CN105546620A - 一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，包括聚光镜、集热器、导热油换热器、阀门、储热罐、取暖地板、地热换热器、泵、浅水地热井、深水地热井。聚光镜将太阳能聚光后照射在集热器上，集热器中的导热油被加热，导热油的热能经过导热油换热器将储热罐中的水加热，储热罐中的热水用于地板供暖。另外，深水地热井中的热水被泵入地热换热器中，加热储热罐中水，实现地热能供暖。通过上述方案，本发明实现太阳能与地热能共同给地板供暖。

Description

一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置
技术领域
本发明涉及一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，利用太阳能与地热能联合供热加热地板，实现全天候室内取暖，属于新能源技术领域，特别是太阳能与地热能综合热利用技术领域。
背景技术
地热取暖是新兴的一种采暖方式，符合人体生理取暖的舒适要求：让暖从脚下起，人们会感到更温暖，更舒适。节约室内面积和空间，可省去安装暖气片和暖气管道所占的空间，增加使用面积2%～3%。可使室内采暖温度均匀：采用地暖后室温由下而上梯度分布，空气对流减弱，水分散失减少，克服了散热器采暖给人带来了口干舌燥等不足。热源选择比较广泛，可以利用地下热水、工业余热、供热管网、家用供热源等。太阳能采暖是一项环保工程。它与普通的采暖方式不同的是热源不同，即普通采暖是燃煤、电、油、气等，而太阳能采暖是利用无污染、可再生的太阳能。太阳能采暖经济效益显著。太阳能采暖一般3-5年即可收回投资成本，而它的使用寿命一般在20年左右，所以它的经济效益也是十分显著的。将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好，备受各国重视，特别是位于高寒地区的西方国家，其中冰岛开发利用得最好。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热***，现今这一供热***已发展得非常完善，每小时可从地下抽取7740t80℃的热水，供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱，冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。我国地热采暖技术落后于国际水平，如果将太阳能与地热能联合运行，实现全天候、甚至长期的采暖可解决我国北方的冬季供暖。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置的目的是解决现有供暖方式的污染问题和能源消耗问题。
技术方案：一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，包括聚光镜（1）、集热器（2）、导热油换热器（3）、阀门（4）、储热罐（5）、取暖地板（6）、地热换热器（7）、泵（8）、浅水地热井（9）、深水地热井（10）；其中取暖地板（6）包括木地板（6-1）、传热填充物（6-2）、取暖器（6-3）、保温材料（6-4）。
所述聚光镜（1）为抛物面形状，安装在太阳能跟踪装置上，集热器（2）由真空集热管构成，安装在聚光镜（1）的焦线处，集热器（2）内部通入导热油，集热器（2）的输出端口与导热油换热器（3）的能量输入端的进口连接，导热油换热器（3）的能量输入端的出口与集热器（2）的输入连接，形成导热油循环。
导热油换热器（3）的能量输出端的出口与储热罐（5）的换热输入口一连接，中间串连阀门（4），导热油换热器（3）的能量输出端的进口与储热罐（5）的换热输出口一连接；储热罐（5）的换热输入口二与地热换热器（7）能量输出端的输出口连接，地热换热器（7）能量输出端的输入口与储热罐（5）的换热输出口二连接；热换热器（7）能量输入端的输入与泵（8）的输出连接，泵（8）的输入与水地热井（10）的水管连接，地热换热器（7）能量输出端的输出口与浅水地热井（9）的水管连接；储热罐（5）热水输出口与取暖地板（6）的取暖器（6-3）输入连接，储热罐（5）循环水入口与暖地板（6）的取暖器（6-3）输出连接。
一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，其特征在于关闭阀门（4），可以关闭导热油换热器（3）。
一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，其特征在于太阳能取暖由聚光镜（1）、集热器（2）、导热油换热器（3）、阀门（4）构成，工质为导热油；地热取暖由地热换热器（7）、泵（8）、浅水地热井（9）、深水地热井（10）构成，工质为水。
所述聚光镜（1）由抛物面形状的镜子构成，可采用表面镀铝或镀银，将太阳能聚光照射到集热器（2）上。
所述集热器（2）由真空集热管构成，外层为玻璃外观，内管为金属内管，金属内管内部通过工质，当太阳能经过聚光镜（1）聚焦照射到解热器(2)的金属内管上时，金属内管发热，金属内管内部通入导热油，即可将导热油加热。
所述导热油换热器（3）由换热器构成，将导热油中的热能换热至热罐（5）中的水中。
所述阀门（4）安装在导热油换热器（3）能量输入端的输入口，关闭阀门（4），阻断导热油的流通，即可将导热油换热器（3）关闭。
所述热罐（5）由保温罐构成，用于储存高温热水。
所述取暖地板（6）包括木地板（6-1）、传热填充物（6-2）、取暖器（6-3）、保温材料（6-4）。最底层为保温材料（6-4），保温材料（6-4）层上安装取暖器（6-3），在取暖器（6-3）上覆盖一层传热填充物（6-2），铺平后，在传热填充物（6-2）上安装木地板（6-1）。
所述地热换热器（7）由换热器构成，用于将地热能换热至热罐（5）中的水中。
所述泵（8）由水泵构成，用于将地下热水泵入地热换热器（7）中。
所述浅水地热井（9）用于排放地热换热器（7）中的水，与深水地热井（10）中的水进行循环。
所述深水地热井（10）用于采集地下热水，将热水泵入地热换热器（7）的能量输入端的输入口，并从地热换热器（7）的能量输入端的输出口输出至浅水地热井（9）中。
工作原理：聚光镜（1）将太阳能聚焦后，照射在集热器（2）上，集热器（2）内部通导热油，加热后的导热油经过导热油换热器（3）将热能换热到储热罐（5）中的水中，储热罐（5）的水被加热后，向取暖地板（6）提供热水。深水地热井（10）中热水通过泵（8）将热水泵入地热换热器（7）中，将地下热能换热到储热罐（5）中的水中，深水地热井（10）的热水经过热换热器（7）换热后，流向浅水地热井（9）中，储热罐（5）的水被加热后，向取暖地板（6）提供热水。在夜间，通过关闭阀门（4），关闭导热油换热器（3），防止热量损失。
有益效果，本发明具有以下优点：
（1）本发明利用槽式太阳能实现家用地板的供暖，无污染，并且没有后期的保养费用；
（2）本发明采用最底层为保温材料，防止热量散失，热利用效率高；
（3）本发明采用地热能与太阳能联合运行，可实现严寒天气的供暖，实用性更高。
附图说明：
图1为本发明结构示意图；
图中：1是聚光镜、2是集热器、3是导热油换热器、4是阀门、5是储热罐、6是取暖地板、7是地热换热器、8是泵、9是浅水地热井、10是深水地热井。
图2为取暖地板剖面结构示意图；
图3是取暖地板俯视示意图；
6-1是木地板、6-2是传热填充物、6-3是取暖器、6-4是保温材料；
图4为储热罐示意图；
图中标示出换热输入口一、换热输出口一、换热输入口二、换热输出口二、热水输出口以及循环水入口。
具体实施方式：结合附图1、图2、图3和图4，进一步对本发明解释。
一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，包括聚光镜（1）、集热器（2）、导热油换热器（3）、阀门（4）、储热罐（5）、取暖地板（6）、地热换热器（7）、泵（8）、浅水地热井（9）、深水地热井（10）；其中取暖地板（6）包括木地板（6-1）、传热填充物（6-2）、取暖器（6-3）、保温材料（6-4）。
所述聚光镜（1）为抛物面形状，安装在太阳能跟踪装置上，集热器（2）由真空集热管构成，安装在聚光镜（1）的焦线处，集热器（2）内部通入导热油，集热器（2）的输出端口与导热油换热器（3）的能量输入端的进口连接，导热油换热器（3）的能量输入端的出口与集热器（2）的输入连接，形成导热油循环。
导热油换热器（3）的能量输出端的出口与储热罐（5）的换热输入口一连接，中间串连阀门（4），导热油换热器（3）的能量输出端的进口与储热罐（5）的换热输出口一连接；储热罐（5）的换热输入口二与地热换热器（7）能量输出端的输出口连接，地热换热器（7）能量输出端的输入口与储热罐（5）的换热输出口二连接；热换热器（7）能量输入端的输入与泵（8）的输出连接，泵（8）的输入与水地热井（10）的水管连接，地热换热器（7）能量输出端的输出口与浅水地热井（9）的水管连接；储热罐（5）热水输出口与取暖地板（6）的取暖器（6-3）输入连接，储热罐（5）循环水入口与暖地板（6）的取暖器（6-3）输出连接。
一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，其特征在于关闭阀门（4），可以关闭导热油换热器（3）。
一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，其特征在于太阳能取暖由聚光镜（1）、集热器（2）、导热油换热器（3）、阀门（4）构成，工质为导热油；地热取暖由地热换热器（7）、泵（8）、浅水地热井（9）、深水地热井（10）构成，工质为水。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，包括聚光镜（1）、集热器（2）、导热油换热器（3）、阀门（4）、储热罐（5）、取暖地板（6）、地热换热器（7）、泵（8）、浅水地热井（9）、深水地热井（10）；其中取暖地板（6）包括木地板（6-1）、传热填充物（6-2）、取暖器（6-3）、保温材料（6-4）；
所述聚光镜（1）为抛物面形状，安装在太阳能跟踪装置上，集热器（2）由真空集热管构成，安装在聚光镜（1）的焦线处，集热器（2）内部通入导热油，集热器（2）的输出端口与导热油换热器（3）的能量输入端的进口连接，导热油换热器（3）的能量输入端的出口与集热器（2）的输入连接，形成导热油循环；
导热油换热器（3）的能量输出端的出口与储热罐（5）的换热输入口一连接，中间串连阀门（4），导热油换热器（3）的能量输出端的进口与储热罐（5）的换热输出口一连接；储热罐（5）的换热输入口二与地热换热器（7）能量输出端的输出口连接，地热换热器（7）能量输出端的输入口与储热罐（5）的换热输出口二连接；热换热器（7）能量输入端的输入与泵（8）的输出连接，泵（8）的输入与水地热井（10）的水管连接，地热换热器（7）能量输出端的输出口与浅水地热井（9）的水管连接；储热罐（5）热水输出口与取暖地板（6）的取暖器（6-3）输入连接，储热罐（5）循环水入口与暖地板（6）的取暖器（6-3）输出连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，其特征在于关闭阀门（4），可以关闭导热油换热器（3）。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能与地热能联合运行的取暖地板装置，其特征在于太阳能取暖由聚光镜（1）、集热器（2）、导热油换热器（3）、阀门（4）构成，工质为导热油；地热取暖由地热换热器（7）、泵（8）、浅水地热井（9）、深水地热井（10）构成，工质为水。
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