低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型的目的是提供一種低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本、高效率、跨季節(jié)的使用，本實(shí)用新型采用低溫太陽(yáng)能熱采集系統(tǒng)，屬于非跟蹤型的太陽(yáng)能系統(tǒng)，將太陽(yáng)能采集后的熱能與蓄熱器進(jìn)行交換，再將其進(jìn)行利用。本實(shí)用新型采用將太陽(yáng)能采集建設(shè)成為一個(gè)墻體的結(jié)構(gòu)，從而可以提供一種適合于大規(guī)模的采集以及儲(chǔ)存系統(tǒng)，將太陽(yáng)能低溫采集部分設(shè)置在墻體的一側(cè)，腔體內(nèi)部設(shè)置有蓄熱材料，從而實(shí)現(xiàn)熱能的采集與儲(chǔ)存一體化。本實(shí)用新型通過(guò)墻體結(jié)構(gòu)的采集與儲(chǔ)存，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的采集和存儲(chǔ)，特別是可以實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)的采集和使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及熱能利用，特別是利用太陽(yáng)能低溫?zé)岵杉到y(tǒng)的蓄熱利用以及大規(guī)?？缂纠?。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能低溫?zé)崂弥饕菬崴肮┡壤?，也可以用于制冷，但是基本上是屬于?dāng)天當(dāng)季使用，也是主要以家庭及小規(guī)模的使用為主，主要原因在于其存儲(chǔ)和采集能力有限，因而無(wú)法大規(guī)模、跨季節(jié)使用。
[0003]如果實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)使用，首先需要完善蓄熱器，蓄熱器是對(duì)熱能進(jìn)行儲(chǔ)存的設(shè)備，現(xiàn)有的蓄熱器為蒸汽型和液體蓄熱器；
[0004]在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域，將余熱進(jìn)行回收并儲(chǔ)存，通常采用相變技術(shù)進(jìn)行蓄熱，在低溫領(lǐng)域采用蓄冰技術(shù)實(shí)現(xiàn)蓄熱；
[0005]在太陽(yáng)能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實(shí)現(xiàn)高溫的儲(chǔ)存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時(shí)熔融鹽的毒性、經(jīng)濟(jì)型、安全性也存在問(wèn)題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。
[0006]在太陽(yáng)能領(lǐng)域，也采用空氣或其他氣體進(jìn)行蓄熱，但其熱熔小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲(chǔ)。
[0007]蓄能電站采用電能進(jìn)行儲(chǔ)存，特別是風(fēng)電及光伏組成的電能，由于其無(wú)法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費(fèi)。如果采用熱能進(jìn)行儲(chǔ)存，需要具備大功率的存儲(chǔ)能力的儲(chǔ)存器。
[0008]如何實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能采集和蓄熱有機(jī)的結(jié)合，并適合于大規(guī)模的跨季節(jié)的使用，這是為太陽(yáng)能跨季節(jié)的使用，急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本、高效率、跨季節(jié)的使用，本實(shí)用新型采用低溫太陽(yáng)能熱采集系統(tǒng)，屬于非跟蹤型的太陽(yáng)能系統(tǒng)，將太陽(yáng)能采集后的熱能與蓄熱器進(jìn)行交換，再將其進(jìn)行利用。
[0010]本實(shí)用新型采用將太陽(yáng)能采集建設(shè)成為一個(gè)墻體的結(jié)構(gòu)，從而可以提供一種適合于大規(guī)模的采集以及儲(chǔ)存系統(tǒng)，將太陽(yáng)能低溫采集部分設(shè)置在墻體的一側(cè)，腔體內(nèi)部設(shè)置有蓄熱材料，從而實(shí)現(xiàn)熱能的采集與儲(chǔ)存一體化；
[0011]本實(shí)用新型通過(guò)墻體結(jié)構(gòu)的采集與儲(chǔ)存，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的采集和存儲(chǔ)，特別是可以實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)的采集和使用。
[0012]本實(shí)用新型的還提供一種具備移動(dòng)功能的蓄熱器，可以通過(guò)太陽(yáng)能墻體進(jìn)行采集，后與蓄熱器進(jìn)行交換后將蓄熱器進(jìn)行移動(dòng)，到一個(gè)需要熱能的區(qū)域，然后再進(jìn)行利用。
[0013]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
[0014]低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，包括蓄熱材料，太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)，熱管，保溫材料，殼體等，其特征是:
[0015]包含至少一個(gè)設(shè)置在地下的容器，在容器內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料；
[0016]以及包含至少一組太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)，太陽(yáng)能采集部分設(shè)置在地面上，設(shè)置有第一換熱器件完成太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)與容器內(nèi)蓄熱材料之間的換熱；
[0017]在容器上還設(shè)置有一對(duì)進(jìn)口和出口，蓄熱材料可以從進(jìn)口進(jìn)入，從出口排出；
[0018]太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)將采集的熱能通過(guò)第一換熱器件將熱能交換給蓄熱腔體的蓄熱材料，蓄熱材料達(dá)到設(shè)定溫度后，采用下列方案之一進(jìn)行操作:
[0019]A、將蓄熱材料從容器中卸載出去，或者將并將低溫的蓄熱材料裝入到容器內(nèi)繼續(xù)米集；
[0020]B、在容器上還設(shè)置有第二換熱器件，完成蓄熱腔體與外部使用熱能的器件之間的換熱。
[0021]C、對(duì)蓄熱材料進(jìn)行保溫，以便跨季節(jié)使用。
[0022]太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)選擇下列一種或多種:
[0023]A、真空管采集系統(tǒng)；
[0024]B、平板采集系統(tǒng)；
[0025]C、熱管真空管采集系統(tǒng)；
[0026]D、熱管平板采集系統(tǒng)；
[0027]E、CPC真空管采集系統(tǒng)；
[0028]F、CPC熱管采集系統(tǒng)。
[0029]太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)設(shè)置在地面以上，按照延南北方向或東西方向進(jìn)行放置，其放置傾角按照當(dāng)?shù)氐木S度進(jìn)行放置。
[0030]還包括第三換熱器件，將太陽(yáng)能與地下熱能進(jìn)行換熱，在地面以下設(shè)置有100-1000米的深井或管道，利用換熱器實(shí)現(xiàn)熱能的傳遞并與蓄熱材料進(jìn)行換熱。
[0031]第一換熱器件或第二換熱器件或第三換熱器件選擇自下列一種:
[0032]A、熱管換熱，所采用的熱管為循環(huán)熱管，可以將熱能從地面?zhèn)鞯降降孛嬉裕h(huán)熱管一部分設(shè)置在太陽(yáng)能采集部位，另一部分設(shè)置在腔體內(nèi)，并于蓄熱材料進(jìn)行緊密接觸換
執(zhí).[0033]B、流體動(dòng)力換熱:設(shè)置有一個(gè)流體箱以及一個(gè)動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置提供動(dòng)力使得流通進(jìn)行循環(huán)，流體的管道一部分設(shè)置太陽(yáng)能低溫采集端，另一部分設(shè)置在蓄熱腔體內(nèi)，并于蓄熱材料進(jìn)行接觸，通過(guò)流體動(dòng)力循環(huán)實(shí)現(xiàn)將采集的熱能與蓄熱材料進(jìn)行換熱；
[0034]C、流體溫差換熱:設(shè)置有一個(gè)流體管道，流體的管道一部分設(shè)置太陽(yáng)能低溫采集端，另一部分設(shè)置在蓄熱腔體內(nèi)，并于蓄熱材料進(jìn)行接觸，通過(guò)流體溫差循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱能的交換，并將熱能交換給蓄熱材料。
[0035]流體采用下列一種或者多種:
[0036]A、液體；包括水、導(dǎo)熱油、熔融鹽、液態(tài)金屬；
[0037]B、氣體；
[0038]C、等離子體；
[0039]D、超臨界流體。
[0040]所述的蓄熱材料，包括顯熱蓄熱材料、潛熱蓄熱、相變蓄熱材料、化學(xué)蓄熱材料中的一種或多種；其中顯熱蓄熱材料，包括水、導(dǎo)熱油、鋼渣、鐵渣、尾礦(包括礦廠選礦所剩余的礦砂)、固體粒塊、混凝土 ；所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆粒或者/和磚塊，或者自然界存在的沙粒、鵝卵石、小石塊，固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、不規(guī)則現(xiàn)狀。
[0041]還包括一個(gè)移動(dòng)蓄熱器，可以將蓄熱材料進(jìn)行保溫運(yùn)輸，將熱能運(yùn)送到需要的地方進(jìn)行使用。
[0042]保溫材料選擇下列一種或多種:納米微珠、硅微粉、真空層、聚氨酯、聚苯、珍珠巖、玻璃纖維、保溫水泥的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)或多種。
[0043]太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)中，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換涂層的面積小于換熱器中與蓄熱材料之間進(jìn)行換熱的換熱面積，這樣保證實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的采集，并將熱能儲(chǔ)存給蓄熱材料，以便當(dāng)期或跨季使用。
[0044]采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
[0045]1、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？缂径鹊奶?yáng)能低溫?zé)崂茫?br> [0046]2、本實(shí)用新型可以有效地使用土地，將蓄熱設(shè)置在地面一下，即實(shí)現(xiàn)了熱能的儲(chǔ)存，又實(shí)現(xiàn)了熱能的跨季節(jié)使用。
[0047]3、本實(shí)用新型可以應(yīng)用于太陽(yáng)能低溫?zé)崂玫榷喾N應(yīng)用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0048]圖1是流體循環(huán)低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)
[0049]圖2是流體熱管換熱低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)
[0050]圖中標(biāo)號(hào)含義:
[0051]1:進(jìn)口，2:出口，3:容器，4:蓄熱材料，5:第二換熱器6:太陽(yáng)能地溫采集系統(tǒng)，7:第一換熱器，8:熱管，11:土地。
【具體實(shí)施方式】
[0052]實(shí)施例1、流體循環(huán)低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)
[0053]圖1所示包含容器3，容器被設(shè)置地面以下的區(qū)域內(nèi)，在容器3內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料4 ;包含至少二組太陽(yáng)能平板采集系統(tǒng)6，太陽(yáng)能平板采集部分6設(shè)置在容器3的地表以上，設(shè)置有第一換熱器件7完成太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)與容器內(nèi)蓄熱材料之間的換熱；第一換熱器件采用流體換熱方式，采用導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱，第一換熱器件的部分設(shè)置在太陽(yáng)能平板采集系統(tǒng)6中，另外一部分設(shè)置在容器內(nèi)，并與容器中的蓄熱材料4緊密接觸，所實(shí)現(xiàn)熱能的交換，處于蓄熱器內(nèi)的流體經(jīng)多次的在管道內(nèi)反復(fù)多次循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了與蓄熱材料4的熱交換，蓄熱材料可以從蓄熱進(jìn)口進(jìn)入并從出口流出，蓄熱材料采用50三水醋酸鈉、八水氫氧化鋇、十水硼酸鈉混合而成，太陽(yáng)能平板采集系統(tǒng)將采集的熱能通過(guò)第一換熱器件7將熱能交換給蓄熱腔體的蓄熱材料4。
[0054]在容器內(nèi)設(shè)置有第二換熱器5，第二換熱器為一個(gè)雙邊具有一個(gè)連接管的四個(gè)平管道組成，流體從頂部的入口進(jìn)入1，在經(jīng)與蓄熱器換熱后從出口 2流出，第二換熱器主要將存儲(chǔ)在蓄熱材料中的熱能通過(guò)流體交換，實(shí)現(xiàn)熱能的利用。
[0055]實(shí)施例2、流體熱管換熱低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)[0056]圖2所示包含容器3，容器3設(shè)置在地面11 一下的部位，容器3內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料4 ;包含至少二組太陽(yáng)能真空管熱管采集系統(tǒng)6，太陽(yáng)能真空管熱管采集部分6設(shè)置地表以上，設(shè)置有第一換熱器件7完成太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)與容器內(nèi)蓄熱材料之間的換熱；第一換熱器件采用循環(huán)熱管換熱的方式，循環(huán)熱管的一部分設(shè)置在太陽(yáng)能采集器6中，其另一部分設(shè)置在容器內(nèi)并與蓄熱材料4緊密連接，循環(huán)熱管為一個(gè)閉合回路熱管。
[0057]在腔體上設(shè)置有進(jìn)口 I和出口 2，蓄熱材料可以從蓄熱進(jìn)口進(jìn)入并從出口流出，蓄熱材料采用導(dǎo)熱油，太陽(yáng)能真空管熱管6將采集的熱能通過(guò)第一換熱器件7將熱能交換給蓄熱腔體的蓄熱材料4。
[0058]在容器內(nèi)設(shè)置有流體進(jìn)口與出口，流體通過(guò)進(jìn)口進(jìn)入到容器內(nèi)，通過(guò)蓄熱材料換熱后流出，實(shí)現(xiàn)將熱能進(jìn)行利用。
[0059]根據(jù)本實(shí)用新型的原理及結(jié)構(gòu)，可以設(shè)計(jì)其他的實(shí)施案例，只要符合本實(shí)用新型的原理及結(jié)構(gòu)，都屬于本實(shí)用新型的實(shí)施。
【權(quán)利要求】
1.低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，包括蓄熱材料，太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)，熱管，保溫材料，殼體，其特征是: 包含至少一個(gè)設(shè)置在地下的容器，在容器內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料； 以及包含至少一組太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)，太陽(yáng)能采集部分設(shè)置在地面上，設(shè)置有第一換熱器件完成太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)與容器內(nèi)蓄熱材料之間的換熱； 在容器上還設(shè)置有一對(duì)進(jìn)口出口，蓄熱材料可以從進(jìn)口進(jìn)入，從出口排出； 太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)將采集的熱能通過(guò)第一換熱器件將熱能交換給蓄熱腔體的蓄熱材料，蓄熱材料達(dá)到設(shè)定溫度后，采用下列方案進(jìn)行操作:在容器上還設(shè)置有第二換熱器件，完成蓄熱腔體與外部使用熱能的器件之間的換熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，其特征是:太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)選擇下列一種或多種: A、真空管采集系統(tǒng)； B、平板采集系統(tǒng)； C、熱管真空管采集系統(tǒng)； D、熱管平板采集系統(tǒng)； E、CPC真空管采集系統(tǒng) ； F、CPC熱管采集系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，其特征是:太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)設(shè)置在地面以上，按照延南北方向或東西方向進(jìn)行放置，其放置傾角按照當(dāng)?shù)氐木S度進(jìn)行放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，其特征是:還包括第三換熱器件，將太陽(yáng)能與地下熱能進(jìn)行換熱，在地面以下設(shè)置有100-1000米的深井或管道，利用換熱器實(shí)現(xiàn)熱能的傳遞并與蓄熱材料進(jìn)行換熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，其特征是:第一換熱器件或第二換熱器件或第三換熱器件選擇自下列一種: A、熱管換熱，所采用的熱管為循環(huán)熱管，可以將熱能從地面?zhèn)鞯降降孛嬉?，循環(huán)熱管一部分設(shè)置在太陽(yáng)能采集部位，另一部分設(shè)置在腔體內(nèi)，并于蓄熱材料進(jìn)行緊密接觸換熱； B、流體動(dòng)力換熱:設(shè)置有一個(gè)流體箱以及一個(gè)動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置提供動(dòng)力使得流通進(jìn)行循環(huán)，流體的管道一部分設(shè)置太陽(yáng)能低溫采集端，另一部分設(shè)置在蓄熱腔體內(nèi)，并于蓄熱材料進(jìn)行接觸，通過(guò)流體動(dòng)力循環(huán)實(shí)現(xiàn)將采集的熱能與蓄熱材料進(jìn)行換熱； C、流體溫差換熱:設(shè)置有一個(gè)流體管道，流體的管道一部分設(shè)置太陽(yáng)能低溫采集端，另一部分設(shè)置在蓄熱腔體內(nèi)，并于蓄熱材料進(jìn)行接觸，通過(guò)流體溫差循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱能的交換，并將熱能交換給蓄熱材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，其特征是:流體采用下列一種或者多種: A、液體；包括水、導(dǎo)熱油、熔融鹽、液態(tài)金屬； B、氣體； C、等離子體； D、超臨界流體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，其特征是:所述的蓄熱材料，包括顯熱蓄熱材料、潛熱蓄熱、相變蓄熱材料、化學(xué)蓄熱材料中的一種或多種；其中顯熱蓄熱材料，包括水、導(dǎo)熱油、鋼渣、鐵渣、尾礦、固體粒塊、混凝土；所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆?；蛘?和磚塊，或者自然界存在的沙粒、鵝卵石、小石塊，固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、扇形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，其特征是:還包括一個(gè)移動(dòng)蓄熱器，可以將蓄熱材料進(jìn)行保溫運(yùn)輸，將熱能運(yùn)送到需要的地方進(jìn)行使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，其特征是:保溫材料選擇下列一種或多種:納米微珠、硅微粉、真空層、聚氨酯、聚苯、珍珠巖、玻璃纖維、保溫水泥的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫太陽(yáng)能地下蓄熱系統(tǒng)，其特征是:太陽(yáng)能低溫采集系統(tǒng)中，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換涂層的面 積小于換熱器中與蓄熱材料之間進(jìn)行換熱的換熱面積。
【文檔編號(hào)】F28D20/00GK203824123SQ201320724848
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月17日
【發(fā)明者】李建民 申請(qǐng)人:成都奧能普科技有限公司