取暖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種取暖系統(tǒng)，包括取暖模塊、發(fā)電模塊、動力模塊，取暖模塊包括依次相連的可使工質吸收建筑內(nèi)部和/或外部熱量的集熱裝置、儲存工質熱量的儲熱裝置、可使工質散發(fā)熱量到建筑內(nèi)部的放熱裝置；發(fā)電模塊包括太陽能電池板、儲電裝置、分別連接太陽能電池板和儲電裝置的太陽能控制器，太陽能電池板與集熱裝置緊密設置使得集熱裝置吸收太陽能電池板的熱量，發(fā)電模塊與動力模塊相連；在儲熱狀態(tài)下，動力模塊能夠保持儲熱裝置中的工質溫度適中維持在第一額定溫度，在供暖狀態(tài)下，動力模塊使得放熱裝置中的工質溫度達到第二額定溫度。本發(fā)明儲熱效果良好，能耗低，適用于晝夜溫差較大地區(qū)使用。
【專利說明】
取暖系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及取暖設備領域，具體涉及一種適用于晝夜溫差較大地區(qū)的取暖系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在我國，晝夜溫差較大地區(qū)的地域遼闊，人口約占全國的29%。新疆、甘肅、蒙古、陜北、西藏等地均屬于晝夜溫差較大的地區(qū)。以新疆地區(qū)為例，其氣溫日較差大，白晝氣溫升高快，夜里氣溫下降大。許多地方最大的氣溫日較差在20 °C到25°C之間。尤其在具有干旱沙漠氣候特征的吐魯番，年平均氣溫日較差可達14.8°C，最大氣溫日較差曾達500C ο一天之內(nèi)好像經(jīng)歷了寒暑變化，白天只穿背心仍然揮漢，夜里蓋上棉被方能安眠。新疆深居內(nèi)陸，遠離海洋，四周有高山阻隔，海洋氣流不易到達，形成明顯的溫帶大陸性氣候。因而氣溫溫差較大，日照時間充足，其水平表面太陽輻照度年總量為5 X 1000000?6.5 X 1000000J/cm2.a，年平均值為5.8X 1000000J/cm2.a，僅次于青藏高原。因此，新疆全年適用于晝夜溫差巨大地區(qū)的較大，并且太陽能資源豐富。再如西藏地區(qū)，其系統(tǒng)性采暖的大量應用始于2000年以后，而且隨著西藏的經(jīng)濟發(fā)展同步增長，每年建成住房面積20萬平方米以上。同時西藏經(jīng)濟的發(fā)展要求采暖的房屋建筑面積比例將越來越大，建筑能耗也將同步提高。
[0003]對于上述晝夜溫差較大的地區(qū)，傳統(tǒng)的取暖系統(tǒng)如果直接運用到這樣的地區(qū)會浪費很多能源。目前，節(jié)能減排已成為世界各國應對能源短缺和環(huán)境污染問題的共同選擇，太陽能作為一種可再生清潔能源越來越受到人們的青睞，市場上也不乏各種各樣的太陽能取暖設備，但是將這些太陽能取暖設備應用在上述晝夜溫差巨大的地區(qū)仍然存在諸多問題，第一，對于目前的太陽能取暖設備而言儲熱效果達不到晝夜溫差巨大地區(qū)的取暖要求，儲熱過程與散熱過程間隔時間較長，即使采用保溫材料也只能在一定程度上防止熱量散失，對于儲熱面積較大的儲熱裝置而言，熱量散失更是迅速;第二，目前的太陽能取暖設備雖然利用太陽能作為采暖來源，一定程度上降低了能耗，但是在運行過程中還是需要消耗大量的電能。
[0004]中國專利文獻CN103499118公開了一種一體機式太陽能供暖系統(tǒng)，包括包括多組水箱和集熱器的組合，每組組合中水箱與集熱器循環(huán)連通，多組組合內(nèi)的水箱之間連通，一體機式太陽能供暖系統(tǒng)還包括散熱器，多組組合內(nèi)的水箱與散熱器循環(huán)連通。該系統(tǒng)雖然利用了太陽能作為供暖來源并且減小了水箱占地面積，一定程度上降低了能耗和熱量散失，但是儲熱過程和散熱過程間隔時間長，其儲熱效果還是無法滿足晝夜溫差較大地區(qū)的取暖要求，水箱內(nèi)的溫度無法實現(xiàn)恒定，除此之外該裝置對于太陽能的利用率也不高，應用在上述晝夜溫差較大地區(qū)達不到理想太陽能利用效果。中國專利文獻CN103807907A公開了一種利用太陽能的發(fā)電及供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)在供暖基礎之上，增加了太陽能發(fā)電功能，雖然能夠減少電能消耗，提高太陽能利用率，但是還是存在儲熱效果無法滿足晝夜溫差較大地區(qū)的取暖要求的問題，除此之外該系統(tǒng)采用太陽能電池模塊在太陽能照射下隨著溫度的升高產(chǎn)電效率會大大降低，太陽能電池模塊沒有利用的太陽能也無法被供暖系統(tǒng)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種儲熱效果良好、能耗低、適用于晝夜溫差較大地區(qū)使用的取暖系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn):
[0007]本發(fā)明取暖系統(tǒng)，包括取暖模塊、發(fā)電模塊、動力模塊，取暖模塊包括依次相連的可使工質吸收建筑內(nèi)部和/或外部熱量的集熱裝置、儲存工質熱量的儲熱裝置、可使工質散發(fā)熱量到建筑內(nèi)部的放熱裝置;發(fā)電模塊包括太陽能電池板、儲電裝置、分別連接太陽能電池和儲電裝置的太陽能控制器，所述太陽能電池板與集熱裝置緊密設置使得集熱裝置吸收太陽能電池板的熱量，所述發(fā)電模塊與動力模塊相連;所述動力模塊包括可使工質在集熱裝置與儲熱裝置之間循環(huán)流動以及可使工質在儲熱裝置與放熱裝置之間循環(huán)流動的動力裝置，用于檢測集熱裝置、儲熱裝置、放熱裝置內(nèi)部工質溫度的溫度檢測裝置和與動力裝置、溫度檢測裝置分別相連使得動力裝置在上述兩種工質流動模式之間切換的控制裝置。
[0008]在控制裝置內(nèi)預先設定第一額定溫度、第二額定溫度、第三額定溫度，所述溫度檢測裝置檢測到在集熱裝置中工質溫度達到第一額定溫度時反饋到控制裝置，從而控制裝置作用于動力裝置使得集熱裝置中達到第一額定溫度的工質流入儲熱裝置、儲熱裝置中低于第一額定溫度的工質流入集熱裝置，如此循環(huán)維持儲熱裝置中工質溫度達到第一額定溫度;溫度檢測裝置檢測到所述動力模塊在放熱裝置中工質溫度低于第三額定溫度時反饋到控制裝置，從而控制裝置作用于動力裝置使得儲熱裝置中達到第二額定溫度的工質流入放熱裝置、放熱裝置中低于第二額定溫度的工質流入儲熱裝置，直到放熱裝置中的工質溫度達到第二額定溫度，第一額定溫度不小于第二額定溫度，第三額定溫度小于第二額定溫度。
[0009]具體使用時，當晝夜溫差較大地區(qū)處于白晝時，太陽輻射大，環(huán)境溫度高，集熱裝置中工質溫度達到第一額定溫度時系統(tǒng)處于供暖狀態(tài)，所述動力裝置使得儲熱裝置中達到第一額定溫度的工質流入放熱裝置同時放熱裝置中低于第一額定溫度的工質流入儲熱裝置，本發(fā)明在儲熱狀態(tài)下通過動力模塊保證儲熱裝置中的工質始終達到第一額定溫度，保證儲熱裝置的儲熱效果；當晝夜溫差較大地區(qū)處于黑夜時，環(huán)境溫度較低，當放熱裝置中工質低于第三額定溫度時，系統(tǒng)切換為供暖狀態(tài)，由于動力裝置的作用，儲熱裝置中的工質仍然處于第一額定溫度，第一額定溫度不小于第二額定溫度，因此儲熱裝置輸出的工質必然達到第二額定溫度，由此縮短了儲熱過程與散熱過程的時間間隔，有效的使得儲熱裝置中達到第二額定溫度的工質流入放熱裝置，放熱裝置中低于第二額定溫度的工質流入到儲熱裝置，直到放熱裝置的工質達到第二額定溫度，即能夠滿足用戶的供暖需求，由此實現(xiàn)理想的供暖效果，滿足晝夜溫差較大地區(qū)的取暖需求，此為本發(fā)明相對于現(xiàn)有取暖系統(tǒng)的使用優(yōu)點之一。除此之外，增設太陽能電池板能夠更大程度的利用太陽能，降低取暖系統(tǒng)的能耗，太陽能電池板與集熱裝置緊密設置，使得集熱裝置能夠吸收太陽能電池板的熱量，一方面對于太陽能電池板來說集熱裝置能夠有效的降低太陽能電池板的溫度，防止太陽能電池板因溫度過高而導致的產(chǎn)電率降低，另一方面對于整個取暖系統(tǒng)來說，集熱裝置吸收的太陽能能夠重新利用到系統(tǒng)供暖中，實現(xiàn)了熱量回收，兩方面效果相互促進，更進一步提高了太陽能的利用率，此為本發(fā)明相對于現(xiàn)有取暖系統(tǒng)的使用優(yōu)點之二。上述的吸熱工質可選用乙二醇與水的混合溶液，乙二醇和水2:3混合，其吸熱傳熱性質優(yōu)良，并且冰點可降至-25°C。吸熱工質采用的是40%乙二醇混合水溶液，冰點可低至-25°c，加上系統(tǒng)的防凍設計，吸熱工質幾乎不可能凍住。乙二醇與水市面上也較為常見。
[0010]作為上述取暖系統(tǒng)的進一步改進，所述集熱裝置包括用于吸收建筑頂部熱量的頂部集熱組件以及與頂部集熱組件相連并用于吸收建筑墻面熱量的墻面集熱組件。在實際安裝到建筑上時，建筑頂部以及前面均分布有集熱裝置，由此實現(xiàn)了對太陽能、建筑內(nèi)部和/或外部熱量的充分利用，提高了集熱裝置的集熱效率。
[0011]進一步地，所述頂部集熱組件為供工質流通的迂回吸熱盤管，所述墻面集熱組件為供工質流通的集熱腔，該集熱腔包括透光面。在實際應用到建筑上時，建筑外側頂部采用迂回吸熱盤管增大了頂部集熱組件的集熱面積，使得流通在迂回吸熱盤管內(nèi)的工質能夠充分吸收外界熱量;集熱腔的使用同樣使得工質流動面積更大，提高了墻面集熱組件的集熱效率，考慮成本因素，透光面能夠使得集熱腔內(nèi)部的工質吸熱濾大大提高，迂回吸熱盤管可以選用具有太陽能吸熱涂層的銅管。
[0012]進一步地，所述太陽能電池板傾斜設置于迂回吸熱盤管的管道間隙中，由此使得迂回吸熱盤管中的流通的工質能夠充分吸收太陽能電池板自身的熱量，降低太陽能電池板的溫度，保證其產(chǎn)電率的同時提高了太陽能的利用率。太陽能電池板可以采用一定的支撐結構固定在迂回吸熱盤管的管道間隙中。
[0013]進一步地，所述透光面由鋼化玻璃材料構成。鋼化玻璃擁有較好的強度，抗風壓性，寒暑性，沖擊性等，適用于晝夜溫差巨大地區(qū)的取暖系統(tǒng)。
[0014]進一步地，所述頂部集熱組件與墻面集熱組件通過并行聯(lián)接方式連接。頂部集熱組件與墻面集熱組件并行聯(lián)接，保證了集熱裝置的工作穩(wěn)定性，頂部集熱組件與墻面集熱組件之一出現(xiàn)故障需要維修時，彼此能夠互相補助，不容易出現(xiàn)系統(tǒng)故障停機的情況。
[0015]作為上述取暖系統(tǒng)的進一步改進，所述動力裝置包括設置于儲熱裝置工質輸入端的輸入栗、設置于儲熱裝置工質輸出端的輸出栗、所述溫度檢測裝置包括分別設置于集熱裝置、儲熱裝置、放熱裝置內(nèi)部的溫度傳感器，輸入栗進口端分兩個支路分別與集熱裝置、放熱裝置輸出端連通，輸出栗出口端分兩個支路分別與集熱裝置、放熱裝置輸入端連通，所述控制裝置包括設置于每個支路上控制工質通斷的電磁閥，與溫度傳感器、電磁閥分別相連的溫度控制器以及分別設置于輸入栗進口端與其兩個支路連接處以及輸出栗出口端與其兩個支路連接處的三通閥，電磁閥分別與輸入栗、輸出栗聯(lián)動設置。
[0016]在具體使用時，事先在溫度控制器中設定好第一額定溫度、第二額定溫度，第三額定溫度，白晝太陽輻射較強時，儲熱狀態(tài)下，手動操作三通閥使得儲熱裝置與放熱裝置之間的支路關閉，集熱裝置中的溫度傳感器檢測到集熱裝置中的工質溫度達到第一額定溫度，儲熱裝置中的溫度傳感器檢測到儲熱裝置中的工質溫度低于第一額定溫度，并將溫度信號反饋到溫度控制器，溫度控制器控制電磁閥均打開，電磁閥聯(lián)動輸出栗、輸入栗打開，此時在輸出栗和輸入栗的作用下，集熱裝置中達到第一額定溫度的工質流入儲熱裝置中，儲熱裝置中低于第一額定溫度的工質流入集熱裝置中，當檢測到儲熱裝置中的溫度傳感器檢測到儲熱裝置中的工質溫度達到第一額定溫度時，溫度控制器控制電磁閥均關閉，電磁閥聯(lián)動輸出栗、輸入栗關閉，一段時間后當儲熱裝置溫度再次低于第一額定溫度時，重復上述所有操作，由此保證儲熱裝置中工質維持在第一額定溫度，由此實現(xiàn)將集熱裝置中達到第一額定溫度的工質流入儲熱裝置、儲熱裝置中低于第一額定溫度的工質流入集熱裝置，直到儲熱裝置中工質達到第一額定溫度；
[0017]夜晚，當用戶感到環(huán)境溫度降低時或放熱裝置中的溫度傳感器檢測到溫度低于第三額定溫度時，通過手動操作三通閥使得集熱裝置與儲熱裝置之間的支路關閉，儲熱裝置與放熱裝置之間的支路打開，溫度控制器控制電磁閥打開，電磁閥聯(lián)動輸出栗、輸入栗打開，此時儲熱裝置中工質溫度達到第一額定溫度，第一額定溫度不小于第二額定溫度，因此必然達到第二額定溫度，輸入栗進口端與集熱裝置的輸出端之間的支路上的電磁閥，輸出栗出口端與集熱裝置輸入端的支路上的電磁閥均處于關閉狀態(tài)，打開輸入栗進口端與放熱裝置出口端支路上的電磁閥以及輸出栗出口端與放熱裝置進口端支路上的電磁閥，打開輸出栗、輸入栗，放熱裝置中低于第二額定溫度的工質流入儲熱裝置，儲熱裝置中達到第二額定溫度的工質流入放熱裝置，當放熱裝置中工質溫度達到第二額定溫度時，控制器控制電磁閥關閉，電磁閥連通輸出栗、輸入栗關閉，由此實現(xiàn)供暖，當放熱裝置中的溫度傳感器再次檢測到溫度低于第三額定溫度時，即需要再次進行供暖時，重復上述操作，由此保證了放熱裝置中的工質溫度。作為上述取暖系統(tǒng)的進一步改進，所述儲熱裝置為設置于建筑底部的保溫水箱。儲熱裝置采用保溫水箱能夠進一步減少集熱裝置與儲熱裝置之間工質的交替循環(huán)次數(shù)，減少了動力模塊的動力消耗，進一步降低了系統(tǒng)能耗，保溫水箱設置于建筑底部節(jié)約了安裝空間，也使得取暖系統(tǒng)安裝結構更加美觀。
[0018]作為上述取暖系統(tǒng)的進一步改進，所述儲熱裝置連有輔助熱栗，所述輔助熱栗與發(fā)電模塊相連。輔助熱栗的設置是為了應對儲熱裝置供給放熱裝置的熱量無法滿足建筑供暖需求的情況，輔助熱栗對儲熱裝置中的工質進行輔助加熱達到建筑供暖需求。
[0019]作為上述取暖系統(tǒng)的進一步改進，所述放熱裝置包括用于將熱量散發(fā)至建筑底面的散熱管道和用于將熱量散發(fā)至建筑墻面的散熱片，散熱管道和散熱片通過并行聯(lián)接方式連接。實際應用于建筑時，建筑底部的散熱管道作為地暖方式，在這里是以整個地面為熱量輸出端，通過地板下的散熱管道將熱量均勻加熱、輻射到整個地面，利用地面自身的蓄熱和熱量向上輻射的規(guī)律由下至上進行傳導，來達到采暖的目的；建筑墻體內(nèi)的散熱片能夠讓工質攜帶的熱量更快地地傳送到建筑室內(nèi)。同樣地，散熱管道與散熱片之間采用并行聯(lián)接，提高了放熱裝置的工作穩(wěn)定性，及時二者之一出現(xiàn)故障也不會導致取暖系統(tǒng)停機，方便了系統(tǒng)維修。
[0020]以下通過附圖以及【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明取暖系統(tǒng)的結構示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明取暖系統(tǒng)的仰視示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明取暖系統(tǒng)的連接示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明取暖系統(tǒng)中太陽能電池板與迂回吸熱盤管的位置關系示意圖。
[0025]圖5為采用trnsys軟件對實施例中本發(fā)明取暖系統(tǒng)的儲熱裝置中工質溫度變化評測圖，橫坐標為時間單位為小時，縱坐標為溫度單位為攝氏度。
[0026]圖6為采用trnsys軟件對實施例中本發(fā)明建筑室內(nèi)溫度變化評測圖，橫坐標為時間單位為小時，縱坐標為溫度單位為攝氏度。
【具體實施方式】
[0027]以下通過本發(fā)明取暖系統(tǒng)在新疆地區(qū)建筑中應用對本發(fā)明作進一步地說明。
[0028]如圖1-4所示，本發(fā)明取暖系統(tǒng)包括取暖模塊、發(fā)電模塊、動力模塊，
[0029]取暖模塊包括通過管道4依次相連的供工質吸收建筑8內(nèi)部和/或外部熱量的集熱裝置1、儲存工質熱量的儲熱裝置2、供工質散發(fā)熱量到建筑8內(nèi)部的放熱裝置3;這里的管道4優(yōu)選采用PE管道，這里的吸熱工質可選用乙二醇與水的混合溶液，乙二醇和水2:3混合，其吸熱傳熱性質優(yōu)良，并且冰點可降至_25°C。吸熱工質采用的是40%乙二醇混合水溶液，冰點可低至-25°C，加上系統(tǒng)的防凍設計，吸熱工質幾乎不可能凍住。乙二醇與水市面上也較為常見，方便購買使用。所述集熱裝置I包括設置于建筑頂部外側的頂部集熱組件以及設置于建筑墻面并與頂部集熱組件相連的墻面集熱組件，所述頂部集熱組件為設置于建筑外側頂部供工質流通的迂回吸熱盤管101，所述墻面集熱組件為建筑墻面外側與設置于建筑墻面外側的透光墻面構成的供工質流通的集熱腔102，所述透光墻面優(yōu)選由鋼化玻璃材料構成，所述頂部集熱組件與墻面集熱組件通過并行聯(lián)接方式連接，即迂回吸熱盤管101與集熱腔102通過管道4實現(xiàn)并行聯(lián)接，鑒于我國處于在北半球地區(qū)，相比于建筑8的其他墻面，陽光更多的照射于南面墻。因此集熱腔102優(yōu)選設置于建筑8的南面墻。
[0030]發(fā)電模塊包括太陽能電池板10、儲電裝置、分別連接太陽能電池板10和儲電裝置的太陽能控制器，所述太陽能電池板10與集熱裝置I緊密設置使得集熱裝置I吸收太陽能電池板10的熱量，優(yōu)選所述太陽能電池板10傾斜設置于迂回吸熱盤管101的管道間隙中。
[0031]所述發(fā)電模塊與動力模塊相連;所述動力模塊使得集熱裝置I中達到第一額定溫度的工質流入儲熱裝置2、儲熱裝置2中低于第一額定溫度的工質流入集熱裝置1，直到儲熱裝置2中工質達到第一額定溫度;在供暖狀態(tài)下，該供暖狀態(tài)即當放熱裝置3中的溫度傳感器檢測到溫度低于第三額定溫度時，即為需要供暖的狀態(tài)，所述動力模塊使得儲熱裝置2中達到第二額定溫度的工質流入放熱裝置3、放熱裝置3中低于第二額定溫度的工質流入儲熱裝置2，直到放熱裝置3中的工質達到第二額定溫度，第一額定溫度不小于第二額定溫度。具體地，所述動力模塊包括設置于儲熱裝置2工質輸入端的輸入栗61、設置于儲熱裝置2工質輸出端的輸出栗62、用于測量集熱裝置1、儲熱裝置2、放熱裝置3內(nèi)工質溫度的溫度傳感器，輸入栗61進口端分兩個支路分別與集熱裝置1、放熱裝置3輸出端連通，輸出栗62出口端分兩個支路分別與集熱裝置1、放熱裝置3輸入端連通，每個支路上設有控制工質通斷的電磁閥，所述溫度傳感器、電磁閥、輸入栗61、輸出栗62均與溫度控制器相連，所述儲熱裝置2連有輔助熱栗9，所述輔助熱栗9與發(fā)電模塊相連，即所述輸入栗61、輸出栗62、輔助熱栗9、溫度控制器、輸入栗61進口端與集熱裝置I的輸出端之間的支路上以及輸出栗62出口端與集熱裝置I的輸入端之間的支路上分別設有第一電磁閥7b，輸入栗61進口端與放熱裝置3的輸出端之間的支路上以及輸出栗62出口端與放熱裝置3的輸入端之間的支路上分別設有第二電磁閥7a，在輸入栗61進口端與其兩個支路連接處以及輸出栗62出口端與其兩個支路均增設三通閥5，作為第一電磁閥7b、第二電磁閥的備用閥門，方便電磁閥檢修更換。實踐證明，第一額定溫度為45-55°C，第二額定溫度為40-45°C時，第三額定溫度為10_14°C時系統(tǒng)儲熱、取暖效果最好，用戶的使用體驗最佳，根據(jù)電磁閥實際使用情況，第一電磁閥7b較第二電磁閥7a使用頻率更高，第一電磁閥7b優(yōu)選為常開電磁閥，第二電磁閥7a優(yōu)選為常閉電磁閥。
[0032]所述儲熱裝置2為設置于建筑底部的保溫水箱。保溫水箱與所述輔助熱栗9相連，所述輔助熱栗9與發(fā)電模塊相連。所述放熱裝置3包括迂回排布于建筑地面的散熱管301道和設置于建筑墻面內(nèi)側/內(nèi)部的散熱片302，散熱管道301和散熱片302通過并行聯(lián)接方式連接。
[0033]鑒于上述集熱裝置I包括了迂回吸熱盤管101和集熱腔10、放熱裝置3包括了散熱管道301和散熱片302，集熱裝置I中的迂回吸熱盤管101和集熱腔10各份額別設置有溫度傳感器，放熱裝置3包括了散熱管道301和散熱片302各分別設有溫度傳感器，溫度傳感器、太陽能儲電裝置、太陽能控制器、溫度控制器的安裝均為現(xiàn)有技術，在附圖中未顯示，在此也不再贅述。
[0034]以下為本發(fā)明在實際應用過程中的工作過程:事先在溫度控制器中設定好第一額定溫度、第二額定溫度，第三額定溫度，白晝太陽輻射較強時，儲熱狀態(tài)下，手動操作三通閥使得儲熱裝置與放熱裝置之間的支路關閉，集熱裝置中的溫度傳感器檢測到集熱裝置中的工質溫度達到第一額定溫度，儲熱裝置中的溫度傳感器檢測到儲熱裝置中的工質溫度低于第一額定溫度，并將溫度信號反饋到溫度控制器，溫度控制器控制電磁閥均打開，電磁閥聯(lián)動輸出栗、輸入栗打開，此時在輸出栗和輸入栗的作用下，集熱裝置中達到第一額定溫度的工質流入儲熱裝置中，儲熱裝置中低于第一額定溫度的工質流入集熱裝置中，當檢測到儲熱裝置中的溫度傳感器檢測到儲熱裝置中的工質溫度達到第一額定溫度時，溫度控制器控制電磁閥均關閉，電磁閥聯(lián)動輸出栗、輸入栗關閉，一段時間后當儲熱裝置溫度再次低于第一額定溫度時，重復上述所有操作，由此保證儲熱裝置中工質維持在第一額定溫度，由此實現(xiàn)將集熱裝置中達到第一額定溫度的工質流入儲熱裝置、儲熱裝置中低于第一額定溫度的工質流入集熱裝置，直到儲熱裝置中工質達到第一額定溫度；
[0035]夜晚，當用戶感到環(huán)境溫度降低時或放熱裝置中的溫度傳感器檢測到溫度低于第三額定溫度時，通過手動操作三通閥使得集熱裝置與儲熱裝置之間的支路關閉，儲熱裝置與放熱裝置之間的支路打開，溫度控制器控制電磁閥打開，電磁閥聯(lián)動輸出栗、輸入栗打開，此時儲熱裝置中工質溫度達到第一額定溫度，第一額定溫度不小于第二額定溫度，因此必然達到第二額定溫度，輸入栗進口端與集熱裝置的輸出端之間的支路上的電磁閥，輸出栗出口端與集熱裝置輸入端的支路上的電磁閥均處于關閉狀態(tài)，打開輸入栗進口端與放熱裝置出口端支路上的電磁閥以及輸出栗出口端與放熱裝置進口端支路上的電磁閥，打開輸出栗、輸入栗，放熱裝置中低于第二額定溫度的工質流入儲熱裝置，儲熱裝置中達到第二額定溫度的工質流入放熱裝置，當放熱裝置中工質溫度達到第二額定溫度時，控制器控制電磁閥關閉，電磁閥連通輸出栗、輸入栗關閉，由此實現(xiàn)供暖，當放熱裝置中的溫度傳感器再次檢測到溫度低于第三額定溫度時，即需要再次進行供暖時，重復上述操作，由此保證了放熱裝置中的工質溫度。
[0036]當儲熱裝置中的工質熱量因故無法滿足供暖要求時，比如天氣為陰天，啟動輔助熱栗對儲熱裝置中的工質進行加熱以供暖。
[0037]太陽能電池板將太陽能轉化成電能并儲存在儲電裝置中，太陽能電池板在運行過程中發(fā)熱，集熱裝置中的迂回吸熱盤管在對外界吸熱過程中，也對太陽能電池板充分吸熱，降低了太陽能電池板的工作溫度，提高了太陽能電池板的產(chǎn)電效率，同時，迂回吸熱盤管吸收的熱量利用到供暖中，由此大大提高了位于晝夜溫差較大地區(qū)的建筑的太陽能利用率。
[0038]
【申請人】米用trnsysTransient System Simulat1nProgram，即瞬時系統(tǒng)模擬程序軟件對本實施例所述的晝夜溫差取暖系統(tǒng)進行模擬評測，設置時長:模擬開始時間:744小時;模擬結束時間:2208小時;一個仿真時間間隔:0.25小時。
[0039 ]如圖5、6，模擬結果，得出的儲熱裝置溫度變化圖與建筑室內(nèi)溫度變化圖，本晝夜溫差取暖系統(tǒng)可行，能夠達到預期的儲熱效果和供暖效果效果。
[0040]以例子中房屋面積計算一個采暖季約4個月需要2.5噸標煤，轉換成電量約為6250kwh。本晝夜溫差取暖系統(tǒng)中輸入栗61和輸出栗62每天約運行18小時，輸入栗61和輸出栗62的功率總和功率約為0.5kw，一個采暖季用電1080kwh。大大節(jié)約了煤炭消耗量，減少排放，通過太陽能電池板進行發(fā)電之后，更大程度上減少了能源消耗，本系統(tǒng)適用于晝夜溫差較大的地區(qū)。
[0041 ]本系統(tǒng)能源主要來自太陽能，工質較易獲得，初次投入較高但是運行成本極低，結構不復雜，維護方便，長期考慮價格相對低廉。而且這些地區(qū)的人口分散，房屋多為層數(shù)較少的平屋，可使用該系統(tǒng)的房屋較多，市場前景良好。該系統(tǒng)可應用于廣大西部地區(qū)，順應西部開發(fā)政策，應用前景良好?？筛鶕?jù)用戶個人感受自動調(diào)節(jié)取暖溫度。
【主權項】
1.取暖系統(tǒng)，其特征在于，包括取暖模塊、發(fā)電模塊、動力模塊， 取暖模塊包括依次相連的可使工質吸收建筑(8)內(nèi)部和/或外部熱量的集熱裝置(I)、儲存工質熱量的儲熱裝置(2)、可使工質散發(fā)熱量到建筑(8)內(nèi)部的放熱裝置(3); 發(fā)電模塊包括太陽能電池板(10)、儲電裝置、分別連接太陽能電池板(10)和儲電裝置的太陽能控制器，所述太陽能電池板(10)與集熱裝置(I)緊密設置使得集熱裝置(I)吸收太陽能電池板(10)的熱量，所述發(fā)電模塊與動力模塊相連； 所述動力模塊包括可使工質在集熱裝置(I)與儲熱裝置(2)之間循環(huán)流動以及可使工質在儲熱裝置(2)與放熱裝置(3)之間循環(huán)流動的動力裝置，用于檢測集熱裝置(1)、儲熱裝置(2)、放熱裝置(3)內(nèi)部工質溫度的溫度檢測裝置和與動力裝置、溫度檢測裝置分別相連使得動力裝置在上述兩種工質流動模式之間切換的控制裝置。2.如權利要求1所述的取暖系統(tǒng)，其特征在于，所述集熱裝置(I)包括用于吸收建筑(8)頂部熱量的頂部集熱組件以及與頂部集熱組件相連并用于吸收建筑(8)墻面熱量的墻面集熱組件。3.如權利要求2所述的取暖系統(tǒng)，其特征在于，所述頂部集熱組件為供工質流通的迂回吸熱盤管(101)，所述墻面集熱組件為供工質流通的集熱腔(102)，該集熱腔(102)包括透光面。4.如權利要求3所述的取暖系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電池板(10)傾斜設置于迂回吸熱盤管(101)的管道間隙中。5.如權利要求3所述的取暖系統(tǒng)，其特征在于，所述透光面由鋼化玻璃材料構成。6.如權利要求2所述的取暖系統(tǒng)，其特征在于，所述頂部集熱組件與墻面集熱組件通過并行聯(lián)接方式連接。7.如權利要求1所述的取暖系統(tǒng)，其特征在于，所述動力裝置包括設置于儲熱裝置(2)工質輸入端的輸入栗(61)、設置于儲熱裝置(2)工質輸出端的輸出栗(62)、所述溫度檢測裝置包括分別設置于集熱裝置(I)、儲熱裝置(2)、放熱裝置(3)內(nèi)部的溫度傳感器，輸入栗(61)進口端分兩個支路分別與集熱裝置(1)、放熱裝置(3)輸出端連通，輸出栗(62)出口端分兩個支路分別與集熱裝置(I)、放熱裝置(3)輸入端連通，所述控制裝置包括設置于每個支路上控制工質通斷的電磁閥，與溫度傳感器、電磁閥分別相連的溫度控制器以及分別設置于輸入栗(61)進口端與其兩個支路連接處以及輸出栗(62)出口端與其兩個支路連接處的三通閥(5)，電磁閥分別與輸入栗(61)、輸出栗(62)聯(lián)動設置。8.如權利要求1所述的取暖系統(tǒng)，其特征在于，所述儲熱裝置(2)為保溫水箱。9.如權利要求1所述的取暖系統(tǒng)，其特征在于，所述儲熱裝置(2)連有輔助熱栗(9)，所述輔助熱栗(9)與發(fā)電模塊相連。10.如權利要求1所述的取暖系統(tǒng)，其特征在于，所述放熱裝置(3)包括用于將熱量散發(fā)至建筑(8)底面的散熱管道(301)和用于將熱量散發(fā)至建筑(8)墻面的散熱片(302)，散熱管道(301)和散熱片(302)通過并行聯(lián)接方式連接。
【文檔編號】F24D15/02GK106051901SQ201610392972
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】袁中原, 潘敏誼, 王晨, 王曉亮
【申請人】西南交通大學