[發明專利]一種室內太陽能相變調溫系統

有效

• 申請號: 201510245124.0
• 申請日: 2015-05-14
• 公開（公告）號: CN104848451B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 賈明印;薛平;王蘇煒;張揚
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽能調溫技術領域，具體涉及一種新型室內太陽能相變調溫系統，以及利用該室內太陽能相變調溫系統調節室溫的方法。

背景技術

能源作為社會發展的推進劑，在經濟生活中占有重要地位。我國每年社會總能耗的1/5都消耗在建筑上，而調溫能耗又在建筑能耗中占據較大比例。當前，我國主要通過空調和通暖氣兩種方式來進行室內調溫。兩種調溫方式在制冷和采暖時分別需要消耗電能和化石能源——煤炭，而電能對煤炭的依賴性非常大，所以這兩種調溫方式歸根結底都需要燃燒煤炭資源。但是，由于煤炭在產電產暖的同時會放出大量灰塵等環境污染物以及煤炭資源的不可再生性，人們開始有意識地減少煤炭的使用量。

近年來，相變調溫和地熱調溫技術在建筑調溫領域逐漸興起，兩種調溫技術都屬于節能型調溫技術。節能調溫技術的廣泛使用可以減少建筑的調溫能耗，減輕環境負擔以及資源使用量。但是，相變板材具有儲能低、導熱性差等缺點，地熱調溫對居住環境要求較高，兩種節能技術還不是很完善。

專利CN203464510U介紹了一種利用水作為儲能介質的家用太陽能循環調溫系統，但在調溫區間內，水的儲能密度較低，這決定了系統需要較大的空間來蓄水。專利CN101737879A介紹了一種利用地熱能調溫的室內調溫系統，該系統利用風扇將地下室中的熱量帶到室內進行調溫，但是無法應用于大部分沒有單獨地下室的城市房屋。專利CN202993535U介紹了一種室內調溫裝置，利用吹風機等設備有效擴大了火爐的調溫空間，但是這種裝置使用限制較多，難以在住宅中推廣開來。專利CN203385118U介紹了一種綠色能源驅動的調溫系統，利用制熱罐和制冷罐中的相變材料儲存的太陽能和地熱能給熱量載體介質水調溫，水又用作循環介質給室內調溫，流動介質是水而不是相變材料；在蓄能過程中，太陽能或地熱能需要先由介質水吸收，水又然后傳遞給相變材料，相變材料蓄能以后又傳遞給水，這會延長蓄能時間和效率；此外，該調溫過程需要利用地熱能，安裝使用調溫系統的房屋需要有足夠的地下空間，無法應用于居民小區等住宅，適應性較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以根據實際需要利用太陽能對住宅區室內溫度進行調節的節能型調溫系統。為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：

一種室內太陽能相變調溫系統，其特征在于：該調溫系統主要由液體容器1、液壓泵3、二位三通換向閥5、單向閥8、太陽能加熱器10、供料閥12、回流閥16、調溫管道14、回流管道11，調溫液體18和管道2,4,6,7,9,13,15,17組成，其特征在于：調溫液體18主要由水和相變溫度為20-25℃的相變材料組成，其中，相變材料含量為20-50wt%、相變材料晶控劑含量為1-5wt%，當相變材料為相變微膠囊時可以不加相變材料晶控劑。

其中，相變材料為無機水合鹽、石蠟、脂肪酸中的一種或多種。

其中，調溫系統裝配時，液壓泵3的入口端通過管道2與液體容器1中的調溫液體18相連、出口端通過管道4與二位三通換向閥5的入口相連，二位三通換向閥5的一個出口通過管道6與太陽能加熱器10相連、另一個出口通過管道7與單向閥8和供料閥12相連，太陽能加熱器10還通過管道11直接與液體容器1相連，調溫管道14通過管道13,15分別與供料閥12和回流閥16相連，回流閥16通過管道17和液體容器1相連；其中，液體容器1放置在室內陰涼的地方或地下室，太陽能加熱器10固定在屋頂等能接受日照時間較長的地點，調溫管道14可以安置在室內地板下或墻壁上等靠近調溫區域的位置，單向閥8安裝在太陽能加熱器10的室內出口處，供料閥12、回流閥16和二位三通換向閥5安裝在室內。

其中，所述的液體容器1外設有夾套冷卻裝置，冷卻介質為水，以提高調溫液體18在液體容器1內的吸放熱效率。

其中，為避免放熱調溫時調溫液體18的熱量損失，太陽能加熱器10和調溫管道14之間的連接管路需要在管外覆蓋保溫材料。

其中，調溫管道14采用導熱性好的材料如金屬制備。

其中，所述調溫系統可以選用設置好的PLC控制系統或單片機來控制閥門的通斷以及泵的啟停。

與現有技術相比較，本發明具有以下優點：

（1）本發明直接采用含有相變材料的調溫液體作為儲能載體和調溫介質，簡化了調溫過程、縮短了蓄能時間，提高了調溫效率；

（2）與傳統的利用地熱能的調溫系統相比，本發明所用的含有相變材料的調溫液體，儲能密度大，高效，并能有效減小調溫系統的體積和占地面積，并能適用于無地熱能的城市家庭應用，應用范圍廣；