一種利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括：太陽能集熱器（1）通過保溫循環(huán)管（10）與加熱管（5）相連，加熱管（5）之間的填料混有相變蓄熱塊（4），加熱管的進水口處設有截止閥a（6），加熱管的出水口處設有截止閥b（7），在加熱管的進、出水口之間設有旁通閥（8），在泵（2）前設有支管（11），支管插入保溫儲水箱（3）底部，保溫儲水箱（3）頂部設有放氣孔（12），在系統(tǒng)的最高點設有自動放氣閥（13）。
【專利說明】一種利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，城鄉(xiāng)人民生活水平的不斷提高，居住條件得到改善，同時，建筑能耗快速增長，建筑用能占全社會能源消費量的比例約為30%，從而加劇了能源供應的緊張局勢。在建筑能耗中，供熱采暖用能約占45%，是建筑節(jié)能的重點領域。為降低建筑能耗，既要節(jié)約，又要開源，所以，我國相關科研人員正在致力于擴大可再生能源在建筑中的應用范圍。太陽能是永不枯竭的清潔能源，是人類可以長期依賴的重要能源之一，利用太陽熱能為建筑物供熱采暖可以獲得非常良好的節(jié)能和環(huán)境效益，長期以來，一直受到世界各國的普遍重視。近十余年來，歐洲、北美發(fā)達國家的太陽能供熱采暖規(guī)?；眉夹g快速發(fā)展，建成了大批利用太陽能的區(qū)域供熱采暖工程，并編寫出版了相應的技術指南和設計手冊。我國很多寒冷地區(qū)的太陽能非常豐富，為充分利用這一自然能源，我國住建部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局于2009年3月19日聯(lián)合發(fā)布《太陽能供暖采暖工程技術規(guī)范》(GB50495-2009)，2009 年 8 月 I 日實施。
[0003]太陽能是一種不穩(wěn)定熱源，會受到陰天、雨、雪天氣的影響。太陽能的供給不論在量上還是在時間上都是變化的。能夠獲取太陽能只能是在白天，特別是直接日照，只有在晴天時才能獲得，而生活中的能源，早晨和晚上要比白天集中。如果暫時能把太陽能儲存起來，在必要的時候再次回收利用的話，既可以提高能源的便利性又能擴大適用范圍。因此，該發(fā)明擬采用蓄熱措施將白天的太陽熱轉(zhuǎn)移到夜間采暖用。如果供熱量變動超過蓄熱裝置能力的場合，或是供熱溫度低于用戶端要求的場合可以設置輔助熱源進行補充。無論是集熱效率還是集熱溫度，冬季都比夏季容易下降，因此，太陽熱利用系統(tǒng)一般采用鍋爐或者熱泵作為輔助熱源，本實用新型對設置輔助熱源部分不做權利要求。
[0004]目前太陽能蓄熱系統(tǒng)主要有五種形式:地下水池、土壤埋管、卵石堆、儲熱水箱和相變材料。由于前兩種蓄熱方式均受到當?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、土壤條件的影響，所以只在特定的區(qū)域并具有一定規(guī)模的用能時適用。第三、第四種蓄熱方式都需要大容積的蓄熱裝置，用熱必須具有一定規(guī)模，而且能保證該系統(tǒng)有足夠多的儲熱空間時才適用。該實用新型主要針對分散采暖的居民，系統(tǒng)相對較小，應用靈活。所以蓄熱方式擬采用相變材料蓄熱。
[0005]相變材料蓄熱已經(jīng)在建筑節(jié)能中有所應用，應用最多的是被動太陽房的墻材中。相變蓄熱材料的蓄熱密度大，在相變時輸出溫度比較穩(wěn)定。根據(jù)太陽能供熱采暖系統(tǒng)的工作溫度，選擇合適的相變材料，使相變材料的相變溫度與系統(tǒng)的工作溫度范圍相匹配。常用的相變材料，比如，聚乙烯乙二醇的熔點2(T25°C，熔化潛熱146kJ/kg，固體密度1100 kg/m3，固態(tài)比熱容為2260kJ/kg°C ;十二水磷酸二鈉的熔點36°C，熔化潛熱280kJ/kg，固體密度1520kg/m3，固態(tài)比熱容為1690kJ/kg°C，液態(tài)比熱容1940 kJ/kg°C。
[0006]本實用新型針對太陽能豐富的寒冷地區(qū)分散采暖的居民用戶，設計一套利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型針對太陽能豐富的寒冷地區(qū)分散采暖的居民用戶，設計一套利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)。
[0008]本實用新型的基本思路是:白天，太陽能集熱器蓄熱，熱水通過泵的驅(qū)動將熱量不斷輸送給室內(nèi)的低溫地板輻射采暖加熱盤管中，盤管加熱填充層的相變蓄熱材料，同時，室內(nèi)溫度也會升高，白天采暖。到晚上，關閉泵，和截止閥a和截止閥b，打開旁通閥和截止閥C，將系統(tǒng)中室外部分的管道中的水放空，防止夜間管道凍裂。在夜間，混有相變蓄熱塊的填充層不斷向室內(nèi)傳熱，達到采暖的目的。整個采暖系統(tǒng)的工作介質(zhì)可以是水，也可以是防凍液。如果工作介質(zhì)允許用水，保溫儲水箱中的水也可用于生活熱水。如果將保溫儲水箱中的水作為生活熱水，則需要在室內(nèi)設置高位水箱，并設置水泵將熱水從保溫儲水箱泵入高位水箱，高位水箱中的熱水靠重力流向生活熱水水龍頭。采暖系統(tǒng)補水方法為:將補水管插入保溫儲水箱的排氣孔補充所排出的熱水。
[0009]本實用新型采用的技術方案是:一種利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括:太陽能集熱器通過保溫循環(huán)管與加熱管相連，加熱管之間的填料混有相變蓄熱塊，加熱管的進水口處設有截止閥a，加熱管的出水口處設有截止閥b，在加熱管的進、出水口之間設有旁通閥，在泵前設有支管，支管插入保溫儲水箱底部，保溫儲水箱頂部設有放氣孔，在系統(tǒng)的最高點設有自動放氣閥。太陽能集熱器為平板集熱板。相變蓄熱塊為六水氯化鈣、十二水磷酸二鈉、十水硫酸鈉、N-(碳)烷。加熱管的盤管方式為蛇形、回形、雙回形。系統(tǒng)中循環(huán)工質(zhì)為水或者防凍液。
[0010]進一步的方案是:如果該系統(tǒng)應用于沒有電力供應的地區(qū)，可利用太陽能發(fā)電蓄電裝置提供泵用電，或者利用風力發(fā)電蓄電裝置提供泵用電。
[0011]進一步的方案是:如果工作介質(zhì)允許用水，保溫儲水箱中的水也可用于生活熱水。如果將保溫儲水箱中的水作為生活熱水，則需要在室內(nèi)設置高位水箱，并設置水泵將熱水從保溫儲水箱泵入高位水箱，高位水箱中的熱水靠重力流向生活熱水水龍頭。采暖系統(tǒng)補水方法為:將補水管插入保溫儲水箱的排氣孔補充所排出的熱水。
[0012]本實用新型的優(yōu)點是:利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)綜合利用太陽能集熱技術和相變儲熱技術，合理的系統(tǒng)形式使該采暖系統(tǒng)具有結構緊湊、熱舒適性好的優(yōu)點。該系統(tǒng)設置了保溫儲水箱，室外管道內(nèi)的介質(zhì)(水或者是防凍液)可以全部放空，防止凍裂，使得該采暖系統(tǒng)的適用范圍廣。室內(nèi)的采暖方式采用低溫地板輻射采暖，熱舒適性好。將相變蓄熱塊混在低溫地板輻射采暖的填充層，能充分吸收太陽熱，相變蓄熱塊在相變放熱過程中輸出溫度比較穩(wěn)定，既能保證較多的蓄熱量，又能保證房間舒適性。如果使用該系統(tǒng)的地區(qū)的氣象條件和水源條件允許工作介質(zhì)用水，保溫儲水箱中的水也可用于生活熱水。只需要在室內(nèi)設置高位水箱和水泵將熱水從保溫儲水箱泵入高位水箱，高位水箱中的熱水靠重力流向生活熱水水龍頭。該利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)加裝生活熱水用水系統(tǒng)較為方便，因此，使得該系統(tǒng)的適用性更強。該系統(tǒng)能廣泛應用于太陽能豐富、分散采暖的寒冷地區(qū)。如上所述的優(yōu)點使該采暖系統(tǒng)具有實用性和推廣性，是一項民生工程。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:本說明書包括如下兩幅附圖:圖1是利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)圖。圖
2是室內(nèi)蓄熱低溫地板輻射采暖鋪裝圖。圖中:1、太陽能集熱器，2、泵，3、保溫儲水箱，4、相變蓄熱塊，5、加熱管，6、截止閥a，7、截止閥b，8、旁通閥，9、截止閥c，10、保溫循環(huán)管，11、支管，12、放氣孔，13、自動放氣閥，14、防潮層，15、絕熱層，16、填充層，17、面層。
[0014]【具體實施方式】:以下結合附圖，對本實用新型做進一步的描述:如圖1、圖2，一種利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括:一種利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括:太陽能集熱器I通過保溫循環(huán)管10與加熱管5相連，加熱管5之間的填料混有相變蓄熱塊4，加熱管的進水口處設有截止閥a6，加熱管的出水口處設有截止閥b7，在加熱管的進、出水口之間設有旁通閥8，在泵2前設有支管11，支管插入保溫儲水箱3底部，保溫儲水箱3頂部設有放氣孔12，在系統(tǒng)的最高點設有自動放氣閥13，太陽能集熱器I為平板集熱板，相變蓄熱塊4為六水氯化鈣、十二水磷酸二鈉、十水硫酸鈉、N-(碳)烷，加熱管5的盤管方式為蛇形、回形、雙回形,系統(tǒng)中的循環(huán)工質(zhì)為水或者防凍液。
[0015]白天，太陽能集熱器將收集的熱量蓄在室內(nèi)低溫地板輻射采暖的填充層中的相變儲熱塊中，隨著太陽能集熱器集熱過程的延長逐漸儲存大量熱量。夜晚，室外溫度很低，為防止凍裂水管和集熱器，將室外保溫循環(huán)管中的水或者防凍液放空。當室內(nèi)溫度低于相變蓄熱塊的相變溫度時，相變材料放出相變潛熱，使室內(nèi)溫度保持一定溫度水平，達到采暖的目的。
[0016]如果工作介質(zhì)允許用水，保溫儲水箱中的水也可用于生活熱水。如果將保溫儲水箱中的水作為生活熱水，則需要在室內(nèi)設置高位水箱，并設置水泵將熱水從保溫儲水箱泵入高位水箱，高位水箱中的熱水靠重力流向生活熱水水龍頭。采暖系統(tǒng)補水方法為:將補水管插入保溫儲水箱的排氣孔補充所排出的熱水。
[0017]如果該系統(tǒng)應用于沒有電力供應的地區(qū)，可利用太陽能發(fā)電蓄電裝置提供泵用電，或者利用風力發(fā)電蓄電裝置提供泵用電。
【權利要求】
1.一種利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括:太陽能集熱器(I)通過保溫循環(huán)管(10)與加熱管(5)相連，加熱管(5)之間的填料混有相變蓄熱塊(4)，加熱管的進水口處設有截止閥a (6)，加熱管的出水口處設有截止閥b (7)，在加熱管的進、出水口之間設有旁通閥(8)，在泵(2)前設有支管(11)，支管插入保溫儲水箱(3)底部，保溫儲水箱(3 )頂部設有放氣孔(12 )，在系統(tǒng)的最高點設有自動放氣閥(13 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)，其特征在于太陽能集熱器(I)為平板集熱板。
3.根據(jù)權利要求1所述的利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)，其特征在于相變蓄熱塊(4)為六水氯化鈣、十二水磷酸二鈉、十水硫酸鈉、N-(碳)烷。
4.根據(jù)權利要求1所述的利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)，其特征在于加熱管(5)的盤管方式為蛇形、回形、雙回形。
5.根據(jù)權利要求1所述的利用太陽能的蓄熱采暖系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)中的循環(huán)工質(zhì)為水或者防凍液。
【文檔編號】F24D15/02GK203550015SQ201320699225
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權日:2013年11月8日
【發(fā)明者】韓如冰, 劉 東 申請人:西南科技大學