CN201954786U - 相变蓄热式太阳能供热采暖系统 - Google Patents

相变蓄热式太阳能供热采暖系统 Download PDF

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Abstract

一种相变蓄热式太阳能供热采暖系统,涉及供热采暖技术领域,所解决的是提高供热效果的技术问题。该系统包括太阳能集热器、相变蓄热层、相变蓄热体、辅助热源,及两台循环泵、七个截止阀;所述相变蓄热体设有一换热流体进口、一换热流体出口、一进水口、一出水口,所述相变蓄热层设有一流体进口、一流体出口;所述相变蓄热体的换热流体进口经循环泵和截止阀分别接到太阳能集热器的流体出口、相变蓄热层的流体进口及辅助热源的流体出口,其换热流体出口经截止阀分别接到太阳能集热器的流体进口、相变蓄热层的流体出口及辅助热源的流体进口,其进水口和出水口各经阀门连接供水管道和室内水管。本实用新型提供的系统,供热效果好,用户端水温高。

Description

相变蓄热式太阳能供热采暖系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及供热采暖技术,特别是涉及一种相变蓄热式太阳能供热采暖系统的技术。
背景技术
[0002] 目前,用于建筑供热和空调的能源消耗不断增加,能源紧缺和环境污染形式日益严峻,节能减排已经成为全社会的共同目标和责任。太阳能作为一种十分重要的清洁可再生资源,对其开发利用是实现节能减排的一个重要途径。利用太阳能进行供热采暖是太阳能利用的一个重要方面。
[0003] 现有太阳能供热采暖装置主要由蓄热水箱及太阳能集热器组成,这种供热采暖装置的加热方式是使蓄热水箱内的水往复循环流过太阳能集热器,利用太阳能集热器吸收的太阳光能进行加热,但是由于蓄热水箱内的水体在蓄热一段时间后其整体温度偏高,且与用户端水管相通,使得回流到太阳能集热器里的水温与用户端取热水温度相差无几,会造成太阳能集热器效率偏低,进而影响到对水体的加热效果,使得水体整体温度偏低,尤其是当用户要较高温度热水时,通常还需辅助以常规能源加热,其供热效果较差。
实用新型内容
[0004] 针对上述现有技术中存在的缺陷,本实用新型所要解决的技术问题是提供一种供热效果好的相变蓄热式太阳能供热采暖系统。
[0005] 为了解决上述技术问题,本实用新型所提供的一种相变蓄热式太阳能供热采暖系统,包括太阳能集热器,其特征在于:还包括相变蓄热层、相变蓄热体、辅助热源,及两台循环泵、七个截止阀;
[0006] 所述两台循环泵分别为第一循环泵、第二循环泵,所述七个截止阀分别为第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀、第七截止阀;
[0007] 所述相变蓄热体设有一换热流体进口、一换热流体出口、一进水口、一出水口,所述相变蓄热层、太阳能集热器、辅助热源及两台循环泵各设有一流体进口、一流体出口 ;
[0008] 所述相变蓄热体的换热流体进口接到第一循环泵的流体出口,并经第七截止阀接到第二循环泵的流体进口,其换热流体出口经第一截止阀接到太阳能集热器的流体进口, 并经第三截止阀接到相变蓄热层的流体出口,经第五截止阀接到辅助热源的流体进口,其进水口经一进水阀门连接市政供水管道,其出水口经一出水阀门连接室内水管;
[0009] 所述第一循环泵的流体进口经第二截止阀接到太阳能集热器的流体出口,并经第四截止阀接到第二循环泵的流体进口,经第六截止阀接到辅助热源的流体出口 ;
[0010] 所述第二循环泵的流体出口接到相变蓄热层的流体进口 ;
[0011] 各部件及各部件之间的连接管路内均设有传热流体。
[0012] 进一步的,所述相变蓄热层由相变温度在30〜35°C之间的相变蓄热材料平铺而成,所述相变蓄热体为一柱状壳体,该壳体的内腔中填充有相变温度在50〜70°C之间的相变蓄热材料。
[0013] 进一步的,所述辅助热源是管道式电加热器,或是热泵装置。
[0014] 进一步的,所述相变蓄热层内的相变蓄热材料填充方式为换热盘管式,即在相变蓄热层内设置一根换热盘管,并在该换热盘管的四周填充相变蓄热材料,该换热盘管的两端管口分别接到相变蓄热层的流体进口和流体出口。
[0015] 进一步的,所述相变蓄热体内的相变蓄热材料填充方式为换热盘管式,即在相变蓄热体内设置两根换热盘管,并在两根换热盘管的四周填充相变蓄热材料,其中一根换热盘管的两端管口分别接到相变蓄热体的换热流体进口和换热流体出口,另一根换热盘管的两端管口分别接到相变蓄热体的进水口和出水口。
[0016] 进一步的,所述相变蓄热体内的相变蓄热材料填充方式为蓄热球式,即用蓄热球填充相变蓄热体,并在每个蓄热球内填充相变蓄热材料。
[0017] 本实用新型提供的相变蓄热式太阳能供热采暖系统,通过传热流体将太阳能集热器采集的热量以热交换方式转移至相变蓄热层及相变蓄热体内,且传热流体与用户端水体不连通,使得经热交换后回流到太阳能集热器内传热流体温度较低,因此能有效提升太阳能集热器的效率,其供热效果较好。
附图说明
[0018] 图1是本实用新型实施例的相变蓄热式太阳能供热采暖系统的结构框图。 具体实施方式
[0019] 以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述,但本实施例并不用于限制本实用新型,凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化,均应列入本实用新型的保护范围。
[0020] 如图1所示,本实用新型实施例所提供的一种相变蓄热式太阳能供热采暖系统, 包括太阳能集热器2,其特征在于:还包括相变蓄热层1、相变蓄热体3、辅助热源4,及两台循环泵、七个截止阀;
[0021] 所述两台循环泵分别为第一循环泵61、第二循环泵62,所述七个截止阀分别为第一截止阀71、第二截止阀72、第三截止阀73、第四截止阀74、第五截止阀75、第六截止阀 76、第七截止阀77 ;
[0022] 所述相变蓄热体3设有一换热流体进口、一换热流体出口、一进水口、一出水口, 所述相变蓄热层1、太阳能集热器2、辅助热源4及两台循环泵各设有一流体进口、一流体出 Π ;
[0023] 所述相变蓄热体3的换热流体进口接到第一循环泵61的流体出口,并经第七截止阀77接到第二循环泵62的流体进口,其换热流体出口经第一截止阀71接到太阳能集热器 2的流体进口,并经第三截止阀73接到相变蓄热层1的流体出口,经第五截止阀75接到辅助热源4的流体进口,其进水口经一进水阀门81连接市政供水管道,其出水口经一出水阀门82连接室内水管;
[0024] 所述第一循环泵61的流体进口经第二截止阀72接到太阳能集热器2的流体出口,并经第四截止阀74接到第二循环泵62的流体进口,经第六截止阀76接到辅助热源4的流体出口 ;
[0025] 所述第二循环泵62的流体出口接到相变蓄热层1的流体进口 ;
[0026] 各部件及各部件之间的连接管路内均设有传热流体。
[0027] 本实用新型实施例中,所述传热流体是水。
[0028] 本实用新型实施例中,所述相变蓄热层由相变温度在30〜35°C之间的相变蓄热材料平铺而成,所述相变蓄热体为一柱状壳体,该壳体的内腔中填充有相变温度在50〜 70°C之间的相变蓄热材料。
[0029] 本实用新型实施例中,所述相变蓄热层内的相变蓄热材料填充方式为换热盘管式,即在相变蓄热层内设置一根换热盘管,并在该换热盘管的四周填充相变蓄热材料,该换热盘管的两端管口分别接到相变蓄热层的流体进口和流体出口。
[0030] 本实用新型实施例中,所述相变蓄热体内的相变蓄热材料填充方式为换热盘管式,即在相变蓄热体内设置两根换热盘管,并在两根换热盘管的四周填充相变蓄热材料,其中一根换热盘管的两端管口分别接到相变蓄热体的换热流体进口和换热流体出口,另一根换热盘管的两端管口分别接到相变蓄热体的进水口和出水口。
[0031] 本实用新型实施例实际应用时,所述相变蓄热体内的相变蓄热材料填充方式也可以是蓄热球式,即用蓄热球填充相变蓄热体,并在每个蓄热球内填充相变蓄热材料。
[0032] 本实用新型实施例中,所述相变蓄热层及相变蓄热体内的换热盘管均由铜管盘折而成,所述辅助热源是管道式电加热器,或是空气源热泵、水源热泵、地源热泵等热泵系统。
[0033] 本实用新型实施例使用时,将相变蓄热层铺设于室内的地坪面与地板之间的夹层内,相变蓄热层的底面设有一层硬质保温板,以减少相变蓄热层传向地坪面的热量,相变蓄热层上方的地板最好采用透热性能较好的木质地板,以利于相变蓄热层向室内环境散热。
[0034] 本实用新型实施例在夏季使用时,铺设于室内的地坪面与地板之间的夹层内的相变蓄热层无需蓄热,此时应当关闭第三截止阀73、第四截止阀74、第二循环泵62;在冬季使用时,铺设于室内的地坪面与地板之间的夹层内的相变蓄热层需蓄热,此时应当开启第三截止阀73、第四截止阀74、第二循环泵62。
[0035] 本实用新型实施例的工作原理如下:
[0036] 在夏季太阳光能充足的天气状况下,关闭第三截止阀73、第四截止阀74、第五截止阀75、第六截止阀76、第七截止阀77、第二循环泵62、辅助热源4、进水阀门81、出水阀门 82,开启第一截止阀71、第二截止阀72、第一循环泵61,在第一循环泵61的作用下,传热流体从太阳能集热器2的流体进口流入,经太阳能集热器2吸收的太阳光能加热后从太阳能集热器2的流体出口流出,再经第二截止阀72、第一循环泵61泵入相变蓄热体3内,并与相变蓄热体3内的相变蓄热材料进行热交换,从而将热量储存在相变蓄热体3内,然后再从相变蓄热体3的换热流体出口流出,经第一截止阀71回到太阳能集热器2,完成一个热交换循环;用户需要使用热水时,打开进水阀门81和出水阀门82,市政供水管道内的冷水即可流入相变蓄热体3,利用相变蓄热体3内储蓄的热量对从进水阀门81流入的冷水进行加热,加热后的水经出水阀门82流出供用户使用;
[0037] 在夏季太阳光能不足的天气状况下,且用户不需要使用热水时,必须关闭两台循环泵及七个截止阀,以防相变蓄热体3内储蓄的热量流失;
[0038] 在夏季太阳光能不足的天气状况下,且用户需要使用热水时,关闭第一截止阀71、第二截止阀72、第三截止阀73、第四截止阀74、第七截止阀77、第二循环泵62,开启第一循环泵61、第五截止阀75、第六截止阀76、辅助热源4,在辅助热源4的作用下,传热流体从辅助热源4的流体进口流入,经辅助热源4加热后从辅助热源4的流体出口流出,再经第六截止阀76、第一循环泵61泵入相变蓄热体3内,并与相变蓄热体3内的相变蓄热材料进行热交换,从而将热量储存在相变蓄热体3内,然后再从相变蓄热体3的换热流体出口流出,经第五截止阀75回流到辅助热源4,同时打开进水阀门81和出水阀门82,市政供水管道内的冷水即可流入相变蓄热体3,利用相变蓄热体3内储蓄的热量对从进水阀门81流入的冷水进行加热,加热后的水经出水阀门82流出供用户使用;
[0039] 在冬季太阳光能充足的天气状况下,开启第一截止阀71、第二截止阀72、第三截止阀73、第四截止阀74及两台循环泵,关闭辅助热源4,在第一循环泵61的作用下,传热流体从太阳能集热器2的流体进口流入,经太阳能集热器2吸收的太阳光能加热后从太阳能集热器2的流体出口流出,再经第二截止阀72后分成两路,第二截止阀72流出的第一路传热流体经第一循环泵61泵入相变蓄热体3内,并与相变蓄热体3内的相变蓄热材料进行热交换,从而将热量储存在相变蓄热体3内,然后再从相变蓄热体3的换热流体出口流出,经第一截止阀71回到太阳能集热器2,第二截止阀72流出的第二路传热流体经第四截止阀 74、第二循环泵62泵入相变蓄热层1内,并与相变蓄热层1内的相变蓄热材料进行热交换, 从而将热量储存在相变蓄热层1内,然后再从相变蓄热层1的流体出口流出,经第三截止阀 73、第一截止阀71回到太阳能集热器2,相变蓄热层1内储存的热量透过室内地板缓释入室内环境中;用户需要使用热水时,打开进水阀门81和出水阀门82,市政供水管道内的冷水即可流入相变蓄热体3,利用相变蓄热体3内储蓄的热量对从进水阀门81流入的冷水进行加热,加热后的水经出水阀门82流出供用户使用;
[0040] 在冬季太阳光能不足的天气状况下,且用户不需要使用热水时,必须关闭两个循环泵及七个截止阀,以防相变蓄热体3内储蓄的热量流失;
[0041] 在冬季太阳光能不足的天气状况下,且用户需要使用热水时,关闭第一截止阀71、 第二截止阀72,开启第三截止阀73、第四截止阀74、第五截止阀75、第六截止阀76、第一循环泵61、第二循环泵62、辅助热源4,在第一循环泵61的作用下,传热流体从辅助热源4的流体进口流入,经辅助热源4加热后从辅助热源4的流体出口流出,再经第六截止阀76后分成两路,第六截止阀76流出的第一路传热流体经第一循环泵61泵入相变蓄热体3内,并与相变蓄热体3内的相变蓄热材料进行热交换,从而将热量储存在相变蓄热体3内,然后再从相变蓄热体3的换热流体出口流出,经第五截止阀75回流到辅助热源4,第六截止阀76 流出的第二路传热流体经第四截止阀74、第二循环泵62泵入相变蓄热层1内,并与相变蓄热层1内的相变蓄热材料进行热交换,从而将热量储存在相变蓄热层1内,然后再从相变蓄热层1的流体出口流出,经第三截止阀73、第五截止阀75回到辅助热源4,相变蓄热层1内储存的热量透过室内地板缓释入室内环境中;用户需要使用热水时,打开进水阀门81和出水阀门82,市政供水管道内的冷水即可流入相变蓄热体3,利用相变蓄热体3内储蓄的热量对从进水阀门81流入的冷水进行加热,加热后的水经出水阀门82流出供用户使用;
[0042] 在冬季,当相变蓄热体3内蓄存的热量过剩时,关闭第一截止阀71、第二截止阀 72、第四截止阀74、第五截止阀75、第六截止阀76、第一循环泵61,开启第三截止阀73、第七截止阀77、第二循环泵62,在第二循环泵62的作用下,相变蓄热体3的多余热量由传热流体带入相变蓄热层1,再由相变蓄热层1释放入室内环境中。

Claims (6)

1. 一种相变蓄热式太阳能供热采暖系统,包括太阳能集热器,其特征在于:还包括相变蓄热层、相变蓄热体、辅助热源,及两台循环泵、七个截止阀;所述两台循环泵分别为第一循环泵、第二循环泵,所述七个截止阀分别为第一截止阀、 第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀、第七截止阀;所述相变蓄热体设有一换热流体进口、一换热流体出口、一进水口、一出水口,所述相变蓄热层、太阳能集热器、辅助热源及两台循环泵各设有一流体进口、一流体出口 ;所述相变蓄热体的换热流体进口接到第一循环泵的流体出口,并经第七截止阀接到第二循环泵的流体进口,其换热流体出口经第一截止阀接到太阳能集热器的流体进口,并经第三截止阀接到相变蓄热层的流体出口,经第五截止阀接到辅助热源的流体进口,其进水口经一进水阀门连接市政供水管道,其出水口经一出水阀门连接室内水管;所述第一循环泵的流体进口经第二截止阀接到太阳能集热器的流体出口,并经第四截止阀接到第二循环泵的流体进口,经第六截止阀接到辅助热源的流体出口 ;所述第二循环泵的流体出口接到相变蓄热层的流体进口;各部件及各部件之间的连接管路内均设有传热流体。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述相变蓄热层由相变温度在30〜35°C 之间的相变蓄热材料平铺而成,所述相变蓄热体为一柱状壳体,该壳体的内腔中填充有相变温度在50〜70°C之间的相变蓄热材料。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述辅助热源是管道式电加热器,或是热泵装置。
4.根据权利要求2所述的系统,其特征在于:所述相变蓄热层内的相变蓄热材料填充方式为换热盘管式,即在相变蓄热层内设置一根换热盘管,并在该换热盘管的四周填充相变蓄热材料,该换热盘管的两端管口分别接到相变蓄热层的流体进口和流体出口。
5.根据权利要求2所述的系统,其特征在于:所述相变蓄热体内的相变蓄热材料填充方式为换热盘管式,即在相变蓄热体内设置两根换热盘管,并在两根换热盘管的四周填充相变蓄热材料,其中一根换热盘管的两端管口分别接到相变蓄热体的换热流体进口和换热流体出口,另一根换热盘管的两端管口分别接到相变蓄热体的进水口和出水口。
6.根据权利要求2所述的系统,其特征在于:所述相变蓄热体内的相变蓄热材料填充方式为蓄热球式,即用蓄热球填充相变蓄热体,并在每个蓄热球内填充相变蓄热材料。
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CN104654617A (zh) * 2013-11-17 2015-05-27 成都奥能普科技有限公司 低温太阳能单腔蓄热墙系统
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