CN202485071U - 一种太阳能相变蓄热及毛细管网辐射采暖装置 - Google Patents

一种太阳能相变蓄热及毛细管网辐射采暖装置 Download PDF

Info

Publication number
CN202485071U
CN202485071U CN 201220027916 CN201220027916U CN202485071U CN 202485071 U CN202485071 U CN 202485071U CN 201220027916 CN201220027916 CN 201220027916 CN 201220027916 U CN201220027916 U CN 201220027916U CN 202485071 U CN202485071 U CN 202485071U
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
capillary network
phase
storage
solar
Prior art date
Application number
CN 201220027916
Other languages
English (en)
Inventor
赵民
王赞社
顾兆林
冯诗愚
李云
季伟
周敏
薛洁
罗昔联
孟祥兆
Original Assignee
中国建筑西北设计研究院有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中国建筑西北设计研究院有限公司 filed Critical 中国建筑西北设计研究院有限公司
Priority to CN 201220027916 priority Critical patent/CN202485071U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202485071U publication Critical patent/CN202485071U/zh

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal

Abstract

本实用新型属于暖通空调技术应用领域,涉及室内热舒适度调节和系统节能过程,特别涉及一种太阳能蓄热及毛细管网辐射采暖装置,该系统由太阳能集热模块(I)、相变蓄热模块(II)、毛细管网辐射采暖模块(III)以及其他辅助设备组成;所述太阳能集热模块(I)含有太阳能集热器(1);所述相变蓄热模块(II)含有相变蓄热、相变放热器(2);所述毛细管网辐射采暖模块(III)含有毛细管网低温辐射采暖网络(7);所述其他辅助设备包括辅助加热器箱(6),保温储水箱(8),循环水泵(9),管路三通(10)、(14)、(15),截止阀(3)、(4)、(5)、(11)、(12)、(13)等;它充分利用太阳能资源,实现节能和提高室内环境热舒适度的功能。

Description

一种太阳能相变蓄热及毛细管网辐射采暖装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于暖通空调技术应用领域,涉及室内热舒适度调节和系统节能过程,特别涉及一种太阳能蓄热及毛细管网辐射采暖系统。
背景技术
[0002] 能源短缺和环境污染是二十一世纪人类面临的首要问题,在各领域大力发展节能减排技术、寻求清洁可再生能源替代日渐枯竭的传统化石能源被认为是未来社会发展的唯一出路,也是国家中长期科学和技术发展规划纲要中重点发展的技术方向之一。这包含了 两层含义,一是发展传统能源的节能技术和系统,二是寻找新能源和充分利用可再生能源。建筑能耗是整个社会能耗环节的重要组成部分,而以采暖空调为代表的能耗又占建筑总能耗的50%左右。采暖设备每年不仅消耗大量的煤炭、天然气、燃油等化石能源,而且会产生严重的环境污染和碳排放集中超标问题。发展建筑节能技术对减少整个社会的能源消耗并降低碳排放和缓解环境污染压力至关重要。发展建筑节能的手段同样从两方面入手,一是发展减少能源的消耗(如墙体保温、玻璃隔热、合理建筑结构等)的方法,二是使用可再生能源而减少对传统化石能源的消耗(如太阳能利用、地源热泵、水源热泵、空气源热泵等)。
[0003] 我国北方地区太阳能辐射分布非常丰富。以西安为例,西安在热工分区中处于寒冷地区的南端,最冷月平均温度O〜-10°c,采暖期有四个月,采暖所消耗的能耗占整个建筑能耗的50%。供暖期间的日平均总辐射量可达5-10MJ/m2,太阳能具有重要的利用价值。然而太阳能是一种不稳定的能源,在使用中受季节、气象、地域等因素影响较大,尤其是夜晚,无法提供充足和持续的能量供应。目前太阳能规模化热利用的最大障碍是太阳能的获取受制于气候因素,且不能全天候稳定供热。太阳能蓄热技术利用蓄热材料的相变蓄热,可以有效的减小蓄积能量所需的容积,可以实现太阳能的充分和持续稳定利用,是解决这一问题的良好途径。
[0004] 毛细管网辐射制冷技术已经在高档住宅和公共建筑中逐步得到了应用,并即将成为夏季供冷的重要方式和发展的方向之一,而在冬季毛细管网闲置也会带来诸多问题并大大增加了空调系统的投资。低温辐射采暖技术借鉴辐射供冷技术和地板采暖技术,以明敷或暗敷的塑胶材料毛细管网为辐射末端装置,依靠毛细管网提供较大的辐射换热面积和均匀的壁面温度,达到无吹风感的舒适采暖效果。毛细管网的另一个显著特点是管道中介质流速低,进出口的换热温差较小,一般只有2-4°C,按照我国采暖设计标准,冬季室内供暖设计温度为18-20°C,因此,毛细管网内供暖介质的温度可以在30-35°C之间,大大降低了对供暖介质温度的要求,为低品位能源的利用提供了可行性。
[0005] 针对以上现状,本实用新型提出太阳能蓄热系统与毛细管网末端低温辐射采暖系统相结合的采暖系统设计方式,一方面通过蓄热技术对太阳能进行充分利用和储存,有效地利用太阳能这种可再生清洁能源,实现全天候地采暖要求;另一方面,结合毛细管网低温辐射采暖中的小换热温差,提高整个系统能源利用率。
[0006] 专利《利用太阳能的毛细管网热泵系统》(专利申请号:201010509782.3)公开了一种利用太阳能的毛细管网热泵系统,适用于中央空调系统,该系统在冬季气候环境恶劣时利用热泵系统提高水的温度(28-32°C)输送至毛细管网系统,该系统容易受气候的影响,热泵机组在北方环境温度更低的地区其效率会受到影响。专利《太阳能、热泵与毛细管网复合热水采暖制冷装置》(专利申请号:201010611919. 6,实用新型专利申请号:201020687271.6)公开了一种太阳能、热泵与毛细管网复合热水采暖制冷装置,该装置采用储热水箱来储存太阳能的能量,在水箱温度不足时,利用水源热泵来提升水箱的温度,这种装置对于太阳能的储存属于显热存储,储热水箱的体积较大,会导致系统庞大,不宜有效推广。专利《利用毛细管网和相变蓄热材料的室内地热采暖结构》(专利申请号:201110190676.8)公开了一种利用毛细管网和相变蓄热材料的室内地热采暖结构,该结构将相变蓄热材料和毛细管网设备铺设在用户地板下,这种结构将相变蓄热材料铺设在用户地板下所带来的潜在危害是蓄热材料的热胀冷缩对用户地板的破坏以及带来的维修不便。专利《一种独立新能源建筑节能一体化系统》(专利申请号:201120081136. I)、专利《一种节能舒适型空调系统及其工作方法》(专利申请号:201110160980. 8)以及专利
《毛细管网末端水源热泵中央空调系统》(专利申请号:201010509781. 9,实用新型申请号:201020564714. 2)都提出了地源热泵或者水源热泵系统与太阳能、毛细管网系统配合的供暖方式,这种结构方式虽然也利用了太阳能,但在夜晚时间段仍然必须开启热泵来补充能量,而且系统比较复杂。专利《一种新型地源热泵毛细管顶板空调系统》(专利申请号:200920350744. O)公布了一种基于溶液除湿的新型地源热泵毛细管顶板空调系统,该系统直接利用地源热泵为热源,没有使用太阳能这种清洁能源。
[0007] 为了有效的利用太阳能这种清洁能源,增加室内环境的热舒适度,必须从能量的初级获取、能量的中间储存和能量的末端使用三个环节来解决。
实用新型内容
[0008] 本实用新型针对为了有效的利用太阳能这种清洁能源,从能量的初级获取、能量的中间储存和能量的末端使用三个环节来进行设计。并充分利用毛细管网低温辐射供暖对热源温度的要求不高这种优势,充分利用太阳能资源,实现节能和提高室内环境热舒适度的功能。
[0009] 一种太阳能相变蓄热及毛细管网辐射采暖装置,该系统由太阳能集热模块I、相变蓄热模块II、毛细管网辐射采暖模块III以及其他辅助设备组成。所述太阳能集热模块I含有太阳能集热器I ;所述相变蓄热模块II含有相变蓄热、相变放热器2 ;所述毛细管网辐射采暖模块III含有毛细管网低温辐射采暖网络7 ;所述其他辅助设备包括辅助加热器箱6,保温储水箱8,循环水泵9,管路三通10、14、15,截止阀3、4、5、11、12、13等。
[0010] 白天太阳辐射充分条件下,系统可以进行供暖和蓄热功能,截止阀的开关状况为:截止阀3、4、12、13开启,截止阀11、5关闭;辅助加热器6不开启。具体的流程是:太阳能集热器I出口的热水进入三通15,一路通过截止阀4进入辅助加热器6,然后进入毛细管网低温辐射采暖网络7进行低温辐射换热后进入保温储水箱8,然后经过循环水泵9后进入三通10,再进入截止阀12,流入三通14后回到太阳能集热器I中,实现白天供暖功能。另一路通过截止阀3后进入相变蓄热、相变放热器2中进行蓄热,完成蓄热后进入截止阀13流入三通14,再回到太阳能集热器I中,实现蓄热功能。[0011] 如果白天不需要供暖,只进行蓄热功能时,截止阀4、12关闭,其他流程和上述流程相同。
[0012] 夜晚供暖时,截止阀3、4、12、13关闭,截止阀11、5开启。具体的流程为:来自保温储水箱8的水经过循环水泵9后进入三通10,再进入截止阀11,进入相变蓄热、相变放热器2中进行换热升温,然后流过截止阀5进入辅助加热器6中,然后进入毛细管网低温辐射采暖网络7进行换热后进入保温储水箱8,完成夜晚的供暖功能。
[0013] 如果白天太阳能辐射状况不佳,系统未能完成足够的蓄热时,夜晚供暖时开启辅助加热器6进行辅助加热供暖。其流程与夜晚供暖的流程相同。
[0014] 其中,相变蓄热、相变放热器2采用热水管和冷水管交错排列的方式均布在相变蓄热、相变放热器2中。
[0015] 本实用新型利用现有成熟的太阳能热水器技术,在现有太阳能集热器温度下,利用相变蓄热技术和毛细管网的低温辐射特性实现低品位热源的梯级利用和能量的二次分配,提高热量的利用效率。·附图说明
[0016] 下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明:
[0017] 图I是本实用新型的结构原理图。
[0018] 图中:1、太阳能集热器;2、相变放热器;3、4、5、11、12、13、截止阀;6、辅助加热器;
7、采暖网络;8、保温储水箱;9、循环水泵;10、14、15三通。
具体实施方式
[0019] 参照图1,本实用新型的原理为:
[0020] 白天太阳辐射充分条件下,系统可以进行供暖和蓄热功能,截止阀的开关状况为:截止阀3、4、12、13开启,截止阀11、5关闭;辅助加热器6不开启。具体的流程是:太阳能集热器I出口的热水进入三通15,一路通过截止阀4进入辅助加热器6,然后进入毛细管网低温辐射采暖网络7进行低温辐射换热后进入保温储水箱8,然后经过循环水泵9后进入三通10,再进入截止阀12,流入三通14后回到太阳能集热器I中,实现白天供暖功能。另一路通过截止阀3后进入相变蓄热、相变放热器2中进行蓄热,完成蓄热后进入截止阀13流入三通14,再回到太阳能集热器I中,实现蓄热功能。
[0021] 如果白天不需要供暖,只进行蓄热功能时,截止阀4、12关闭,其他流程和上述流程相同。
[0022] 夜晚供暖时,截止阀3、4、12、13关闭,截止阀11、5开启。具体的流程为:来自保温储水箱8的水经过循环水泵9后进入三通10,再进入截止阀11,进入相变蓄热、相变放热器2中进行换热升温,然后流过截止阀5进入辅助加热器6中,然后进入毛细管网低温辐射采暖网络7进行换热后进入保温储水箱8,完成夜晚的供暖功能。
[0023] 如果白天太阳能辐射状况不佳,系统未能完成足够的蓄热时,夜晚供暖时开启辅助加热器6进行辅助加热供暖。其流程与夜晚供暖的流程相同。
[0024] 其中,相变蓄热、相变放热器2采用热水管和冷水管交错排列的方式均布在相变蓄热、相变放热器2中,目的是为了提高换热效率。[0025] 以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (2)

1. 一种太阳能相变蓄热及毛细管网辐射采暖装置,其特征在于:该装置由太阳能集热模块(I)、相变蓄热模块(II)、毛细管网辐射采暖模块(III)以及其他辅助设备组成;所述太阳能集热模块(I)含有太阳能集热器(I);所述相变蓄热模块(II)含有相变蓄热、相变放热器(2);所述毛细管网辐射采暖模块(III)含有毛细管网低温辐射采暖网络(7);所述其他辅助设备包括辅助加热器箱(6),保温储水箱(8),循环水泵(9),管路三通(10)、(14)、(15),截止阀(3)、(4)、(5)、(11)、(12)、(13)。
2.根据权利要求I所述的一种太阳能相变蓄热及毛细管网辐射采暖装置,其特征在于:相变蓄热、相变放热器(2)采用热水管和冷水管交错排列的方式均布在相变蓄热、相变放热器(2)中。
CN 201220027916 2012-01-21 2012-01-21 一种太阳能相变蓄热及毛细管网辐射采暖装置 CN202485071U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201220027916 CN202485071U (zh) 2012-01-21 2012-01-21 一种太阳能相变蓄热及毛细管网辐射采暖装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201220027916 CN202485071U (zh) 2012-01-21 2012-01-21 一种太阳能相变蓄热及毛细管网辐射采暖装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202485071U true CN202485071U (zh) 2012-10-10

Family

ID=46959490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201220027916 CN202485071U (zh) 2012-01-21 2012-01-21 一种太阳能相变蓄热及毛细管网辐射采暖装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202485071U (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103017239A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 重庆大学 一种太阳能相变蓄热供暖、供热水系统
CN103017240A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 重庆大学 一种太阳能复合式相变蓄热供暖系统
CN103115389A (zh) * 2012-12-27 2013-05-22 重庆大学 太阳能复合式相变蓄热供暖系统
CN104279610A (zh) * 2013-07-02 2015-01-14 樊建华 太阳能供热系统及其控制方法
CN109539602A (zh) * 2018-10-10 2019-03-29 华中科技大学 一种基于天空辐射和太阳能集热的房屋集热排热系统
CN109595669A (zh) * 2018-12-20 2019-04-09 大连民族大学 太阳能余热回收装置
CN109595668A (zh) * 2018-12-20 2019-04-09 大连民族大学 太阳能和溴化锂热泵的补热及供暖装置
WO2020238216A1 (zh) * 2019-05-27 2020-12-03 深圳市爱能森科技有限公司 供暖系统
WO2020238215A1 (zh) * 2019-05-27 2020-12-03 深圳市爱能森科技有限公司 冷暖联供系统

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103017239A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 重庆大学 一种太阳能相变蓄热供暖、供热水系统
CN103017240A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 重庆大学 一种太阳能复合式相变蓄热供暖系统
CN103115389A (zh) * 2012-12-27 2013-05-22 重庆大学 太阳能复合式相变蓄热供暖系统
CN104279610A (zh) * 2013-07-02 2015-01-14 樊建华 太阳能供热系统及其控制方法
CN109539602A (zh) * 2018-10-10 2019-03-29 华中科技大学 一种基于天空辐射和太阳能集热的房屋集热排热系统
CN109539602B (zh) * 2018-10-10 2020-05-19 华中科技大学 一种基于天空辐射和太阳能集热的房屋集热排热系统
CN109595669A (zh) * 2018-12-20 2019-04-09 大连民族大学 太阳能余热回收装置
CN109595668A (zh) * 2018-12-20 2019-04-09 大连民族大学 太阳能和溴化锂热泵的补热及供暖装置
WO2020238216A1 (zh) * 2019-05-27 2020-12-03 深圳市爱能森科技有限公司 供暖系统
WO2020238215A1 (zh) * 2019-05-27 2020-12-03 深圳市爱能森科技有限公司 冷暖联供系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baljit et al. Review of building integrated applications of photovoltaic and solar thermal systems
Cao et al. Building energy-consumption status worldwide and the state-of-the-art technologies for zero-energy buildings during the past decade
Kamel et al. Solar systems and their integration with heat pumps: A review
Mussard Solar energy under cold climatic conditions: A review
Zhai et al. A review for research and new design options of solar absorption cooling systems
Pongtornkulpanich et al. Experience with fully operational solar-driven 10-ton LiBr/H2O single-effect absorption cooling system in Thailand
Mateus et al. Energy and economic analysis of an integrated solar absorption cooling and heating system in different building types and climates
Zhai et al. A review for absorbtion and adsorbtion solar cooling systems in China
Chwieduk Towards sustainable-energy buildings
Han et al. Numerical simulation of solar assisted ground-source heat pump heating system with latent heat energy storage in severely cold area
Li et al. Application and development of solar energy in building industry and its prospects in China
Wang et al. Development of solar thermal technologies in China
Liu et al. Performance prediction of a solar/gas driving double effect LiBr–H2O absorption system
Rosiek et al. Integration of the solar thermal energy in the construction: Analysis of the solar-assisted air-conditioning system installed in CIESOL building
KR101613255B1 (ko) 계절 에너지 저장 냉난방 시스템
Kuang et al. Experimental study on solar assisted heat pump system for heat supply
Li et al. Study on performance of solar assisted air source heat pump systems for hot water production in Hong Kong
Sumathy et al. Solar absorption cooling with low grade heat source—a strategy of development in South China
CN204043049U (zh) 一种蓄热型太阳能地源热泵耦合系统
Zhai et al. Heating and cooling performance of a minitype ground source heat pump system
Molero-Villar et al. A comparison of solar absorption system configurations
CN202587972U (zh) 一种适用于日光温室的相变储热循环装置
Zhai et al. Solar integrated energy system for a green building
Zhai et al. Experiences on solar heating and cooling in China
CN201181093Y (zh) 集热/蓄能/蒸发一体化热泵热水器

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model