專利名稱：一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)的制作方法
一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)
一、 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明屬于有貯熱體的太陽熱的利用技術(shù)。
二背景技術(shù)：
太陽能熱的利用技術(shù)和產(chǎn)品很多，但是到目前為止應(yīng)用不廣，大多是小規(guī)模供應(yīng)熱水， 其難點在于太陽能的季節(jié)分布不均夏秋季氣溫高、太陽能輻射強，太陽能集熱器產(chǎn)熱量 大、出水溫度高，但是熱需求少；冬春季熱需求旺，但是太陽輻射弱，太陽能集熱器產(chǎn)熱 量低、出水溫度低。為了解決這一矛盾，人們對夏秋季太陽能儲存到冬季使用、利用輔助 熱源提升冬春季太陽能集熱器的出水溫度做出了許多的探索和實踐，《太陽能反季節(jié)蓄熱采 暖蓄冷降溫技術(shù)》申請?zhí)?00610075643.8就是其中一例。但是現(xiàn)有技術(shù)對利用太陽熱而不 是熱泵或燃料鍋爐等輔助熱源將冬春季中低溫太陽熱能提升為高溫熱能、廉價高效的容器 保溫措施等方面缺乏有效措施。以至于太陽熱的利用徘徊不前。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供-種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，目的是充分利用一年四季太陽能集熱 器產(chǎn)生的高溫和中低溫熱能供熱，不僅存儲太陽能集熱器轉(zhuǎn)換的高澄熱能供熱，而且利用 太陽能而不是熱泵或燃料鍋爐等輔助熱源將太陽能集熱器產(chǎn)生的中低溫熱能提升為高溫熱 能供熱；避免回水與熱水混合降低熱水溫度；利用多重低成本保溫措施實現(xiàn)集熱工質(zhì)、供 熱熱水和回水的常年保溫。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
循環(huán)方案1:太陽能集熱供熱系統(tǒng)由集熱和供熱兩部分組成集熱部分由太陽能集熱 器6、熱罐5、閥門20、熱庫換熱器9、回水換熱器30、第二三通換向閥21、補給罐4和 調(diào)節(jié)閥18組成閉合回路，工質(zhì)25在其內(nèi)循環(huán)并與供熱部分的水28相互隔離。供熱部分由 供熱泵14、熱水庫2、熱庫布水器10、熱庫取水器13、熱水管22、熱用戶24、回水管23、 熱庫三通分流調(diào)節(jié)閥15、回水三通分流調(diào)節(jié)閥31回水泵16、回水取水器17、回水布水器 8、回水庫3組成閉合回路，水28在其內(nèi)循環(huán)并于集熱部分的工質(zhì)25相互隔離。補給罐4 中的工質(zhì)25經(jīng)太陽能集熱器6加熱升溫后匯集在熱罐5，熱罐5的工質(zhì)25溫度低于或等 于熱庫換熱器9的溫度時熱工質(zhì)無法與熱罐5的水實現(xiàn)熱交換，熱水庫2不能回收利用這 種低溫熱能，回水庫3的水溫低，JH好可以吸收這種低溫熱能，工質(zhì)25通過回水換熱器 30加熱回水庫3中的水28，將熱傳遞給回水庫3后工質(zhì)25被補給泵12送回補給罐4;熱 罐5工質(zhì)25溫度高于熱庫換熱器9的溫度時工質(zhì)25通過熱庫換熱器9加熱熱水庫2中的
3水28后用補給泵12將其送回保溫補給罐4，供熱泵14通過熱庫取水器13和熱水管22將 熱水庫2的水28輸送到熱用戶24供熱，降溫后的回水28經(jīng)過回水管23流到回水庫3。 每年2月1 F1至7月30 FI ，在熱水庫2的水溫不低于設(shè)定值的前提下，回水泵16從回水 庫3中的回水取水器17抽水28通過熱庫布水器10輸送到熱水庫2底層，一方面補充熱水 庫2的水28保證春季用熱，另一方面夏秋季的高溫太陽熱將吸收了冬春季低溫太陽熱被初 歩加熱的水加熱成高溫水，實現(xiàn)高低溫太陽熱能的利用(如圖2所示)。
循環(huán)方案2:太陽能集熱供熱系統(tǒng)由太陽能集熱器6、閥門20、第一三通換向閥19、 第二三通換向閥2K補給罐4、調(diào)節(jié)閥18、水28、、供熱泵14、熱水庫2、熱庫布水器10、 熱庫取水器13、熱水管22、熱用戶24、回水管23、回水取水器17、回水布水器8、補給 泵12、回水庫3組成。補給罐4中的水28經(jīng)太陽能集熱器6升溫后的溫度低于或等于熱 水庫2平均溫度時，通過回水取水器17流入回水庫3;太陽能集熱器6加熱后的水28溫 度高于熱水庫2平均溫度時，通過熱庫取水器13流到熱水庫2。供熱泵14將熱水庫2的 水28輸送到熱用戶24供熱，降溫后通過回水布水器8輸送到回水庫3。補給泵12通過回 水布水器8或熱庫布水器10分別抽回水庫3或熱水庫2的水28補充補給罐4 (如圖1所 示)，這樣高溫水28和中低溫水28分別貯存在熱水庫2和回水庫3，回水庫3的中低溫水 又可以被太陽能集熱器6加熱成高溫水28貯存在熱水庫2，四季太陽能都可以得到充分利 用。此種循環(huán)方式的熱水庫2和回水庫3可以同處一室，熱水庫2在上回水庫3在下。
循環(huán)方案3:補給罐4中的工質(zhì)25經(jīng)太陽能集熱器6加熱升溫后匯集在熱罐5，工質(zhì) 25通過升降換熱器11加熱回水庫3中的水28，將熱傳遞給回水庫3后工質(zhì)25被補給泵 12送回補給罐4;供熱泵14通過熱庫取水器13和熱水管22將熱水庫2的水28輸送到熱 用戶24供熱，降溫后的回水28經(jīng)過回水管23流到回水庫3 (如圖4所示)。
本發(fā)明回水庫的3容積大于等于1000立方米、回水庫3或熱水庫2蓄滿的水降溫40 'C所釋放的熱量大于太陽能集熱器6全年產(chǎn)生熱量的十分之一，在集中供熱應(yīng)用中熱水庫 2的容積大于20萬立方米。熱水庫2與回水庫3可以是兩個相互獨立的室，熱庫取水器13 或回水取水器17隨水面的升降而升降(如圖1所示)。熱水庫2與回水庫3也可以同處一 室，熱水庫2在上、回水庫3在下，其間可以用保溫隔離層7隔丌，保溫隔離層7隨著水 28在上下兩庫之間的增減而可升降，回水取水器17、熱庫布水器10、熱庫換熱器9隨保 溫隔離層7的升降而升降(如圖2所示)。熱水庫(2)與回水庫(3、；同處一室，也可利用 回水布水器(8)和熱庫取水器(13)保持庫內(nèi)熱水和回水的自然分層，升降換熱器(11) 在庫內(nèi)可上下升降，升降換熱器上為熱水庫(2)、升降換熱器(11)下為回水庫(3)，上
4下兩庫間不設(shè)保溫隔離層(如圖4所示)。
熱用戶可以是生活或辦公采暖、供應(yīng)熱水用熱，也可以是農(nóng)業(yè)或工業(yè)生產(chǎn)中低于100 。C的用熱。根據(jù)用戶需求確定太陽能集熱器6的面積和回水庫3、熱水庫2的容積，可以 使熱用戶24的熱需求全部用太陽熱滿足。補給罐、熱罐、熱水庫2和回水庫3的頂棚39 和內(nèi)壁上的防潮處理層38阻斷水汽在保溫層的對流和對保溫層的侵蝕，反射層37阻滯輻 射散熱，真空保溫板35比同材質(zhì)非真空保溫板提高保溫性能6-10倍、成本增加不到一倍， 防水處理層33阻斷雨水或容器內(nèi)熱水與真空保溫板的直接接觸，熱水庫2和回水庫3內(nèi)的 水28面上布滿了厚度大亍0.1毫米的漂浮物29可以有效阻斷水汽的蒸發(fā)，漂浮物29本身 具有熱阻性能。這種綜合保溫措施不僅可以滿足熱的常年保存，而且每一種保溫措施都可 以實現(xiàn)低成本。在真空保溫板35上設(shè)置抽抽真空管34、真空傳感止回閥32，使得真空板 35可反復抽真空，節(jié)省了吸氣劑的使用，只要耐溫氣密膜36的氣密性不損壞或損壞后修 復，板內(nèi)真空可無限期保持，而不是普通真空板3-5年的真空保持期(如圖3所示)。
本發(fā)明解決了一年四季太陽能集熱器產(chǎn)生的不同溫度的熱能利用問題，高溫熱能和低 溫熱能都可到充分有效的利用，相對于現(xiàn)有技術(shù)，太陽能的利用率提高50%以上；廉價高 效的保溫措施和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以使熱能確切有效地常年保存，系統(tǒng)常年穩(wěn)定持續(xù)的集熱、貯 熱、供熱能力可以應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、獨棟建筑供熱和集中供熱；系統(tǒng)所供的熱完全源自 太陽能熱。 四

圖1為實施例1的原理圖 圖2為實施例2的原理圖
圖3為本發(fā)明容器熱水庫、回水庫、熱罐、補給罐 頂棚的保溫結(jié)構(gòu)圖 圖4為實施例3的原理圖編號名稱
2熱水庫 3回水庫 4補給罐 5熱罐
6太陽能集熱器 7保溫隔離層 8回水布水器 9熱庫換熱器
11升降換熱器
10熱庫布水器
12補給泵
13熱庫取水器
附圖標記對應(yīng)的部件名稱表
編號名稱 編,名稱
14供熱泵 28水 15熱庫三通分流調(diào)節(jié)閥 29漂浮物
16回水泵 30回水換熱器
17回水取水器 31回水三通分流調(diào)節(jié)閥
18工質(zhì)調(diào)節(jié)閥 32真空傳感止回閥
19第一三通換向閥 33防水處理層
20閥門 34抽真空管
21第二三通換向閥 35真空保溫板
22熱水管 36耐溫氣密膜
23回水管 37保溫涂料層或反射紅外線膜
24熱用戶 38防潮處理層
25工質(zhì) 39頂棚
五具體實施方式
實施例1
太陽能集熱供熱系統(tǒng)由太陽能集熱器6、閥門20、第一三通換向閥19、第二三通換向 閥21、補給罐4、調(diào)節(jié)閥18、水28、、供熱泵14、熱水庫2、熱庫布水器10、熱庫取水器 13、熱水管22、熱用戶24、回水管23、回水取水器17、回水布水器8、補給泵12、回水 庫3組成。
補給罐4中的水28經(jīng)太陽能集熱器6升溫后的溫度低于或等于熱水庫2平均溫度時， 通過回水取水器17流入回水庫3;太陽能集熱器6加熱后的水28溫度高于熱庫平均溫度 時，通過熱庫取水器13流到熱水庫2。供熱泵14將熱水庫2的水28輸送到熱用戶24供 熱，降溫后輸送到回水庫3。太陽能集熱器6加熱后的水28溫度低于或等于熱水庫2內(nèi)的 平均溫度時補給泵12通過回水布水器8抽水28補充補給罐4，太陽能集熱器6加熱后的 水28溫度高于熱水庫2內(nèi)的平均溫度時補給泵12通過熱庫布水器10抽水28補充補給罐 4 (如圖1所示)。
在補給罐、熱罐、熱水庫和回水庫的頂棚39和內(nèi)壁上先做防潮處理層38、以噴涂保 溫涂料層做反射層37鋪設(shè)并固定耐溫氣密膜36、固定10厘米厚的真空保溫板35、鋪設(shè)并 固定耐溫氣密膜36、設(shè)置抽真空管34和真空傳感止回閥32、密封兩層耐溫氣密膜36和抽 真空管34、用抽氣管將每個抽真空管34引到真空泵進氣端，用導線將每個真空傳感止回 閥32與真空監(jiān)控器連接，抽真空使得兩層耐溫氣密膜形成的腔體內(nèi)的保溫板處于真空狀 態(tài)，最外層做耐溫防水處理層33，熱水庫2和回水庫3內(nèi)的水28面上漂浮著厚度20毫米 的工業(yè)級動物脂肪29，熱用戶24是一座的獨棟住宅和一個養(yǎng)雞場,該地區(qū)年接收太陽能輻 射量6000MJ/nf，太陽能集熱器面積60 nf ，熱水庫2或回水庫3的容積為1000立方米(如圖3所示)。 實施例2
太陽能集熱供熱系統(tǒng)山集熱和供熱兩部分組成集熱部分由太陽能集熱器6、熱罐5、
閥門20、熱庫換熱器9、回水換熱器30、第二三通換向閥21、補給罐4和調(diào)節(jié)闊18組成 閉合回路，工質(zhì)25在其內(nèi)循環(huán)并與供熱部分的水28相互隔離。
供熱部分由供熱泵14、熱水庫2、熱庫布水器IO、熱庫取水器13、熱水管22、熱用 戶24、回水管23、熱庫三通分流調(diào)節(jié)閥15、回水三通分流調(diào)節(jié)閥31回水泵16、回水取水 器17、回水布水器8、回水庫3組成閉合回路，水28在其內(nèi)循環(huán)并于集熱部分的工質(zhì)25 相互隔離。
熱水庫2與回水庫3同處一室，熱水庫2在上、回水庫3在下，其間用保溫隔離層7 隔丌，保溫隔離層7隨著水28在兩庫之間的流動而可上下移動，回水取水器17、熱庫取 水器13、熱庫換熱器9隨保溫隔離層7的上下移動而上下移動(如圖2所示)，熱水庫2 或回水庫3的最大容積為100萬立方米。
補給罐4中的工質(zhì)25經(jīng)太陽能集熱器6升溫后匯集在熱罐5，熱罐5工質(zhì)25溫度低 于或等于熱庫換熱器9的溫度時工質(zhì)25通過回水換熱器30加熱回水庫3中的水28，將熱 傳遞給回水庫3后熱工質(zhì)25被補給泵12送回補給罐4;熱罐5工質(zhì)25溫度高于熱庫換熱 器9的溫度時工質(zhì)25通過熱庫換熱器9加熱熱水庫2中的水28后用補給泵12將其送回保 溫補給罐4，供熱泵14將熱水庫2的水28輸送到熱用戶24供熱，降溫后輸送到回水庫3， 每年2月1閂至7月30閂，在熱水庫的水溫不低于7(TC的前提下，回水泵16從回水庫3 中的回水取水器17抽水28通過熱庫布水器10輸送到熱水庫2底層(如圖2所示)，熱用 戶24是一棟辦公樓的取暖散熱器和供應(yīng)熱水的換熱器。
在補給罐、熱罐、熱水庫和回水庫的頂棚39和內(nèi)壁上先做防潮處理層38、以噴涂保 溫涂料層做反射層37鋪設(shè)并固定耐溫氣密膜36、固定10厘米厚的真空保溫板35、鋪設(shè)并 固定耐溫氣密膜36、設(shè)置抽真空管34和真空傳感止回閥32、密封兩層耐溫氣密膜36和抽 真空管34、用抽氣管將每個抽真空管34引到真空泵進氣端，用導線將每個真空傳感止回 閥32與真空監(jiān)控器連接，抽真空使得兩層耐溫氣密膜形成的腔體內(nèi)的保溫板處于真空狀 態(tài)，最外層做耐溫防水處理層33，熱水庫2內(nèi)的水28面上漂浮著厚度IO亳米的耐溫泡沫 塑料漂浮物29 (如圖3所示)。
實施例3
補給罐4屮的工質(zhì)25經(jīng)太陽能集熱器6加熱升溫后匯集在熱罐5，工質(zhì)25通過回水換熱器30加熱回水庫3中的水28，將熱傳遞給回水庫3后工質(zhì)25被補給泵12送回補給 罐4;供熱泵14通過熱庫取水器13和熱水管22將熱水庫2的水28輸送到熱用戶24供熱， 降溫后的回水28經(jīng)過回水管23流到回水庫3 (如圖4所示)。熱水庫2和回水庫3同處一 室，熱水庫2或回水庫3的最大容積為1000萬立方米，利用熱庫取水器13和回水布水器 8消除供熱時的紊流，保持水28的上下溫差自然分層，升降換熱器(11)根據(jù)供熱循環(huán)量 和溫度發(fā)布情況在庫內(nèi)上下升降，升降換熱器上為熱水庫(2)、升降換熱器(11)下為回 水庫(3)，上下兩庫間不設(shè)保溫隔離層(如圖4所示)，熱用戶是集中供熱的熱力站。
權(quán)利要求
1、一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，由太陽能集熱器(6)、水(28)、熱水庫(2)、供熱泵(14)、回水庫(3)、熱水管(22)、回水管(23)、熱用戶(24)組成，其特征是系統(tǒng)中包含回水庫(3)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，其特征在于回水 庫(3)的容積大于等于1000立方米。
3、 按照權(quán)利要求1所述的一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng) 可包含-個或多個回水庫(3)，所有回水庫(3)蓄滿的合計水降溫4(TC所 釋放的熱量大于太陽能集熱器(6)全年產(chǎn)生熱量的十分之一。
4、 按照權(quán)利要求1所述的一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，其特征在于熱水 庫(2)的容積大于20萬m3。
5、 按照權(quán)利要求1或2所述的一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，其特征在于 熱水庫(2)與回水庫(3)同處一室，熱水庫(2)在上、回水庫(3)在下， 其間用保溫隔離層(7)隔開，保溫隔離層(7)可升降。
6、 按照權(quán)利要求1或2所述的一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，其特征在于 熱水庫(2)與回水庫(3)同處一室，利用回水布水器(8)和熱庫取水器(13) 保持庫內(nèi)熱水和回水的自然分層，升降換熱器(11)在庫內(nèi)可上下升降，升 降換熱器(11)上為熱水庫(2)、升降換熱器(11)下為回水庫(3)。
7、 按照權(quán)利要求1或2所述的一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，其特征在于 熱罐(5)、熱水庫(2)、回水庫(3)的頂棚(39)上有防潮處理層(38)、 反射層(37)、真空保溫板(35)防水處理層(33)。
8、 按照權(quán)利要求5所述的一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，其特征在于在真 空保溫板(35)上設(shè)置抽抽真空管(34)、真空傳感止回閥(32)，使得真空 板(35)可反復抽真空。
9、 按照權(quán)利要求1所述的一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，其特征在于熱水 庫(2)或回水庫(3)內(nèi)的水(28)面上布滿了厚度大于0.1毫米的漂浮物(29)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有貯熱體的太陽熱的供熱系統(tǒng)，解決一年四季太陽能集熱器產(chǎn)生的高溫和低溫熱能的全面利用問題。技術(shù)方法是在集熱器、熱水庫、熱用戶等組成的供熱系統(tǒng)中增設(shè)回水庫，存儲集熱器產(chǎn)生的低溫熱能和高溫熱能，并利用太陽能將低溫熱能提升為高溫熱能并常年保溫。本發(fā)明提高太陽熱的利用率，降低太陽熱利用的成本。
文檔編號F24D19/00GK101684953SQ200910165489
公開日2010年3月31日 申請日期2009年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者邢玉明 申請人:邢玉明