[发明专利]一种太阳能相变蓄能接触式采暖系统

说明书

技术领域

本发明属于暖通空调技术应用领域，涉及室内热舒适度调节和系统节能过程，特别涉及一种太阳能相变蓄能接触式采暖系统。

背景技术

随着能源的日益短缺以及环境污染情况的加剧，节能、环保成已为我国经济发展新的支柱产业。目前，建筑总能耗占全国总能耗的19.74％，特别是采暖能耗，占建筑能耗的32.5％。但我国北方地区设有采暖的建筑还主要集中在城市，广大农村地区的土坯民居一般采用燃烧秸秆等生物燃料搭建火炕的方式作为取暖设施，而大量新建的乡村民居和很多乡镇民居室内只能采用烧煤取暖，甚至没有采暖设施，冬季室内环境恶劣。

太阳能是一种清洁、环保的可再生能源，有效利用太阳能不仅可以缓解能源紧缺，而且还可以减少因燃用化石燃料等常规能源引起的环境污染。我国北方地区太阳能辐射分布非常丰富，但是由于冬季太阳能能源密度低，以及太阳能本身的间歇性和不稳定性，且受昼夜、季节以及多云阴雨天气等随机因素的影响，因此限制了太阳能技术在采暖方面的利用。

太阳能蓄热技术利用蓄热材料的相变蓄热，可以有效的减小蓄积能量所需的容积，可以实现太阳能的充分和持续稳定利用，是解决这一问题的良好途径。

借鉴“火炕”、“电热毯”的取暖原理，将热水直接通入人体接触的家居用品中，如床垫、脚垫、座垫和靠垫之中，依靠均匀的表面温度实现热的传导、辐射，获得舒适的局部取暖效果。接触式采暖的显著特点是人体接触的家居用品要求温度低，内部介质流速低，进出口的换热温差较小，一般只有2～4℃，因此供暖介质的温度可以在30～35℃之间，大大降低了供暖介质的温度要求，为低品位能源的利用提供了可行性。此外，接触式采暖装置提供的采暖区域是人长期停留的地方，因此供暖区域小，因此消耗的能源小，为冬季低品质能源的应用提供了便利。

申请号为98237667.7的中国专利公开了一种与床垫相连的加热装置，这种电热水加热装置，将热水送至具有一定几何形状排列的管状部件和热交换容器的床垫中，其发明解决传统电热毯铺在床上有电流，形成悬浮电压，存在破坏人体白血球的风险。申请号为200810182301的中国专利公开了一种水热毯，该发明采用电加热的热水容器，容器上下开孔，并连接到塑料管盘成的床垫中。申请号为201310045353.9的中国专利公开了一种水热毯，该发明公布了一种水热毯的结构形式，该结构具有水阻力小，可折叠，不宜漏水的特点。申请号为:201220707404.0的中国专利公开了一种水热垫，该发明提供了一种具有自动电加热功能的热水床垫，并简要说明了热水床垫的布置形式。申请号201310720483的中国发明专利公布了一种应用于极端条件下的模块化太阳能蓄热系统，该发明通过太阳能电池板加热热水，并将热量存储在模块化的相变蓄热器中。申请号为201310708498.2的中国发明专利公布了一种采用太阳能蓄热水池及热泵的复合供暖空调系统，该发明采用蓄热水池存贮太阳能热量，并采用热泵作为辅助。申请号为201010611919.6的中国专利公开了一种太阳能、热泵与毛细管网复合热水采暖制冷装置，该装置采用储热水箱来储存太阳能的能量，在水箱温度不足时，利用水源热泵来提升水箱的温度，这种装置对于太阳能的储存属于显热存储，储热水箱的体积较大。申请号为201320286376.4的中国专利公布了复合式主动相变蓄热采暖系统，该系统包括通过太阳能热水相变地板和和电加热相变地板两套供热系统。

现有的接触式采暖的有关专利均将热水作为介质各种热水垫，并都是采用电作为加热源，是将人体直接近距离接触电的“电热毯”的提升和改变，是为了解决人体近距离接触电流所带来的隐患，太阳能蓄热方面的相关专利主要集中在将太阳能存贮在蓄热装置中。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，提出一种在冬季能充分利用有限的太阳能，实现蓄热的接触式采暖系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：包括太阳能集热单元以及作为接触式采暖终端的热水床垫、热水脚垫、热水座垫以及热水靠垫；太阳能集热单元与用于存贮和释放热量的相变蓄热单元相连，相变蓄热单元将热量分别输送到热水床垫、热水脚垫、热水座垫以及热水靠垫，实现接触式采暖。

所述的相变蓄热单元的入口处还连接有在太阳能集热单元的热量不能满足系统用量时的辅助热源。

所述的太阳能集热单元和辅助热源与相变蓄热单元之间的回路上均设置有为各自循环回路提供动力的太阳能集热循环泵和辅助热源循环泵。