CN207570148U - 一种太阳能集热储热*** - Google Patents

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李开春
张洋
江广林
陈衡
夏林青
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Abstract

一种太阳能集热储热***，包括太阳能集热器、相变蓄热箱和供热箱，相变蓄热箱内填充有相变蓄热介质，在相变蓄热箱内设有供能侧换热器和储能侧换热器，储能侧换热器通过管路与太阳能集热器相接，供能侧换热器与供热箱相接。所述的供热箱为带换热装置的热水箱，换热装置与供能侧换热器相接，热水箱设有与自来水相接的冷水进口和一个与供水管道相接的热水出口。当太阳辐照不足时，吸热能力小于储热能力时，充分利用储热材料的性能，在过冷状态放出大量的热，能够提供充足的采暖与生活用水，是一种跨季节使用的太阳能集热储热***。

Description

一种太阳能集热储热***
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能利用技术，特别是一种太阳能集热储热***。
背景技术
目前，国内使用的太阳能热水器主要有：闷晒式太阳热水器、平板太阳热水器、玻璃真空管太阳能热水器和热管玻璃真空管太阳能热水器等。近年来也有采用塑料-水管的低端太阳能集热器的。这些低端的、以真空玻璃板/管直接走水的太阳能热水器，其缺点是保温性能差，接口多易漏水，抵抗低温能力差，易碎易爆裂，体积大，重量重，热效率较低。
相变储能及技术能将能量以相变潜热的形式储藏于相变材料(PhaseChangeMaterials， PCMs)中，实现能量在不同时空之间的转换。利用相变材料的相变潜热实现能量的储存和利用，有助于提高能源利用效率和开发可再生能源，是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。与显热储能技术相比，相变储能技术具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点，在航空航天、太阳能利用、采暖和空调、供电***优化、医学工程、军事工程、蓄热建筑和极端环境服装等众多领域均具有广阔的前景。
现有相变储热太阳能热水器一般将相变储热材料均匀的封装在容器内，容器再放入全玻璃真空太阳能集热管内，全玻璃真空太阳能集热管的吸热能力与相变材料的储热能力为固定匹配。当太阳辐照不足时，吸热能力小于储热能力，不能充分利用储热材料的性能，也不能提供充足的热水。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种带相变蓄热材料、跨季节使用的太阳能集热储热***。
本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种太阳能集热储热***，其特点是：包括太阳能集热器、相变蓄热箱和供热箱，相变蓄热箱内填充有相变蓄热介质，在相变蓄热箱内设有供能侧换热器和储能侧换热器，储能侧换热器通过管路与太阳能集热器相接，供能侧换热器与供热箱相接。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的供热箱为带换热装置的热水箱，换热装置与供能侧换热器相接，热水箱设有与自来水相接的冷水进口和一个与供水管道相接的热水出口。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的换热装置为设置在热水箱内的换热盘管。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的换热装置为套在热水箱外面的换热套。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述热水箱是两个或者多个水箱串联、并联或者混联。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述相变蓄热箱由一个或多个相变蓄热模块串联或者并联组成，在蓄热过程中进行分层蓄热。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，储能侧换热器通过管路与太阳能集热器采用直连方式相接、或采用中间换热器方式连接或采用中间缓冲水箱方式连接。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，太阳能集热器通过管路电磁阀控制直接与供热箱的换热装置相接。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，供热箱设有余热回收***，余热回收***设有余热回收换热器。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，余热回收换热器两端通过管路与换热装置相接或通过管路与热水箱相接。
本实用新型与现有技术相比，在太阳能集热器与供热箱之间设置相变蓄热箱。当太阳辐照不足时，吸热能力小于储热能力时，充分利用储热材料的性能，在过冷状态放出大量的热，能够提供充足的采暖与生活用水，是一种跨季节使用的太阳能集热储热***。
附图说明
图1为本实用新型的原理图Ⅰ；
图2为原理图Ⅱ；
图3为原理图Ⅲ；
图4为原理图Ⅳ；
图5为原理图Ⅴ；
图6为原理图Ⅵ；
图7为原理图Ⅶ；
图8为原理图Ⅷ。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
一种太阳能集热储热***，包括太阳能集热器1、相变蓄热箱3和供热箱，相变蓄热箱内填充有相变蓄热介质，在相变蓄热箱内设有供能侧换热器和储能侧换热器，储能侧换热器通过管路与太阳能集热器相接，供能侧换热器与供热箱相接。
所述的供热箱为带换热装置的热水箱5，换热装置与供能侧换热器相接，热水箱设有与自来水相接的冷水进口和一个与供水管道相接的热水出口。
太阳能集热器可以是通过管路电磁阀控制直接与供热箱的换热装置相接。
所述的换热装置为设置在热水箱内的换热盘管8。换热装置还可为套在热水箱外面的换热套4。
所述热水箱是两个或者多个水箱串联、并联或者混联。
所述相变蓄热箱由一个或多个相变蓄热模块串联或者并联组成，在蓄热过程中进行分层蓄热。
储能侧换热器通过管路与太阳能集热器采用直连方式相接、或采用中间换热器2方式连接或采用中间缓冲水箱7方式连接。
供热箱设有余热回收***6，余热回收***设有余热回收换热器。
余热回收换热器两端通过管路与换热装置相接或通过管路与热水箱相接。
具体的：主要由太阳能集热器、相变蓄热箱、供热箱、管路、循环水泵、安全阀、膨胀罐和若干控制阀门组成；
相变蓄热箱内的换热器为翅片式换热器、盘管换热器等；
相变蓄热箱的主要组成部分可以是三水乙酸钠，也可以是其他相变蓄热材料；
太阳能集热器可采用平板集热器、真空管集热器、槽式聚光器等吸收太阳光能量的集热器；相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力；以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变；在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热；物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，相变材料的分类相变材料主要包括无机PCM、有机PCM和复合PCM三类；其中，无机类PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物；复合相变储热材料的应运而生，它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。

Claims (9)

1.一种太阳能集热储热***，其特征在于：包括太阳能集热器、相变蓄热箱和供热箱，相变蓄热箱内填充有相变蓄热介质，在相变蓄热箱内设有供能侧换热器和储能侧换热器，储能侧换热器通过管路与太阳能集热器相接，供能侧换热器与供热箱相接，所述的供热箱为带换热装置的热水箱，换热装置与供能侧换热器相接，热水箱设有与自来水相接的冷水进口和一个与供水管道相接的热水出口。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热储热***，其特征在于：所述的换热装置为设置在热水箱内的换热盘管。
3.根据权利要求1所述的太阳能集热储热***，其特征在于：所述的换热装置为套在热水箱外面的换热套。
4.根据权利要求1所述的太阳能集热储热***，其特征在于：所述热水箱是两个或者多个水箱串联、并联或者混联。
5.根据权利要求1所述的太阳能集热储热***，其特征在于：所述相变蓄热箱由一个或多个相变蓄热模块串联或者并联组成，在蓄热过程中进行分层蓄热。
6.根据权利要求1所述的太阳能集热储热***，其特征在于：储能侧换热器通过管路与太阳能集热器采用直连方式相接、或采用中间换热器方式连接或采用中间缓冲水箱方式连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的太阳能集热储热***，其特征在于：太阳能集热器通过管路电磁阀控制直接与供热箱的换热装置相接。
8.根据权利要求1-6任一项所述的太阳能集热储热***，其特征在于：供热箱设有余热回收***，余热回收***设有余热回收换热器。
9.根据权利要求8所述的太阳能集热储热***，其特征在于：余热回收换热器两端通过管路与换热装置相接或通过管路与热水箱相接。
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