[发明专利]一种基于跨季节土壤蓄热的太阳能供热采暖系统

权利要求书

1.一种基于跨季节土壤蓄热的太阳能供热采暖系统，其特征在于，该系统包括集热装置、缓冲水箱、地埋管换热装置、辅助热源、由多个循环泵、多个阀门组成的换向循环泵组、温度传感器、控制阀门开闭的控制器、电动执行器及连接管路，其中集热装置的出口通过连接管路与集热装置并联的第一阀门一端口相连，再与第二阀门串联后和缓冲水箱一侧上部第一进口相连，集热装置的进口依次与第一循环泵、第一阀门的另一端、第三阀门串联后与缓冲水箱一侧下部第一出口相连；地埋管换热装置边缘端口直接与缓冲水箱一侧下部第二进口相连，地埋管换热装置的中心端口通过换向循环泵组与缓冲水箱一侧上部第二出口相连；缓冲水箱另一侧上部第三出口依次通过循环泵与辅助热源与采暖末端相连；缓冲水箱另一侧下部第三进口直接与采暖末端相连；在集热装置进出口位置、水箱上部和下部位置、蓄热场进出口位置、室内房间位置分别布置温度传感器，并通过信号电缆连接至中央控制器；在集热装置连接管路、蓄热连接管路和供暖连接管路中的相应阀门分别布置电动执行器，并通过控制信号电缆连接至中央控制器；所述的换向循环泵组由两个循环泵和两个阀门组成，其中一个循环泵和一个阀门串联后与另一个循环泵和另一个阀门串联后并联，所述两个循环泵方向相反；

所述地埋管换热装置由埋于土壤下的地埋管管网、两个分集水器、地下保温层及防水层组成，其中两个分集水器分别与地埋管管网的进水口、出水口相连，地下保温层及防水层设置在地埋管管网上的土壤表面；所述地埋管管网为由多根地埋管通过管道相连组成的水的流动通道，用于在蓄热期将管内高温热水的热量存储到土壤中或在取热期从土壤中提取热量以提高管内热水的温度；

所述地埋管管网的地埋管之间的连接管路横向布置形式为，从中心向四周均匀分布，地埋管之间通过上部连接，径向之间串联，周向之间分组并联，以有利于热量从地埋管换热装置中心向四周缓慢扩散，减少热损失，使存储的热量更加集中；

或者，从中心向四周均匀分布，地埋管之间通过上部连接，径向串联的地埋管之间分组并联，并且每个并联组之间交叉分布，以防止有一路发生堵塞，其他并联支路仍能对周边土壤进行换热，提高了地埋管换热装置的可靠性。

2.如权利要求1所述的太阳能供热采暖系统，其特征在于，所述地埋管换热装置横截面为圆形或多边形，地埋管换热装置的直径和深度之比在0.5～10之间。

3.如权利要求1所述的太阳能供热采暖系统，其特征在于，所述地埋管为U型管双U管或其他形式的换热盘管，两根地埋管之间在顶部通过连接管路相连，两根地埋管的横向中心距为0.5米～5米。

4.如权利要求2、3任一项所述的太阳能供热采暖系统，其特征在于，所述地下保温层及防水层的保温层为聚苯板、土壤层或几种材料的多层结构，以减少环境温度对蓄热场的影响；所述防水层为PE膜或其他防水材料。

5.如权利要求2、3任一项所述的太阳能供热采暖系统，其特征在于，所述地下保温层及防水层为多层结构，总厚度为1～3m，从上至下第一层为土壤层；第二层为土工布或其他强度高、耐腐蚀材料构成的加强保护层；第三层为细沙或土壤组成的填充层；第四层为PE膜或其他防水材料制成的防水层；第五层为聚苯保温板或其他硬质保温材料构成的保温层。