一种有贮热体的太阳热的供热系统

一、 技术领域 本发明属于有贮热体的太阳热的利用技术。

二、 技术背景

太阳能热的利用技术和产品很多，但是到目前为止应用不广，大多是小规模供应热水， 其难点在于太阳能的季节分布不均：夏秋季气温高、太阳能辐射强，太阳能集热器产热量 大、出水温度高，但是热需求少；冬春季热需求旺，但是太阳辐射弱，太阳能集热器产热 量低、出水温度低。为了解决这一矛盾，人们对夏秋季太阳能储存到冬季使用、利用辅助 热源提升冬春季太阳能集热器的出水温度做出了许多的探索和实践，《太阳能反季节蓄热采 暖蓄冷降温技术》申请号200610075643.8就是其中一例。但是现有技术对利用太阳热而不 是热泵或燃料锅炉等辅助热源将冬春季中低温太阳热能提升为高温热能、廉价高效的容器 保温措施等方面缺乏有效措施。以至于太阳热的利用徘徊不前。

三、 发明内容

本发明提供-种有贮热体的太阳热的供热系统，目的是充分利用一年四季太阳能集热 器产生的高温和中低温热能供热，不仅存储太阳能集热器转换的高澄热能供热，而且利用 太阳能而不是热泵或燃料锅炉等辅助热源将太阳能集热器产生的中低温热能提升为高温热 能供热；避免回水与热水混合降低热水温度；利用多重低成本保温措施实现集热工质、供 热热水和回水的常年保温。

本发明采用的技术方案是：

循环方案1:太阳能集热供热系统由集热和供热两部分组成：集热部分由太阳能集热 器6、热罐5、阀门20、热库换热器9、回水换热器30、第二三通换向阀21、补给罐4和 调节阀18组成闭合回路，工质25在其内循环并与供热部分的水28相互隔离。供热部分由 供热泵14、热水库2、热库布水器10、热库取水器13、热水管22、热用户24、回水管23、 热库三通分流调节阀15、回水三通分流调节阀31回水泵16、回水取水器17、回水布水器 8、回水库3组成闭合回路，水28在其内循环并于集热部分的工质25相互隔离。补给罐4 中的工质25经太阳能集热器6加热升温后汇集在热罐5，热罐5的工质25温度低于或等 于热库换热器9的温度时热工质无法与热罐5的水实现热交换，热水库2不能回收利用这 种低温热能，回水库3的水温低，JH好可以吸收这种低温热能，工质25通过回水换热器 30加热回水库3中的水28，将热传递给回水库3后工质25被补给泵12送回补给罐4;热 罐5工质25温度高于热库换热器9的温度时工质25通过热库换热器9加热热水库2中的

3水28后用补给泵12将其送回保温补给罐4，供热泵14通过热库取水器13和热水管22将 热水库2的水28输送到热用户24供热，降温后的回水28经过回水管23流到回水库3。 每年2月1 F1至7月30 FI ，在热水库2的水温不低于设定值的前提下，回水泵16从回水 库3中的回水取水器17抽水28通过热库布水器10输送到热水库2底层，一方面补充热水 库2的水28保证春季用热，另一方面夏秋季的高温太阳热将吸收了冬春季低温太阳热被初 歩加热的水加热成高温水，实现高低温太阳热能的利用（如图2所示）。

循环方案2:太阳能集热供热系统由太阳能集热器6、阀门20、第一三通换向阀19、 第二三通换向阀2K补给罐4、调节阀18、水28、、供热泵14、热水库2、热库布水器10、 热库取水器13、热水管22、热用户24、回水管23、回水取水器17、回水布水器8、补给 泵12、回水库3组成。补给罐4中的水28经太阳能集热器6升温后的温度低于或等于热 水库2平均温度时，通过回水取水器17流入回水库3;太阳能集热器6加热后的水28温 度高于热水库2平均温度时，通过热库取水器13流到热水库2。供热泵14将热水库2的 水28输送到热用户24供热，降温后通过回水布水器8输送到回水库3。补给泵12通过回 水布水器8或热库布水器10分别抽回水库3或热水库2的水28补充补给罐4 (如图1所 示），这样高温水28和中低温水28分别贮存在热水库2和回水库3，回水库3的中低温水 又可以被太阳能集热器6加热成高温水28贮存在热水库2，四季太阳能都可以得到充分利 用。此种循环方式的热水库2和回水库3可以同处一室，热水库2在上回水库3在下。

循环方案3:补给罐4中的工质25经太阳能集热器6加热升温后汇集在热罐5，工质 25通过升降换热器11加热回水库3中的水28，将热传递给回水库3后工质25被补给泵 12送回补给罐4;供热泵14通过热库取水器13和热水管22将热水库2的水28输送到热 用户24供热，降温后的回水28经过回水管23流到回水库3 (如图4所示）。

本发明回水库的3容积大于等于1000立方米、回水库3或热水库2蓄满的水降温40 'C所释放的热量大于太阳能集热器6全年产生热量的十分之一，在集中供热应用中热水库 2的容积大于20万立方米。热水库2与回水库3可以是两个相互独立的室，热库取水器13 或回水取水器17随水面的升降而升降（如图1所示）。热水库2与回水库3也可以同处一 室，热水库2在上、回水库3在下，其间可以用保温隔离层7隔丌，保温隔离层7随着水 28在上下两库之间的增减而可升降，回水取水器17、热库布水器10、热库换热器9随保 温隔离层7的升降而升降（如图2所示）。热水库（2)与回水库（3、；同处一室，也可利用 回水布水器（8)和热库取水器（13)保持库内热水和回水的自然分层，升降换热器（11) 在库内可上下升降，升降换热器上为热水库（2)、升降换热器（11)下为回水库（3)，上

4下两库间不设保温隔离层（如图4所示）。

热用户可以是生活或办公采暖、供应热水用热，也可以是农业或工业生产中低于100 。C的用热。根据用户需求确定太阳能集热器6的面积和回水库3、热水库2的容积，可以 使热用户24的热需求全部用太阳热满足。补给罐、热罐、热水库2和回水库3的顶棚39 和内壁上的防潮处理层38阻断水汽在保温层的对流和对保温层的侵蚀，反射层37阻滞辐 射散热，真空保温板35比同材质非真空保温板提高保温性能6-10倍、成本增加不到一倍， 防水处理层33阻断雨水或容器内热水与真空保温板的直接接触，热水库2和回水库3内的 水28面上布满了厚度大亍0.1毫米的漂浮物29可以有效阻断水汽的蒸发，漂浮物29本身 具有热阻性能。这种综合保温措施不仅可以满足热的常年保存，而且每一种保温措施都可 以实现低成本。在真空保温板35上设置抽抽真空管34、真空传感止回阀32，使得真空板 35可反复抽真空，节省了吸气剂的使用，只要耐温气密膜36的气密性不损坏或损坏后修 复，板内真空可无限期保持，而不是普通真空板3-5年的真空保持期（如图3所示）。

本发明解决了一年四季太阳能集热器产生的不同温度的热能利用问题，高温热能和低 温热能都可到充分有效的利用，相对于现有技术，太阳能的利用率提高50%以上；廉价高 效的保温措施和系统结构可以使热能确切有效地常年保存，系统常年稳定持续的集热、贮 热、供热能力可以应用于工农业生产、独栋建筑供热和集中供热；系统所供的热完全源自 太阳能热。 四、附图说明

图1为实施例1的原理图 图2为实施例2的原理图

图3为本发明容器热水库、回水库、热罐、补给罐 顶棚的保温结构图 图4为实施例3的原理图编号名称

2热水库 3回水库 4补给罐 5热罐

6太阳能集热器 7保温隔离层 8回水布水器 9热库换热器

11升降换热器

10热库布水器

12补给泵

13热库取水器

附图标记对应的部件名称表

编号名称 编,名称

14供热泵 28水 15热库三通分流调节阀 29漂浮物

16回水泵 30回水换热器

17回水取水器 31回水三通分流调节阀

18工质调节阀 32真空传感止回阀

19第一三通换向阀 33防水处理层

20阀门 34抽真空管

21第二三通换向阀 35真空保温板

22热水管 36耐温气密膜

23回水管 37保温涂料层或反射红外线膜

24热用户 38防潮处理层

25工质 39顶棚

五、具体实施方式 实施例1

太阳能集热供热系统由太阳能集热器6、阀门20、第一三通换向阀19、第二三通换向 阀21、补给罐4、调节阀18、水28、、供热泵14、热水库2、热库布水器10、热库取水器 13、热水管22、热用户24、回水管23、回水取水器17、回水布水器8、补给泵12、回水 库3组成。

补给罐4中的水28经太阳能集热器6升温后的温度低于或等于热水库2平均温度时， 通过回水取水器17流入回水库3;太阳能集热器6加热后的水28温度高于热库平均温度 时，通过热库取水器13流到热水库2。供热泵14将热水库2的水28输送到热用户24供 热，降温后输送到回水库3。太阳能集热器6加热后的水28温度低于或等于热水库2内的 平均温度时补给泵12通过回水布水器8抽水28补充补给罐4，太阳能集热器6加热后的 水28温度高于热水库2内的平均温度时补给泵12通过热库布水器10抽水28补充补给罐 4 (如图1所示）。

在补给罐、热罐、热水库和回水库的顶棚39和内壁上先做防潮处理层38、以喷涂保 温涂料层做反射层37铺设并固定耐温气密膜36、固定10厘米厚的真空保温板35、铺设并 固定耐温气密膜36、设置抽真空管34和真空传感止回阀32、密封两层耐温气密膜36和抽 真空管34、用抽气管将每个抽真空管34引到真空泵进气端，用导线将每个真空传感止回 阀32与真空监控器连接，抽真空使得两层耐温气密膜形成的腔体内的保温板处于真空状 态，最外层做耐温防水处理层33，热水库2和回水库3内的水28面上漂浮着厚度20毫米 的工业级动物脂肪29，热用户24是一座的独栋住宅和一个养鸡场,该地区年接收太阳能辐 射量6000MJ/nf，太阳能集热器面积60 nf ，热水库2或回水库3的容积为1000立方米（如图3所示）。 实施例2

太阳能集热供热系统山集热和供热两部分组成：集热部分由太阳能集热器6、热罐5、

阀门20、热库换热器9、回水换热器30、第二三通换向阀21、补给罐4和调节阔18组成 闭合回路，工质25在其内循环并与供热部分的水28相互隔离。

供热部分由供热泵14、热水库2、热库布水器IO、热库取水器13、热水管22、热用 户24、回水管23、热库三通分流调节阀15、回水三通分流调节阀31回水泵16、回水取水 器17、回水布水器8、回水库3组成闭合回路，水28在其内循环并于集热部分的工质25 相互隔离。

热水库2与回水库3同处一室，热水库2在上、回水库3在下，其间用保温隔离层7 隔丌，保温隔离层7随着水28在两库之间的流动而可上下移动，回水取水器17、热库取 水器13、热库换热器9随保温隔离层7的上下移动而上下移动（如图2所示），热水库2 或回水库3的最大容积为100万立方米。

补给罐4中的工质25经太阳能集热器6升温后汇集在热罐5，热罐5工质25温度低 于或等于热库换热器9的温度时工质25通过回水换热器30加热回水库3中的水28，将热 传递给回水库3后热工质25被补给泵12送回补给罐4;热罐5工质25温度高于热库换热 器9的温度时工质25通过热库换热器9加热热水库2中的水28后用补给泵12将其送回保 温补给罐4，供热泵14将热水库2的水28输送到热用户24供热，降温后输送到回水库3， 每年2月1闩至7月30闩，在热水库的水温不低于7(TC的前提下，回水泵16从回水库3 中的回水取水器17抽水28通过热库布水器10输送到热水库2底层（如图2所示），热用 户24是一栋办公楼的取暖散热器和供应热水的换热器。

在补给罐、热罐、热水库和回水库的顶棚39和内壁上先做防潮处理层38、以喷涂保 温涂料层做反射层37铺设并固定耐温气密膜36、固定10厘米厚的真空保温板35、铺设并 固定耐温气密膜36、设置抽真空管34和真空传感止回阀32、密封两层耐温气密膜36和抽 真空管34、用抽气管将每个抽真空管34引到真空泵进气端，用导线将每个真空传感止回 阀32与真空监控器连接，抽真空使得两层耐温气密膜形成的腔体内的保温板处于真空状 态，最外层做耐温防水处理层33，热水库2内的水28面上漂浮着厚度IO亳米的耐温泡沫 塑料漂浮物29 (如图3所示）。

实施例3

补给罐4屮的工质25经太阳能集热器6加热升温后汇集在热罐5，工质25通过回水换热器30加热回水库3中的水28，将热传递给回水库3后工质25被补给泵12送回补给 罐4;供热泵14通过热库取水器13和热水管22将热水库2的水28输送到热用户24供热， 降温后的回水28经过回水管23流到回水库3 (如图4所示）。热水库2和回水库3同处一 室，热水库2或回水库3的最大容积为1000万立方米，利用热库取水器13和回水布水器 8消除供热时的紊流，保持水28的上下温差自然分层，升降换热器（11)根据供热循环量 和温度发布情况在库内上下升降，升降换热器上为热水库（2)、升降换热器（11)下为回 水库（3)，上下两库间不设保温隔离层（如图4所示），热用户是集中供热的热力站。