[發明專利]基于太陽能空氣集熱器的建筑供熱采暖系統

有效

• 申請號: 201010129566.6
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN101788161A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 代彥軍;李勇;趙東亮;王如竹
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F24D5/00
• 分類號: F24D5/00;F24J2/00;F24D11/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種太陽能技術領域的裝置，具體是一種基于太陽能空氣集熱器的建筑供 熱采暖系統。

背景技術

伴隨著我國經濟近年來的巨大發展，能源的消耗問題越來越凸顯出來。當前，我國建筑總 耗能約占社會終端能耗的2096左右，北方城鎮建筑采暖能耗占全國建筑總能耗的36％，為建筑 能源消耗的最大組成部分。為解決建筑采暖所需要的大量能源，可采取開源節流的方針，一方 面針對我國建筑采暖中存在的一些問題，如建筑圍護結構保溫不良，供熱系統效率不高等做出 相應的完善和改進；另一方面必須尋找可以代替目前常規能源的可再生能源，太陽能作為一種 清潔、無污染的能源受到了人們的廣泛關注。

太陽能供熱采暖系統即將太陽能轉化成熱能，供給建筑物冬季采暖和全年其他用熱的系 統。在我國，當前的太陽能供熱采暖尚處于起步階段，雖然有了一些示范工程，但總體技術水 平不高，與發達國家相比仍有較大差距。“十一五”期間，我國的太陽能供熱采暖技術將會有 較快發展。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利公開文獻號CN2744991A，記載了一種“太陽能采 暖系統”，該技術包括太陽能集熱管、水箱、水箱上的進排水孔和呼吸孔，進排水孔上連接的 管路，系統使用水循環集熱。但是，使用水循環有諸多不足之處，如冬季存在水需要排空的問 題，稍不注意系統即會癱瘓；水系統同時還需要考慮對管道等部件的腐蝕作用；在使用熱水采 暖時，室內必須加裝一套合適的換熱設備，如散熱器或是地埋盤管，這樣就會顯著增加系統的 造價。而所有這些不足之處均可以通過使用空氣循環集熱來避免。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種基于太陽能空氣集熱器的建筑供熱采暖系 統，在有效解決原有系統存在問題的同時，降低太陽能采暖的系統投資和運行成本。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：太陽能集熱系統、熱能傳輸機構、蓄熱 系統以及自動控制系統，其中：太陽能集熱系統分別與熱能傳輸機構相連接以傳輸加熱空氣， 熱能傳輸機構與蓄熱系統相連接以傳輸熱能，自動控制系統分別與集熱系統、熱能傳輸系統以 及蓄熱系統相連接以輸出控制指令。

所述的太陽能集熱系統包括：太陽能空氣集熱器和集熱風機，其中：若干個太陽能空氣集 熱器以并聯方式設置于建筑物采光面上，集熱風機通過風管分別與若干個太陽能空氣集熱器相 連接，太陽能空氣集熱器的輸出端分別通過風管與熱能傳輸機構相連接。

所述的蓄熱系統包括：蓄熱介質、通風主地籠和通風支地籠，其中：通風主地籠和通風支 地籠均埋設在蓄熱介質下部并相互連通，通風主地籠與熱能傳輸機構相連接，加熱蓄熱介質置 于通風主地籠內，熱能經熱能傳輸機構送至通風主地籠內部，再均勻分布至各個通風支地籠， 空氣經通風支地籠后均勻流出對蓄熱介質進行加熱。

所述的加熱蓄熱介質為卵石。

所述的蓄熱系統上設有輔助熱源供熱系統，該輔助熱源供熱系統為常規取暖裝置。

所述的太陽能集熱系統上設有熱水系統，該熱水系統包括：氣水換熱器及水循環裝置，其 中：氣水換熱器與水循環裝置相連通并同時與太陽能空氣集熱系統相接觸。

所述的自動控制系統包括：自動控制箱、各分布與集熱系統和蓄熱系統中的溫度傳感器以 及風機、水泵等自動控制信號輸出部件。

本發明可實現以下六種不同工況：

(一)蓄熱工況

在建筑物內部不需要供暖的情況下，通過加熱空氣向蓄熱床輸送熱量，以儲存熱量以供將 來的使用需求。

(二)直接向建筑物供暖工況

在建筑物有采暖需求，而蓄熱床中并無能量儲存時，此時通過太陽能空氣集熱器加熱空氣 并直接送入建筑物供暖，不經過蓄熱床。

(三)經由蓄熱床向建筑物供暖

建筑物有采暖需求，并且蓄熱床中有一定的能量儲存，此時通過太陽能空氣集熱器被加熱 的空氣進入蓄熱床，加熱蓄熱床的同時給建筑物供暖。

(四)非采暖季防潮、除霉工況

蓄熱床中的蓄熱介質在非采暖中長期處于不使用狀態，極易滋生霉菌，因此通過太陽能空 氣集熱器加熱空氣送入蓄熱床中，對蓄熱床實現干燥、除霉。使用之后的空氣直接排放至大氣， 不進入建筑物。

(五)輔助熱源供暖工況