CN217763603U - 相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统 - Google Patents
相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开一种相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统，包括：聚光太阳热能单元；与所述聚光太阳热能装置连接的换热器单元；与所述换热器连接的地热盘管；所述的聚光太阳热能装置两端并联有相变材料储热单元。本发明的原理基于相变材料在相变过程中，吸收/释放大量的热量作为一种延时储热，可应用于延迟供暖，应用于建筑围护结构中，延长储热时长，减缓室内温度波动，减少热源输出。本发明涉及空调供暖系统的具体应用，有效提高地暖辐射供暖系统的供热效率和供热时长，节约供暖能耗，提高室内热舒适性。
Description
技术领域
本实用新型涉及地暖辐射供暖系统领域，具体涉及一种相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统。
背景技术
供暖系统的形式多种多样，其中太阳热能系统由于其主要通过太阳能收集热量，能有效率地利用可再生能源并使用于建筑供暖中，太阳热能系统具有对天气的依靠性、供暖不稳定、系统储热量少、夜间无法产热供暖等缺点。
作为一种储能材料，相变材料有着很高的相变潜热，在相位发生改变时，能吸收(放出)大量热量，在纺织、电子、建筑、冷链等众多领域中有着广泛的应用，近二十年来，相变材料凭借优秀的储能特点，广泛地被使用在建筑结构中，起到降低能耗和室内环境温度调控的作用。
实用新型内容
本实用新型提供了一种相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统，本实用新型的原理基于相变材料在相变过程中，吸收/释放大量的热量，可作为一种延时热源，用于供暖中，用于储存太阳热能系统的多余得热，从而提高太阳热能利用效率，进一步提高地暖辐射供暖系统的功效，以便节约能耗。
一种相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统，包括：
聚光太阳热能单元；
与所述聚光太阳热能装置连接的换热器单元；
与所述换热器连接的地热盘管；
所述的聚光太阳热能装置两端并联有相变材料储热单元。
本实用新型中，并联在聚光太阳热能单元两端的相变材料储热单元，基于相变材料在相变过程中，吸收/释放大量的热量，可作为一种延时热源，用于供暖中，用于储存太阳热能系统的多余得热，从而提高太阳热能利用效率，进一步提高地暖辐射供暖系统的功效，以便节约能耗。
所述的聚光太阳热能单元包括：
聚光太阳热能装置(即聚光太阳热能系统)；
连接在所述聚光太阳热能装置两端的管道；
分别设置在两端管道上的电动二通阀；
以及设置在所述管道上的变频水泵。
本实用新型中，聚光太阳热能单元通过变频水泵以及两个电动二通阀控制聚光太阳热能装置内传热液体的流动，从而控制传热方向。
所述聚光太阳热能系统，可根据聚光倍率不同，可采用水、丙二醇、液态金属盐等作为高温储热介质。
所述的相变材料储热单元包括：
相变材料储热罐；
设置在所述相变材料储热罐内外的传热管道，传热管道内介质可为水、丙二醇或液态金属盐等；
设置在所述相变材料储热罐外的传热管道两端的电动二通阀；
以及设置所述相变材料储热罐外的传热管道外的变频水泵。
所述的相变材料储热罐内传热管道为多个U型组成，能够提高传热效率
基于相变材料在相变过程中，吸收/释放大量的热量，可作为一种延时热源，用于供暖中，用于储存太阳热能系统的多余得热，从而提高太阳热能利用效率，进一步提高地暖辐射供暖系统的功效，以便节约能耗。
所述的换热器单元包括：
翅片式换热器，所述的翅片式换热器的第一流体连接口与所述聚光太阳热能单元连接；
与所述翅片式换热器的第二流体连接口连接的分集水器，所述的分集水器与所述地热盘管连接。
所述的翅片式换热器与所述分集水器连接的管道上设置有电动二通阀和变频水泵。
所述的翅片式换热器与所述分集水器连接的管道上设置有温度传感器。
聚光太阳热能系统(1)，变频水泵(2)，电动二通阀(3)，电动二通阀 (4)，电动二通阀(5)，电动二通阀(6)，变频水泵(7)，相变材料储热罐 (8)，电动二通阀(9)，翅片式换热器(10)，电动二通阀(11)，温度传感器(12)，变频水泵(13)，分集水器(14)，地热盘管(15)，电动二通阀(16)，电动二通阀(17)和温度传感器(18)构成。该系统可灵活安装于地面、天花吊顶等，通过不同天气、不同时段下采取不同的供热、蓄热策略，增加太阳热能的利用效率，起到节能保温的效果。
相变保温材料的熔点，可根据供暖系统要求，在40摄氏度-70摄氏度之间选择不同材料。
所述相变材料储热罐,可根据储热介质运行温度不同，可采用有机类相变材料(石蜡、脂肪酸类、酯类、乙二醇类)、无机类相变材料(水合盐类) 和共晶类等作为相变储热载体。
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：
与常规太阳热能地暖辐射供暖系统相比，本实用新型可自主调控系统运行方式，延长供暖时长，减少地暖系统能耗，实现建筑设备节能与智能化。
本发明的原理基于相变材料在相变过程中，吸收/释放大量的热量作为一种延时储热，可应用于延迟供暖，应用于建筑围护结构中，延长储热时长，减缓室内温度波动，减少热源输出。本发明涉及空调供暖系统的具体应用，有效提高地暖辐射供暖系统的供热效率和供热时长，节约供暖能耗，提高室内热舒适性。
附图说明
图1为本实用新型相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统包括聚光太阳热能系统1，变频水泵2，电动二通阀3，电动二通阀4，电动二通阀5，电动二通阀6，变频水泵7，相变材料储热罐8，电动二通阀9，翅片式换热器10，电动二通阀11，温度传感器12，变频水泵13，分集水器14 和地热盘管15，电动二通阀16，电动二通阀17和温度传感器18。
系统中的相变材料储热罐8，内部充满相变材料，高温介质通过盘管的形式与储热罐内进行换热，储热罐中设置有温度传感器18，用于监控罐内温度，同时与变频水泵7联动，调节罐内流速。
上述技术方案中，系统可根据不同使用情景，提供不同的储热、供暖工况，从而为建筑带来高效、稳定的热能供应。
(一)在白天，室外太阳光辐照充足时，并且室内有供暖需求时，系统开启变频水泵2、变频水泵13，关闭变频水泵7，打开电动二通阀3、4、5、 9、11、16、17，关闭电动二通阀6，聚光太阳热能系统1加热管路内介质，介质通过翅片式换热器10，将热量传输至室内分水器(分集水器14)，经过地暖盘管15分户供暖。同时，多余的热量经过相变材料储热罐8，使储热罐内的相变材料吸热熔化，将大量的热能储存在罐体内。
(二)在白天，室外太阳光辐照充足时，室内无供暖需求时，系统开启变频水泵2，关闭变频水泵7、13，打开电动二通阀3、5、9、16，关闭电动二通阀6、11、17，聚光太阳热能系统1加热管路内介质，介质经过相变材料储热罐8，使储热罐内的相变材料吸热熔化，将大量的热能储存在罐体内。
(三)在白天，室外太阳光辐照条件不足时，室内有供暖需求时，系统开启变频水泵2、7、13，打开电动二通阀3、4、6、9、16、17，关闭电动二通阀5、14，一部分热量来自聚光太阳热能系统1加热管路内介质，介质通过翅片式换热器10，另一部热量来自相变材料储热罐8内保存的热量，储热罐内的相变材料凝固放热，将罐体内热量通过翅片式换热器10。将热量传输至室内分水器14，经过地暖盘管15分户供暖。
(四)在白天，室外太阳光辐照充足时，室内有供暖需求时，并且无储热要求时，系统开启变频水泵2、13，关闭变频水泵7，打开电动二通阀3、 4、11、16、17，关闭电动二通阀5、6、9，聚光太阳热能系统1加热管路内介质，介质通过翅片式换热器10，将热量传输至室内分水器14，经过地暖盘管15分户供暖。此时，相变储热罐8不工作，便于延长相变材料使用寿命。
(五)在夜间，室外无太阳光辐照，室内有供暖需求时，系统开启变频水泵7、13，关闭变频水泵2，打开电动二通阀4、6、11、17，关闭电动二通阀3、5、16，热量来自相变材料储热罐8内保存的热量，储热罐内的相变材料凝固放热，将罐体内热量通过翅片式换热器10。将热量传输至室内分水器14，经过地暖盘管15分户供暖。
以上所述的具体实施方式对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统，其特征在于，包括：
聚光太阳热能单元，所述的聚光太阳热能单元包括：聚光太阳热能装置；连接在所述聚光太阳热能装置两端的管道；分别设置在两端管道上的电动二通阀；以及设置在所述管道上的变频水泵；
与所述聚光太阳热能装置连接的换热器单元；
与所述换热器连接的地热盘管；
所述的聚光太阳热能装置两端并联有相变材料储热单元。
2.根据权利要求1所述的相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统，其特征在于，所述的相变材料储热单元包括：
相变材料储热罐；
设置在所述相变材料储热罐内外的传热管道；
设置在所述相变材料储热罐外的传热管道两端的电动二通阀；
以及设置所述相变材料储热罐外的传热管道外的变频水泵。
3.根据权利要求2所述的相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统，其特征在于，所述的相变材料储热罐内传热管道为多个U型组成。
4.根据权利要求1所述的相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统，其特征在于，所述的换热器单元包括：
翅片式换热器，所述的翅片式换热器的第一流体连接口与所述聚光太阳热能单元连接；
与所述翅片式换热器的第二流体连接口连接的分集水器，所述的分集水器与所述地热盘管连接。
5.根据权利要求4所述的相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统，其特征在于，所述的翅片式换热器与所述分集水器连接的管道上设置有电动二通阀和变频水泵。
6.根据权利要求4所述的相变材料作为储热罐的聚光太阳热能地暖辐射供暖系统，其特征在于，所述的翅片式换热器与所述分集水器连接的管道上设置有温度传感器。
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