CN205316443U - 一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置 - Google Patents

一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置 Download PDF

Info

Publication number
CN205316443U
CN205316443U CN201620078408.5U CN201620078408U CN205316443U CN 205316443 U CN205316443 U CN 205316443U CN 201620078408 U CN201620078408 U CN 201620078408U CN 205316443 U CN205316443 U CN 205316443U
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
heat
water tank
temperature sensor
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201620078408.5U
Other languages
English (en)
Inventor
张丽丽
余艳
刘飞
侯佳汶
申琼
赵晓云
曹迎
袁芬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Agricultural University
Original Assignee
Sichuan Agricultural University
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 Sichuan Agricultural University filed Critical Sichuan Agricultural University
Priority to CN201620078408.5U priority Critical patent/CN205316443U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205316443U publication Critical patent/CN205316443U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置，它包括具有卵石层（2）的楼地面（1），太阳能集热器（3）、循环水箱（5）、换热交联盘管（7）和供热水箱（6），太阳能集热器（3）的进水口通过冷水管（12）与循环水箱（5）连接，太阳能集热器（3）的出水口通过热水管（13）与循环水箱（5）连接，循环水箱（5）的出水口通过供热水管（14）与供热水箱（6）连接，循环水箱（5）的进水口通过冷水回流管（15）与供热水箱（6）连接，换热交联盘管（7）的进水端与出水端均与供热水箱（6）连接，且卵石层（2）中埋设有换热交联盘管（7）。本实用新型的有益效果是：它具有热损失少、热效率高和使用范围广的优点。

Description

一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置
技术领域
本实用新型涉及屋内蓄热装置，特别是一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置。
背景技术
太阳能资源是可再生的并且使用后不产生也不残留任何污染的洁净能源；太阳能遍布全球不受任何国家垄断和控制，开发利用太阳能具有广阔的空间，目前利用太阳能的技术手段包括了主动和被动两种形式，如立足于工业及城市建筑而研究的太阳能光伏光热技术和被动式太阳能技术，但研究太阳能热水耦合采暖技术较少，因此针对我国广大住宅的太阳能利用技术进行研究，使其能够解决人们的冬季采暖问题，对建筑的可持续发展，和降耗减排意义重大，是解决我国能源问题和建设节约型新社会的重要途径。
在我国太阳能资源丰富，全国各地太阳年辐射总量为3300-8300MJ/（m2·年），根据各地接受太阳总辐射量的多少，全国划分为5类地区，其中一、二、三类地区，如西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、川西高原、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区，其面积约占全国总面积的2/3以上。以四川大部分地区、贵州为代表的四、五类地区，虽然太阳能资源条件较差，但是也有一定的利用价值，如本实用新型涉及的一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置可应用到这些地区。从全国来看，中国是太阳能资源相当丰富的国家，具有发展太阳能利用事业得天独厚的优越条件。
地板辐射采暖一直被人们所采用，近几年来，随着塑料工业的发展，实用于地板辐射采暖的材料越来越多。目前地板采暖构造多为结构层、保温层、管线、填充层、找平层、面层，其中填充层、找平层、面层充当了蓄热体。然而对于经济条件不足的农村地区，亟待新能源、新技术的介入，从而更新传统耗能的采暖方式，目前惯用措施是直接利用太阳能热水集热器来解决农村洗浴问题，缓解部分环境压力，但由于太阳能本身的不稳定，太阳能热水集热器变化使得热水供应不足，仍然需要靠秸秆燃烧等方式辅助热水及采暖。
卵石是自然形成的岩石颗粒，属于乡土材料，易得，可形成砾岩，分为河卵石、海卵石和山卵石。中国的卵石资源较为丰富，北方包括河南济源、洛阳黄河边上、兰州黄河边上，其他的山东、辽宁等，南方包括贵州、重庆、广西、川西高原等地，卵石资源各具特点，且种类丰富，是一种济、安全、绿色的蓄热体材料，因此本实用新型涉及一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置，主要解决大部分村镇建筑、无集中供暖地区、经济不允许地区特别是偏远地区的采暖问题，如四川省川西高原的藏族、羌族、彝族等少数民族地区。
卵石这种材料石的热容量大，放热周期长，如鹅卵石的导热系数2.2w/(m·k)，热扩散率11.3×10-7m2/s，比热容780J/（kg·k）。目前对于卵石的利用集中在装饰、过滤、建材等方面，而对于蓄热性能的利用有地炕、日光增温室等成果。据研究发现，卵石床地下蓄热系统的蓄热功率为94W/m2左右，大于蓄热功率为76W/m2的地下埋管蓄热系统；卵石层储热周期为10h，放热周期为24h，夜间可逐渐放热。因此，将卵石作为地板辐射采暖的蓄热体，采暖效果更好，更经济、更绿色、更环保，具有非常重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种热损失少、热效率高和使用范围广的太阳能辅热式卵石床蓄热装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置，它包括具有卵石层的楼地面，太阳能集热器、循环水箱、换热交联盘管和供热水箱，所述的太阳能集热器的进水口通过冷水管与循环水箱连接，太阳能集热器的出水口通过热水管与循环水箱连接，所述的循环水箱的出水口通过供热水管与供热水箱连接，循环水箱的进水口通过冷水回流管与供热水箱连接，所述的换热交联盘管的进水端与出水端均与供热水箱连接，且卵石层中埋设有换热交联盘管。
所述的循环水箱上还设置有一带有阀门的进水管。
所述的太阳能集热器为多个，且太阳能集热器出水口均与热水管连接，太阳能集热器进水口均与冷水管连接。
所述的冷水管上设置有温差循环水泵和温度传感器B，冷水回流管上设置有水箱循环水泵，以及换热交联盘管上设置有管道循环水泵。
所述的供热水箱还连接有一空气源热泵热水机组，空气源热泵热水机组的进水端上设置有一热泵循环水泵。
所述的热水管上安装有温度传感器A，循环水箱内安装有温度传感器C，供热水箱内安装有温度传感器D，换热交联盘管的出水端上设置有温度传感器E，温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C、温度传感器D、温度传感器E均与一控制器连接，控制器上设置有显示温度的显示屏，且空气源热泵热水机组、热泵循环水泵、管道循环水泵、水箱循环水泵和温差循环水泵均与控制器电连接。
本实用新型具有以下优点：
1、充分利用卵石这种乡土绿色材料作为蓄热体。卵石是良好的显热储热材料，卵石间具有均匀的孔隙，卵石蓄热床整体热容热导率高，储热效果良好，换热交联盘管的热能储存在卵石蓄热床体中，实现蓄热、放热，继而长时间加热室内空气，较一般散装采暖方式热量损失小、热效率高，能够使室内环境长时间达到人体所需热舒适温度，且产生同样的热量耗费材料较少，达到节能的效果。
2、改善了利用太阳能来采暖的局限性，即太阳能的不稳定性和间歇性。在白天太阳辐射比较强时，利用太阳能集热器收集太阳能，借助热水循环管路，通过换热交联盘管，将热量传递到卵石床中，以维持卵石床蓄热、放热来保证采暖所需的热能；而在无太阳辐射或在白天太阳能辐射比较弱时，利用空气源热泵热水机组生产热水，借助热水循环管路，通过换热交联盘管，将热量传递到将热量传递到卵石床中，以维持卵石床蓄热、放热来保证采暖所需的热能。从而保证卵石床蓄热装置，在阴雨天或室外气温较低时，蓄热、放热能维持在较高的平衡状态，并保证夜晚在太阳能集热器不工作，空气源热泵热水机组不工作或低功率工作条件下，实现室内采暖需求，从而实现不仅能够在太阳辐射比较强时，利用太阳能集热器收集太阳能，通过换热交联盘管维持卵石床蓄热、放热来保证采暖所需的热能，而且能够在太阳辐射较小或无太阳辐射时，利用空气源热泵热水机组生产热水，以维持卵石床蓄热、放热来保证采暖所需的热能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中，1-楼地面，2-卵石层，3-太阳能集热器，4-空气源热泵热水机组，5-循环水箱，6-供热水箱，7-换热交联盘管，8-温差循环水泵，9-水箱循环水泵，10-热泵循环水泵，11-管道循环水泵，12-冷水管，13-热水管，14-供热水管，15-冷水回流管，16-进水管，17-温度传感器A，18-度传感器B，19-度传感器C，20-度传感器D，21-度传感器E。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：
如图1所示，一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置，它包括具有卵石层2的楼地面1，太阳能集热器3、循环水箱5、换热交联盘管7和供热水箱6，所述的太阳能集热器3的进水口通过冷水管12与循环水箱5连接，太阳能集热器3的出水口通过热水管13与循环水箱5连接，所述的循环水箱5的出水口通过供热水管14与供热水箱6连接，循环水箱5的进水口通过冷水回流管15与供热水箱6连接，所述的换热交联盘管7的进水端与出水端均与供热水箱6连接，且卵石层2中埋设有换热交联盘管7，换热交联盘管采用聚乙烯管，且可其外表面上铺设锡箔等反射层和保温层。
在本实施例中，所述的循环水箱5上还设置有一带有阀门的进水管16，进水管16能及时补充循环水箱5所需的冷水。
在本实施例中，所述的太阳能集热器3为多个，且太阳能集热器3出水口均与热水管13连接，太阳能集热器3进水口均与冷水管12连接，进一步的太阳能集热器3为两个，两个太阳能集热器3能够加快冷水的加热效率，确保循环水箱5内热水的持续供应。
在本实施例中，所述的冷水管12上设置有温差循环水泵8和温度传感器B18，冷水回流管15上设置有水箱循环水泵9，以及换热交联盘管7上设置有管道循环水泵11，进一步的，所述的供热水箱6还连接有一空气源热泵热水机组4，空气源热泵热水机组4的进水端上设置有一热泵循环水泵10，进一步的，所述的热水管13上安装有温度传感器A17，循环水箱5内安装有温度传感器C19，供热水箱6内安装有温度传感器D20，换热交联盘管7的出水端上设置有温度传感器E21，温度传感器A17、温度传感器B18、温度传感器C18、温度传感器D19、温度传感器E20均与一控制器连接，控制器上设置有显示温度的显示屏，且空气源热泵热水机组4、热泵循环水泵10、管道循环水泵11、水箱循环水泵9和温差循环水泵8均与控制器电连接。
本实用新型的工作过程如下：白天，当日照充足时，温度传感器A17测得的温度较高，从而控制器通过降低空气源热泵热水机组4的功率，甚至停止空气源热泵热水机4的工作，同时提高水箱循环水泵9、温差循环水泵8的转速，从而主要由太阳能集热器3为换热交联盘管7提供热水；当日照不充足时，温度传感器A17测得的温度较低，从而控制器通过提高空气源热泵热水机组4功率、提高热泵循环水泵10的转速，从而主要由空气源热泵热水机组4为换热交联盘管7提供热水。从而达到了不仅能够在太阳辐射比较强时，利用太阳能集热器3收集太阳能，通过换热交联盘管7维持传递给卵石床2的热量，卵石床2储存换热交联盘管7的热能，而且能够在太阳辐射较小或无太阳辐射时，利用空气源热泵热水机组4生产热水，以补充卵石床2蓄热热能，晚上，太阳能集热器3停止工作，空气源热泵热水机组4停止工作或者低功率工作条件下，卵石床2将储蓄的热能传给楼地面1表面，整个楼地面1表面作为散热面与室内环境通过对流换热、辐射换热实现热交换，达到采暖目的。

Claims (6)

1.一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置，其特征在于：它包括具有卵石层（2）的楼地面（1），太阳能集热器（3）、循环水箱（5）、换热交联盘管（7）和供热水箱（6），所述的太阳能集热器（3）的进水口通过冷水管（12）与循环水箱（5）连接，太阳能集热器（3）的出水口通过热水管（13）与循环水箱（5）连接，所述的循环水箱（5）的出水口通过供热水管（14）与供热水箱（6）连接，循环水箱（5）的进水口通过冷水回流管（15）与供热水箱（6）连接，所述的换热交联盘管（7）的进水端与出水端均与供热水箱（6）连接，且卵石层（2）中埋设有换热交联盘管（7）。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置，其特征在于：所述的循环水箱（5）上还设置有一带有阀门的进水管（16）。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置，其特征在于：所述的太阳能集热器（3）为多个，且太阳能集热器（3）出水口均与热水管（13）连接，太阳能集热器（3）进水口均与冷水管（12）连接。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置，其特征在于：所述的冷水管（12）上设置有温差循环水泵（8）和温度传感器B（18），冷水回流管（15）上设置有水箱循环水泵（9），以及换热交联盘管（7）上设置有管道循环水泵（11）。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置，其特征在于：所述的供热水箱（6）还连接有一空气源热泵热水机组（4），空气源热泵热水机组（4）的进水端上设置有一热泵循环水泵（10）。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置，其特征在于：所述的热水管（13）上安装有温度传感器A（17），循环水箱（5）内安装有温度传感器C（19），供热水箱（6）内安装有温度传感器D（20），换热交联盘管（7）的出水端上设置有温度传感器E（21），温度传感器A（17）、温度传感器B（18）、温度传感器C（18）、温度传感器D（19）、温度传感器E（20）均与一控制器连接，控制器上设置有显示温度的显示屏，且空气源热泵热水机组（4）、热泵循环水泵（10）、管道循环水泵（11）、水箱循环水泵（9）和温差循环水泵（8）均与控制器电连接。
CN201620078408.5U 2016-01-27 2016-01-27 一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置 Expired - Fee Related CN205316443U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620078408.5U CN205316443U (zh) 2016-01-27 2016-01-27 一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620078408.5U CN205316443U (zh) 2016-01-27 2016-01-27 一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205316443U true CN205316443U (zh) 2016-06-15

Family

ID=56206759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201620078408.5U Expired - Fee Related CN205316443U (zh) 2016-01-27 2016-01-27 一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205316443U (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106568116A (zh) * 2016-10-24 2017-04-19 中国科学院电工研究所 一种节地型太阳能跨季节储热池
CN107166584A (zh) * 2017-05-18 2017-09-15 西安工程大学 带卵石床蓄热的冬夏两用热回收间接蒸发冷却空调系统
CN108160327A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 江苏东泽环保科技有限公司 一种超声纳米生物自洁式联合保温膜静电除尘装置
CN109372287A (zh) * 2018-10-31 2019-02-22 山东前田热能技术股份有限公司 一种智能移动淋浴舱

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106568116A (zh) * 2016-10-24 2017-04-19 中国科学院电工研究所 一种节地型太阳能跨季节储热池
CN107166584A (zh) * 2017-05-18 2017-09-15 西安工程大学 带卵石床蓄热的冬夏两用热回收间接蒸发冷却空调系统
CN107166584B (zh) * 2017-05-18 2019-11-26 西安工程大学 带卵石床蓄热的冬夏两用热回收间接蒸发冷却空调系统
CN108160327A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 江苏东泽环保科技有限公司 一种超声纳米生物自洁式联合保温膜静电除尘装置
CN109372287A (zh) * 2018-10-31 2019-02-22 山东前田热能技术股份有限公司 一种智能移动淋浴舱

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205491944U (zh) 具有复合式供热系统的温室大棚
CN205316443U (zh) 一种太阳能辅热式卵石床蓄热装置
CN106613531B (zh) 一种用于温室大棚的光伏光热一体化循环系统
CN205402901U (zh) 一种利用太阳能的墙内壁蓄热采暖系统
CN105570973A (zh) 一种利用太阳能的墙内壁蓄热采暖系统
CN203757910U (zh) 一种太阳能季节性土壤蓄热热泵复合供暖空调系统
CN207990753U (zh) 一种新型集成供热系统
CN103644616B (zh) 一种太阳能季节性土壤蓄热热泵复合供暖空调系统
CN100347486C (zh) 一种相变蓄能地板空调采暖方法及装置
CN202581875U (zh) 集热保温一体化复合太阳能集热板
CN106931679B (zh) 一种基于蓄能的太阳能制热制冷系统及其运行控制方法
CN206817585U (zh) 热水型太阳能浅层地热能热电联产一体化系统
CN204611907U (zh) 跨季节储存太阳能的建筑地面
CN204629679U (zh) 一种采暖装置
CN207797213U (zh) 一种光伏太阳能热电一体化系统
CN202209800U (zh) 一种防冻型太阳能集热器
CN202039473U (zh) 一种调温式太阳能光电墙体系统
CN203628813U (zh) 一种基于太阳能的建筑供热系统
CN206469528U (zh) 一种蓄热墙体与太阳能炕一体式集热系统
Ma et al. Comparative Study on the Technology of Seasonal Solar Energy Storage.
Zhou et al. Research on the applicability of solar energy-ground source heat pump in different regions of china
Sun et al. The application of renewable energy in the building energy efficiency
CN110762599A (zh) 一种轻质相变蓄热地暖及其设计方法
CN201827946U (zh) 通水式采暖降温地热
Wang et al. Operation Mode Analysis of Joint Heating about Solar Collectors and Ground Source Heat Pump

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160615

Termination date: 20180127