特征在于有多个串连和/或并联的蓄热器与多个串连和/或并联的集热器进行串连。
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