CN205351465U - 一种多能源互补的相变储能家用供暖系统 - Google Patents

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齐耀宏
张琰
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Abstract

本实用新型公开了一种多能源互补的相变储能家用供暖系统，主要由平板太阳能集热器、相变储能水箱、辅助加热设备及智能控制系统构成。所述的相变储能水箱内部设有保温层、相变材料层、储水层。本实用新型的多能源互补的相变储能家用供暖系统在使用过程中，提高了绿色能源的热能储存量，进而让太阳能、空气能热泵、燃气壁挂炉等绿色、清洁能源进行结合、互补，使家庭供暖成为可能，很大程度上降低了用户供暖的后期成本。

Description

一种多能源互补的相变储能家用供暖系统
技术领域
本实用新型属于供热技术领域，涉及多能源互补相变储能利用设备，具体为一种多能源互补的相变储能家用供暖系统。
背景技术
随着煤炭、石油、天然气等非再生资源的逐渐减少，节约能源、充分利用能源越来越受到人们的重视，目前，常用的供热系统多为单一热源供热，如电热供暖，燃煤供暖等。近些年，太阳能供暖装置得到了快速发展，诸如：利用太阳能做饭、洗浴和取暖等，但其存在的缺点是：1、只能在白天才能正常使用，2、当白天为阴天阳光弱时，其供热效果就变得很差。3、当白天为霾及雨时，其供热效果就变成基本为零。
太阳能供暖系统主要是由太阳能平板集热器、储能水箱及电辅热设备组成。其中，储能水箱是本系统的重要部件之一，将箱体内全部注满水，再通过太阳能进行换热，太阳能不足时利用电加热来提升水箱内水温，达到用户使用要求，但所储能量仅能实现用户生活热水的提供，却不能实现用户室内供暖的目的。
太阳能家用供暖系统通常采用较多组集热器及较大水箱来进行集热和储热，该方式所需太阳能集热器安装面积较大，而且储热水箱不仅摆放面积大，还有对楼板的承重也有很高的要求，通常只能部分别墅类住户选用。作为单个家庭来说，操作起来极不适宜，不仅没有要求的安装面积，而且成本较高，很难被家庭用户所接受。
另外，作为辅助加热设备，通常均采用电加热来实现，在供暖季对电的使用量也较大，安全上也有一定的隐患，后期使用费用很高。
实用新型内容
为了克服现有技术所存在的不足，本申请人经过长期研究，提出一种多能源互补的相变储能家用供暖系统，其在使用过程中提高了绿色能源的热能储存量，进而使太阳能等绿色能源实现家庭供暖成为可能，很大程度上降低了用户供暖的后期成本。
依据本实用新型的技术方案，一种多能源互补的相变储能家用供暖系统主要由平板太阳能集热器1、相变储能水箱2、辅助加热设备12及智能控制系统20构成。
其中，相变储能水箱2内部设有保温层9、相变材料层10、储水层11，相变材料层10中装有专用相变材料，并用密封材质8将其熔接密封。盘管7设有进、出口，为地暖系统末端设备提供热能。储水层11内设有生活冷水管道接口13和生活热水热管道接口14，以及与集热器1进行热交换所设的循环进口17和循环出口16。辅助加热设备12运行管路接口可同用循环进口17和循环出口16，也可单独设立运行管路的循环进、出口。
优选地，平板集热器1的宽度与长度依据按相变储能2水箱所储能量配比设计。平板集热器1背部及循环管路均采用真空保温或其它保温方式。相变储能水箱2采用真空保温或其它保温方式。辅助加热设备12与相变储能水箱2可为一体机或分体形式安装。智能控制系统20由控制面板6及传感信号线19构成，具备远程控制功能，可远程控制辅助加热热设备12和地暖系统18的启动与关闭。相变材料层10由两层专用密封材质8在装入专用相变材料后，进行压合后熔接密封，再以同心圆方式由内及外进行大面积的层层布置。
进一步地，相变材料为石蜡类相变物质或其它相变材料。
本实用新型的有益效果在于：通过相变材料层中相变材料的独有特性，将充足的太阳能或低谷电能转化的热能更多的储存起来，在需要的时候进行大量换热，能将水温长时间稳定在用户所需的温度上，很好的实现储存能源与节约能源的目的，同时也解决了单个家庭太阳能安装面积不足，及水箱过大过重，不易放置的难题。另外，如将空气能热泵作为辅助加热设备，其热效率比常规电加热高4倍以上。同时，在低谷电时段启动加热，极大限度的降低了用户的使用费用。空气能热泵加热设备可以实现“水电”分离，用户在安全性上面也得到了保证。或使用天然气燃气壁挂炉类也可快速对相变储能水箱进行热能提供，后期使用费用也相对较低。
附图说明
图1是依据本实用新型的多能源互补的相变储能家用供暖系统原理示意图；
图2是相变储能水箱的横截面结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。另外地，不应当将本实用新型的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。
为实现上述目的，本实用新型所设计的多能源互补的相变储能家用供暖系统，包括与辅助加热设备的配合使用、储能水箱内换热层中添加相变材料，所述辅助加热设备可以为空气能热泵，也可以是燃气壁挂炉等加热设备。如空气能热泵是一种可实现“水电”分离的电加热设备，加热能效比常规电加热高4倍以上；燃气壁挂炉则可利用天然气对相变储能水箱进行快速的热量提供。所述水箱内相变材料层中添加相变材料则是由两层专用密封材质在装入专用相变材料，进行压合后熔接密封，再以同心圆方式由内及外进行大面积的层层布置，利用相变材料达到临界点时能大量的吸热或放热的特性，以利于更大限度的储存和释放热能。
参照附图1-2所示，本实用新型的多能源互补的相变储能家用供暖系统，主要由平板太阳能集热器1、相变储能水箱2、辅助加热设备12及智能控制系统20构成；相变储能水箱2内部设有保温层9、相变材料层10、储水层11，相变材料层10中装有专用相变材料，并用密封材质8将其熔接密封。盘管7设有进、出口，为地暖系统末端设备提供热能。储水层11内设有生活冷水管道接口13和生活热水热管道接口14，以及与集热器1进行热交换所设的循环进口17和循环出口16。辅助加热设备12运行管路接口可同用循环进口17和循环出口16，也可单独设立运行管路的循环进、出口。平板集热器1的宽度与长度采光面积依据相变储能2水箱所储能量配比设计，设置的生活冷水管道接口13和生活热水热管道接口14，用户可将室内的冷热水管与之方便对接。此外，平板集热器1背部及循环管路均采用真空保温或其它保温方式。另一方面，相变储能水箱2也可以采用真空保温或其它保温方式；辅助加热设备12与相变储能水箱2可为一体机或分体形式安装。智能控制系统20由控制面板6及传感信号线19构成，具备远程控制功能，可远程控制辅助加热热设备12和地暖系统18的启动与关闭。相变材料层10由两层专用密封材质8在装入专用相变材料后，进行压合后熔接密封，再以同心圆方式由内及外进行大面积的层层布置。
以下结合每一副附图，对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述。
参考附图，进一步指出，如图1所示的带相变储能的太阳能家庭供暖系统，主要由平板太阳能集热器1、相变储能水箱2、辅助加热设备12及智能控制系统20构成。包括空气能辅热设备12与相变储能水箱2连接的循环泵4连接管3、控制面板6。还有平板太阳能集热器1与相变储能水箱2连接的保温管5、连接管3，平板集热器1的宽度与长度即采光面积按水箱所储能量配比设计。智能控制系统20由控制面板6及传感信号线19构成，具备远程控制功能，可远程控制空气能辅热设备12和地暖系统18的启动与关闭。
如图2所示，相变储能水箱2内部设有保温层9、相变材料层10、储水层11，相变材料层10中装有专用相变材料，并用密封材质8将其熔接密封。盘管7设有进、出口，为地暖系统末端设备提供热能。储水层11内设有生活冷水管道接口13和生活热水热管道接口14，以及与集热器1进行热交换所设的循环进口17和循环出口16。辅助加热设备12运行管路接口可同用循环进口17和循环出口16，也可单独设立运行管路的循环进、出口。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。

Claims (10)

1.一种多能源互补的相变储能家用供暖系统，其特征在于，所述系统包括平板太阳能集热器(1)、相变储能水箱(2)、辅助加热设备(12)及智能控制系统(20)，其中相变储能水箱(2)内部设有保温层(9)、相变材料层(10)、储水层(11)，相变材料层(10)中装有专用相变材料并用密封材质(8)将其熔接密封。
2.根据权利要求1所述的多能源互补的相变储能家用供暖系统，其特征在于，储水层(11)内设有生活冷水管道接口(13)和生活热水热管道接口(14)，以及与集热器(1)进行热交换所设的循环进口(17)和循环出口(16)。
3.根据权利要求1所述的多能源互补的相变储能家用供暖系统，其特征在于，辅助加热设备(12)运行管路接口可同用循环进口(17)和循环出口(16)，也可单独设立运行管路的循环进、出口。
4.根据权利要求1所述的多能源互补的相变储能家用供暖系统，其特征在于，平板集热器(1)的宽度与长度依据按相变储能水箱(2)所储能量配比设计。
5.根据权利要求1所述的多能源互补的相变储能家用供暖系统，其特征在于，平板集热器(1)背部及循环管路均采用真空保温或其它保温方式。
6.根据权利要求1所述的多能源互补的相变储能家用供暖系统，其特征在于，相变储能水箱(2)采用真空保温或其它保温方式。
7.根据权利要求1所述多能源互补的相变储能家用供暖系统，其特征在于，辅助加热设备(12)与相变储能水箱(2)可为一体机或分体形式安装。
8.根据权利要求1所述多能源互补的相变储能家用供暖系统，其特征在于，辅助加热设备(12)为空气能热泵、燃气壁挂炉或其它加热设备。
9.根据权利要求1所述多能源互补的相变储能家用供暖系统，其特征在于，密封材质(8)为铝或铜等薄板类物质。
10.根据权利要求1所述的多能源互补的相变储能家用供暖系统，其特征在于，智能控制系统(20)由控制面板(6)及传感信号线(19)构成，远程控制辅助加热设备(12)、循环泵(4)和地暖系统(18)的启动与关闭。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109390942A (zh) * 2018-12-26 2019-02-26 王国良 一种清洁能源系统

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