[發明專利]一種利用混凝土儲熱的太陽能采暖系統

無效

• 申請號: 201210321397.5
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN102865615A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 王艷;白鳳武;菅泳仿;王志峰;徐超;李鑫;邵繼新;田斌守
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: F24D11/00
• 分類號: F24D11/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明屬于能源類供應熱技術領域，特別涉及一種利用混凝土儲熱的太陽能采暖方法和系統。

背景技術

目前，對于城鎮建筑來說，冬季采暖主要采用燃煤、燃氣的方式來實現集中供暖。而對于非城鎮居民而言，燃燒原煤或生物質能源是主要的采暖能源消耗體系。常規采暖方式的能源結構體系導致近年來環境污染指數越來越高，可入肺顆粒物指數（PM2.5）逐年升高。隨著化石能源危機的日益嚴重，以及對環境污染的加重，我國在十二五期間將大力發展可再生能源的利用，尤其是對太陽能資源的利用。太陽能采暖、太陽能空調以及太陽能熱電聯供等將得到廣泛的研究和利用。但由于太陽能資源在時間上的非連續性特征，太陽能熱利用系統中，在能量供給與需求間形成難以自然匹配的矛盾。采用儲熱系統協調太陽能供給與需求之間的矛盾，是解決太陽能熱利用的一種有效途徑。

專利CN101701732A報道了一種利用卵石蓄熱的太陽能采暖系統。采用在地板下面鋪設卵石來儲存白天太陽能空氣集熱器獲取的熱量，以滿足晚上的采暖需求。但由于卵石的導熱系數較低，空氣的熱容小，利用卵石蓄熱系統的效率相對較低，不能滿足連續陰天的蓄熱要求。

專利CN201463074U報道了一種采用水窖作為蓄熱裝置的太陽能蓄熱采暖裝置。白天利用太陽能熱水器的熱水加熱水窖中的水，晚上利用水窖的熱水，為房間提供熱量。此專利利用水窖的蓄熱功能，在一定程度上滿足了夜間的采暖需求，緩解了農村由于燃煤等采暖方式帶來的CO2排放。

專利201110096656.4報道了一種直接產生蒸汽的高溫混凝土儲熱器。高溫混凝土儲熱器包含充熱和放熱兩套相互獨立的管道，采用兩種不同的流體實現充熱和放熱。白天太陽輻照強時，利用吸熱器加熱的導熱油、熔融鹽、高壓水進行混凝土充熱。當太陽不足或陰天時利用水進行放熱，產生高溫的水蒸汽，供汽輪機發電。通過利用高溫混凝土，可以實現對太陽能的儲存，緩解太陽能熱發電系統中能量輸入與供求不平衡的關系。

發明內容

本發明的目的是克服現有太陽能儲熱采暖系統不能同時滿足采暖與儲熱需求的缺點，提出的一種太陽能采暖系統。本發明白天利用太陽能熱水器提供的熱量采暖，同時利用混凝土儲熱塊儲存太陽能的熱量，使得在太陽能不足或夜間可以利用混凝土儲熱塊儲存的熱量來采暖。

本發明利用混凝土儲熱的太陽能采暖系統由太陽能熱水器、儲熱水箱、太陽能熱水器管路循環水泵、太陽能熱水器管路截止閥、采暖管路截止閥、混凝土儲熱器、采暖管路循環水泵、采暖用戶系統換熱器、旁通閥、太陽能熱水管道、采暖儲熱管道、采暖進水管道及采暖回水管道組成。其中：儲熱水箱的下部開有儲熱水箱出水口，儲熱水箱的上部開有儲熱水箱回水口。太陽能熱水器位于太陽能采暖系統的最頂層。儲熱水箱、太陽能熱水器管路循環水泵和太陽能熱水器管路截止閥位于太陽能熱水器的下部，儲熱水箱、太陽能熱水器管路循環水泵和太陽能熱水器管路截止閥三者處于同一平面上。太陽能熱水器可以是平板式熱水器，也可以是真空管式熱水器。儲熱水箱主要用于儲存從太陽能熱水器中出來的熱水，并起到一定的儲熱功能。

利用混凝土儲熱的太陽能采暖系統根據功能的不同分為兩個循環回路：太陽能熱水器循環管路和采暖儲熱管路。

所述的太陽能熱水器、儲熱水箱、太陽能熱水器管路截止閥和太陽能熱水器管路循環水泵通過太陽能熱水管道依次順序連接，組成太陽能熱水器循環管路。太陽能熱水器位于太陽能采暖系統的最頂層。儲熱水箱、太陽能熱水器管路截止閥和太陽能熱水器管路循環水泵位于太陽能熱水器的下部。通過太陽能熱水器管路循環水泵將儲熱水箱中的水從太陽能熱水器的進水口泵送到太陽能熱水器中，加熱后的水依靠重力作用，從太陽能熱水器的出水口流回到儲熱水箱中。

所述的儲熱水箱、采暖管路循環水泵、采暖管路截止閥、旁通閥、混凝土儲熱器和采暖用戶系統換熱器位于同一平面。儲熱水箱、采暖管路循環水泵、采暖管路截止閥、混凝土儲熱器和采暖用戶系統換熱器通過采暖儲熱管道和采暖回水管道依次順序連接，組成采暖儲熱管路主回路。儲熱水箱、采暖管路循環水泵、旁通閥和采暖用戶系統換熱器通過采暖進水管道和采暖回水管道依次順序連接，組成采暖儲熱管道旁路。

采暖管路循環水泵位于儲熱水箱的下部，通過采暖儲熱管道相互連接。采暖管路截止閥和旁通閥的一端通過采暖儲熱管道和采暖進水管道與采暖管路循環水泵相連接，采暖管路截止閥的另一端通過采暖儲熱管道和混凝土儲熱器連接，旁通閥的另一端通過采暖進水管道和采暖用戶換熱器相連接。采暖用戶系統換熱器和儲熱水箱通過采暖回水管道相連接。