[發明專利]太陽能供暖系統及其采暖和熱水供應的方法

無效

• 申請號: 200910204787.2
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN101832590A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 潘戈
• 申請（專利權）人: 潘戈
• 主分類號: F24D11/02
• 分類號: F24D11/02;F24D19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是涉及一種太陽能供暖系統，主要由太陽能集熱循環回路和水源熱泵組成，屬于利用太陽能為主要能源的供暖領域。另外，本發明還涉及上述太陽能供暖系統的采暖和熱水供應的方法。

背景技術

太陽能數量巨大，每年到達地球表面的太陽輻射能約為130萬億噸標煤，但其特點是具有分散性、間斷性和不穩定性。為了消除這些缺點，就需要解決儲能問題并借助于其它輔助能源才能達到全天候使用。

太陽能供暖系統便是以熱泵作為輔助能源與太陽能技術結合的復合能源型供暖系統，因此，在采用太陽能供暖的系統中，保證最大程度地利用太陽能并實現系統有效儲能和全年全天侯使用、同時保障系統的運行費用較低是系統性能的關鍵指標。全年全天侯使用是要保證采暖供熱和熱水供熱的輸出溫度滿足行業標準要求，其中，民用建筑的熱水供熱的輸出應按標準的溫度和衛生學要求保持在45℃以上，即能保證能全年365天24小時供應45℃以上洗浴熱水，最佳應能同時按365天24小時分級供應熱水如溫度為25℃-40℃的洗滌熱水；冬季采暖供熱的輸出如采用低溫地輻射采暖為主的標準溫度要求保持在35℃以上至40℃左右，最佳應能同時滿足局部室內區域按散熱器采暖輸出標準溫度要求保持在55℃以上至65℃左右，并能保證能采暖季節內全天候和24小時連續不斷地提供應上述采暖供熱輸出；其次，在選擇使用熱泵輔助能源電加熱裝置時，應充分使用谷電時段的電能，以免除電網擴容改造的額外投資負擔，降低系統設置成本，取得最大的安裝使用適應性。

采用太陽能與熱泵復合供暖的現有技術中，太陽能是作為熱泵的直接前級預熱輸出，兩者間構成的是實時工作制系統，運行成本較高，大規模應用中常常遇到需要進行電網擴容改造的額外投資負擔而難以推廣，此外，系統還不具備全天侯使用的采暖供熱輸出功能、低溫地輻射采暖與散熱器采暖和洗浴熱水與洗滌熱水的分級同時輸出功能，難以滿足實際需求。如已公布的中國專利文獻CN1453516A(發明名稱：太陽能熱泵空調系統和太陽能+空氣源熱泵空調系統)公開了一種太陽能熱泵空調系統和太陽能+空氣源熱泵空調系統，其采用了太陽能與熱泵復合的供暖系統，其中，太陽能熱泵空調系統的室外換熱循環至少包括一太陽能換熱器，由該太陽能換熱器與熱泵機組構成太陽能室外循環通路，其室外換熱循環至少包括有室外換熱器，該室外換熱器至少串接有一太陽能換熱器，由該太陽能換熱器、室外換熱器和熱泵機組構成太陽能+空氣源室外循環通路，以達到其利用太陽能提高供暖循環中低溫熱源的溫度的效果。其中的太陽能部分是作為熱泵的直接前級預熱輸出，兩者間構成的是實時工作制系統，無法實現利用谷電儲能和降低采暖供熱運行成本，更無法實現低溫地輻射采暖的分級同時輸出功能。

現有技術解決太陽熱水系統的儲能手段主要是通過增大儲能水箱的體積或增加儲能介質的單位體積儲能密度，其中，在采用增大儲能水箱體積方面，已公布的CN1403760A“多能互補能源系統”中介紹了一種包括太陽能集熱和輔助能源與采用蓄能水箱進行供熱、供冷的技術方案，其采用的蓄能水箱包括熱水室與冷水室，兩者間用絕熱材料隔開，太陽能集熱循環回路與地源熱泵系統分別同蓄能水箱連接。按其附圖等所示，該方案中熱水的制作與熱水的使用是采用實時制，因此為了保障太陽能集熱循環回路與蓄熱水箱間的換熱正常進行，在輸出額定產量熱水的同時必須輸入相同量的冷水，由于冷量隨時進入，采用正常尺寸的非蓄熱水箱難以達到按全年365天24小時保障供應45℃設計額定熱水量的標準要求，此外，也無法實現利用谷電儲能和降低熱水供熱運行成本，更無法實現散熱器采暖和洗浴熱水與洗滌熱水的分級同時輸出功能。

發明內容

本發明在于提供一種太陽能供暖系統，該采暖系統中的太陽能集熱循環回路與熱泵兩者間構成分時工作制，運行成本較低，在采暖優先下還可同時提供潔凈的生活熱水。

為此，本發明采取了如下技術方案：太陽能供暖系統，包括主要由太陽能集熱器(11)、熱水水箱(21)組成的太陽能集熱循環回路(10)，包括儲熱水箱在內的采暖循環回路(20)，供熱輸出循環回路(30)及控制器(40)，太陽能集熱循環回路經采暖循環回路與供熱輸出循環回路相串接，其特征在于：

(1)所述的儲熱水箱包括采暖儲熱水箱和采暖供熱水箱；所述的采暖循環回路(20)包括換熱器(32)、循環水泵(42、43、44、45、46)、水源熱泵(33)、采暖儲熱水箱(23)和采暖供熱水箱(24)，采暖儲熱水箱經循環水泵(44)及管路、水源熱泵、循環水泵(45)及管路與采暖供熱水箱相連接；