[發(fā)明專利]一種利用被保溫濕土壤實現(xiàn)跨季節(jié)儲存太陽能的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510098335.6 | 申請日: | 2015-03-06 |
| 公開(公告)號: | CN104764227A | 公開(公告)日: | 2015-07-08 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 趙明遠(yuǎn);左錦全 | 申請(專利權(quán))人: | 哈爾濱暖宜商貿(mào)有限公司 |
| 主分類號: | F24J2/34 | 分類號: | F24J2/34;E02D29/045 |
| 代理公司: | 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209 | 代理人: | 李曉敏 |
| 地址: | 150001 黑龍江*** | 國省代碼: | 黑龍江;23 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 利用 溫濕 土壤 實現(xiàn) 季節(jié) 儲存 太陽能 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種太陽能蓄能方法,特別是涉及一種利用被保溫濕土壤實現(xiàn)跨季節(jié)儲存太陽能的方法,屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
(一)冬季供暖(尤其北方)
目前冬季供暖絕大多數(shù)利用不可再生能源(煤)。缺點是,一方面造成不可再生能源逐漸枯竭,另一方面對環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重。
(二)夏季空調(diào)供冷(尤其南方)
目前夏季供冷絕大多數(shù)用電制冷。缺點是,一方面造成夏季電力緊張(尤其南方),另一方面空調(diào)用電制冷過程中取出的熱量和輸入電能轉(zhuǎn)變成的熱量絕大部分排至環(huán)境,加劇氣候變暖。
(三)生活熱水供應(yīng)
目前生活熱水絕大多數(shù)采用電加熱器產(chǎn)生(尤其北方),其缺點是大量消耗電能。
(四)目前跨季蓄熱,蓄熱體有三種形式
第一種,采用鉆孔或開挖土方敷設(shè)PE管的方式,夏季采用空調(diào)制冷時冷卻水向土壤釋熱使土壤溫度由15攝氏度左右升至22攝氏度左右,冬季采用電制冷熱泵機組從土壤中取出熱量供暖,供暖結(jié)束時土壤溫度回歸初始溫度(15攝氏度左右)。
缺點是:
1、盡管電制冷熱泵機組能效比平均可達(dá)1:4(一份電可提取四份熱),但是仍然要消耗大量電能。與燃煤供暖相比,運行費用沒有質(zhì)的差別。另外,電能是高品位能源,大量使用電能供暖不可取。
2、需掌握夏季向土壤釋熱與冬季從土壤中提熱的平衡。如若不然,土壤溫度不是逐年升高影響夏季釋熱供冷,就是逐年降低影響冬季提熱供暖。
就是說,這種跨季節(jié)蓄熱方式有地域限制,要求同一個系統(tǒng)夏季空調(diào)制冷釋熱量與冬季供暖耗熱量相當(dāng),實踐證明,在我國僅在中原地帶可行(河南、河北、山東等地)。在南方、北方均不適用,在南方將是夏季釋熱困難影響空調(diào)制冷,在北方短暫的夏季空調(diào)供冷期產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于冬季供暖所需熱量。
第二種,在地面以下建保溫水池儲存太陽能。
缺點是:
1、比較適合冬季需要熱量不大的場合,不適用于北方供暖,通過計算可知在北方若采用這種方式跨季節(jié)蓄熱,保溫水池的建造費用將超過被供暖建筑物的建筑投資。
2、水池超過一定容積很難避免不均勻沉降造成開裂,導(dǎo)致水泄漏而失去蓄熱能力。
第三種,太陽能地埋跨季儲熱供暖系統(tǒng)專用地埋蓄熱庫。
其建筑方法:
1、基坑挖掘
2、底面和墻面保溫維護結(jié)構(gòu)建造
素土夯實基坑底面,現(xiàn)澆混凝土墊層及構(gòu)造柱等,在水泥墊層上用保溫磚進行底面保溫維護結(jié)構(gòu)的鋪裝及保溫維護構(gòu)造墻體的砌筑,進行必要的防水處理與墻體保護。
3、充填蓄熱材料
配置固體顯然蓄熱材料,向保溫殼中填充。在適當(dāng)部位安放潛熱蓄熱材料(如模塊式、灌裝式等)
4、鋪設(shè)地埋熱管(蓄熱式換熱管)
分層鋪設(shè)地埋熱管(換熱器),并進行必要固定。
5、管道連接
6、頂面保溫維護結(jié)構(gòu)建造
在蓄熱材料上現(xiàn)澆混凝土墊層,在墊層上鋪設(shè)保溫磚,在頂面保溫維護結(jié)構(gòu)上現(xiàn)澆較厚的混凝土墊層,以保護實心蓄熱體。
7、回填土
從上述建造方法可看出如下缺點:
A、初投資太高,將影響推廣
以地處哈爾濱使用面積10000平方米民用住宅為例,計算上述方法建造蓄熱庫的投資。按其采用的填充蓄熱材料的體積熱容量與水的體積熱容量(4200KJ/m3.K)相當(dāng),由此計算出冬季供暖所需建造蓄熱庫體積約20000立方米,設(shè)蓄熱庫幾何尺寸100米×20米×10米(長×寬×深)。
(1)基坑挖掘費用:8.1萬元
2.7(元/立方米)×20000×1.5(立方米)=81000(元)
(2)底面保溫維護結(jié)構(gòu)建造費用:75.6萬元
現(xiàn)澆混凝土墊層420(元/立方米)×2000(平方米)×0.15(米)=126000(元)
底面保溫磚鋪裝950(元/立方米)×2000(平方米)×0.3(米)=570000(元)
底面防水處理30(元/平方米)×2000(平方米)=60000(元)
(3)墻面保溫維護結(jié)構(gòu)建造費用:80.7萬元
構(gòu)造柱600(元/立方米)×85(立方米)=51000(元)
墻面保溫磚砌筑950(元/立方米)×2400(平方米)×0.3(米)=684000(元)
墻面防水處理30(元/平方米)×2400(平方米)=72000(元)
(4)頂面保溫維護結(jié)構(gòu)建造費用:109.2萬元
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