[实用新型]一种利用太阳能的蓄热采暖系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用太阳能的蓄热采暖系统。

背景技术

随着我国国民经济的持续发展，城乡人民生活水平的不断提高，居住条件得到改善，同时，建筑能耗快速增长，建筑用能占全社会能源消费量的比例约为30%，从而加剧了能源供应的紧张局势。在建筑能耗中，供热采暖用能约占45%，是建筑节能的重点领域。为降低建筑能耗，既要节约，又要开源，所以，我国相关科研人员正在致力于扩大可再生能源在建筑中的应用范围。太阳能是永不枯竭的清洁能源，是人类可以长期依赖的重要能源之一，利用太阳热能为建筑物供热采暖可以获得非常良好的节能和环境效益，长期以来，一直受到世界各国的普遍重视。近十余年来，欧洲、北美发达国家的太阳能供热采暖规模化利用技术快速发展，建成了大批利用太阳能的区域供热采暖工程，并编写出版了相应的技术指南和设计手册。我国很多寒冷地区的太阳能非常丰富，为充分利用这一自然能源，我国住建部和国家质量监督检验检疫总局于2009年3月19日联合发布《太阳能供暖采暖工程技术规范》（GB50495-2009），2009年8月1日实施。

太阳能是一种不稳定热源，会受到阴天、雨、雪天气的影响。太阳能的供给不论在量上还是在时间上都是变化的。能够获取太阳能只能是在白天，特别是直接日照，只有在晴天时才能获得，而生活中的能源，早晨和晚上要比白天集中。如果暂时能把太阳能储存起来，在必要的时候再次回收利用的话，既可以提高能源的便利性又能扩大适用范围。因此，该发明拟采用蓄热措施将白天的太阳热转移到夜间采暖用。如果供热量变动超过蓄热装置能力的场合，或是供热温度低于用户端要求的场合可以设置辅助热源进行补充。无论是集热效率还是集热温度，冬季都比夏季容易下降，因此，太阳热利用系统一般采用锅炉或者热泵作为辅助热源，本实用新型对设置辅助热源部分不做权利要求。

目前太阳能蓄热系统主要有五种形式：地下水池、土壤埋管、卵石堆、储热水箱和相变材料。由于前两种蓄热方式均受到当地的地质、水文、土壤条件的影响，所以只在特定的区域并具有一定规模的用能时适用。第三、第四种蓄热方式都需要大容积的蓄热装置，用热必须具有一定规模，而且能保证该系统有足够多的储热空间时才适用。该实用新型主要针对分散采暖的居民，系统相对较小，应用灵活。所以蓄热方式拟采用相变材料蓄热。

相变材料蓄热已经在建筑节能中有所应用，应用最多的是被动太阳房的墙材中。相变蓄热材料的蓄热密度大，在相变时输出温度比较稳定。根据太阳能供热采暖系统的工作温度，选择合适的相变材料，使相变材料的相变温度与系统的工作温度范围相匹配。常用的相变材料，比如，聚乙烯乙二醇的熔点20~25℃，熔化潜热146kJ/kg,固体密度1100 kg/m³，固态比热容为2260kJ/kg℃；十二水磷酸二钠的熔点36℃，熔化潜热280kJ/kg,固体密度1520kg/m³，固态比热容为1690kJ/kg℃，液态比热容1940 kJ/kg℃。

本实用新型针对太阳能丰富的寒冷地区分散采暖的居民用户，设计一套利用太阳能的蓄热采暖系统。

发明内容

本实用新型针对太阳能丰富的寒冷地区分散采暖的居民用户，设计一套利用太阳能的蓄热采暖系统。

本实用新型的基本思路是：白天，太阳能集热器蓄热，热水通过泵的驱动将热量不断输送给室内的低温地板辐射采暖加热盘管中，盘管加热填充层的相变蓄热材料，同时，室内温度也会升高，白天采暖。到晚上，关闭泵，和截止阀a和截止阀b，打开旁通阀和截止阀c，将系统中室外部分的管道中的水放空，防止夜间管道冻裂。在夜间，混有相变蓄热块的填充层不断向室内传热，达到采暖的目的。整个采暖系统的工作介质可以是水，也可以是防冻液。如果工作介质允许用水，保温储水箱中的水也可用于生活热水。如果将保温储水箱中的水作为生活热水，则需要在室内设置高位水箱，并设置水泵将热水从保温储水箱泵入高位水箱，高位水箱中的热水靠重力流向生活热水水龙头。采暖系统补水方法为：将补水管插入保温储水箱的排气孔补充所排出的热水。