[發明專利]一種零能耗太陽能牛床供暖系統及供暖方法

在審

• 申請號: 201710058707.1
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN107047330A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 付祥釗;楊勛;丁艷蕊;居發禮;鄧曉梅;瞿廣龍
• 申請（專利權）人: 重慶匠心通風技術有限公司
• 主分類號: A01K1/015
• 分類號: A01K1/015;F24J2/34;F24J2/04;F24J2/46
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙)50211
• 代理人: 顧曉玲

1.一種零能耗太陽能牛床供暖系統，其特征在于，包括集熱系統和蓄熱系統；所述集熱系統包括太陽能集熱器、集熱工質箱和蓄熱工質箱；所述太陽能集熱器的入口與集熱工質箱的第一出口相連，所述太陽能集熱器的出口與集熱工質箱的第一入口相連；所述集熱工質箱的第二出口與蓄熱工質箱的第一入口相連且在連接管路上設置有第三閥門，所述集熱工質箱的第二入口與蓄熱工質箱的第一出口相連且在連接管路上設置有第四閥門；

所述蓄熱系統包括短期蓄熱子系統和/或長期蓄熱子系統；

所述短期蓄熱子系統包括至少在牛床地面下的變溫層內設置的短期蓄熱板，所述短期蓄熱板的入口與蓄熱工質箱的第二出口相連，所述短期蓄熱板的出口與蓄熱工質箱的第二入口相連；所述短期蓄熱板的入口與蓄熱工質箱的第二出口的連接管路上設置有第五閥門，所述短期蓄熱板的出口與蓄熱工質箱的第二入口的連接管路上設置有第七閥門；

所述長期蓄熱子系統包括設置在短期蓄熱板之下、恒溫層之上的長期蓄熱板，所述長期蓄熱板的入口與蓄熱工質箱的第二出口相連，所述長期蓄熱板的出口與蓄熱高工資箱的第二入口相連；所述長期蓄熱板的入口與蓄熱工質箱的第二出口的連接管路上設置有第六閥門，所述長期蓄熱板的出口與蓄熱工資箱的第二入口的連接管路上設置有第八閥門。

2.根據權利要求1所述的零能耗太陽能牛床供暖系統，其特征在于，所述太陽能集熱器設置在牛舍屋頂。

3.根據權利要求1所述的零能耗太陽能牛床供暖系統，其特征在于，所述集熱工質箱設置在牛舍屋頂且集熱工質箱的第一入口高于太陽能集熱器的出口，所述集熱工質箱的第一出口高于太陽能集熱器的入口。

4.根據權利要求1所述的零能耗太陽能牛床供暖系統，其特征在于，所述蓄熱工質箱設置于土壤恒溫層。

5.根據權利要求1所述的零能耗太陽能牛床供暖系統，其特征在于，所述集熱工質箱的第二入口與蓄熱工質箱的第一出口的連接管路上設置有工質泵。

6.根據權利要求1所述的零能耗太陽能牛床供暖系統，其特征在于，在每個牛床下設置有一塊短期蓄熱板，相鄰短期蓄熱板之間通過管路連接。

7.根據權利要求1所述的零能耗太陽能牛床供暖系統，其特征在于，所述長期蓄熱板至少設置在牛床之下，其為一個整體結構或者分為多塊且每一塊設置在一個牛床之下。

8.根據權利要求7所述的零能耗太陽能牛床供暖系統，其特征在于，所述短期蓄熱板位于地面下大致0.1m，所述長期蓄熱板位于地面下大致1.5m，所述蓄熱工質箱位于地面2m以下。

9.根據上述權利要求之一所述的零能耗太陽能牛床供暖系統，其特征在于，所述工質為水。

10.一種利用權利要求1-9之一所述的零能耗太陽能牛床供暖系統的供暖方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，搭建權利要求1-9之一所述的零能耗太陽能牛床供暖系統；

S2，在早晨日出后，開啟第四閥門和工質泵，為太陽能集熱器和集熱工質箱充工質，充工質完畢后關閉工質泵和第四閥門，太陽能集熱器中的工質吸收太陽輻射后，溫度升高，密度減小，在浮升力作用下進入集熱工質箱上部熱工質層，集熱工質箱下部的冷工質層在重力作用下進入太陽能集熱器，形成無動力集熱循環，實現對太陽能的收集；

S3，日落之后，開啟第三閥門，集熱工質箱中的高溫工質在重力作用下流到蓄熱工質箱，完畢后關閉第三閥門；

S4，冬季夜間，開啟第五閥門和第七閥門，在熱壓作用下形成無動力蓄熱循環，將蓄熱工質箱中的熱量輸運至短期蓄熱板，并通過與表層土壤的換熱作用，將熱量存儲在牛床下的表層土壤中；在夏秋兩季，關閉第五閥門和第七閥門，停止短期蓄熱模式；

夏秋季夜間，開啟第六閥門和第八閥門，在熱壓作用下形成無動力蓄熱循環，將工質箱中的熱量輸運于長期調節蓄熱板，并通過與恒溫層土壤的換熱作用，將熱量存儲在牛舍下的恒溫層土壤中，作為冬季補充熱源；在冬季時，關閉第六閥門和第八閥門，停止季節蓄熱模式。