本發(fā)明涉及一種利用太陽能的蓄熱式毛細(xì)管網(wǎng)輻射采暖系統(tǒng),屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
太陽能是地球上一切能量的主要來源,它是無窮無盡,無公害的清潔能源,也是21世紀(jì)以后人類最有希望的能源"地球上一年中接收到的太陽能高達(dá)1X108千瓦/小時,每年地球獲得的總能量相當(dāng)于目前地球耗費(fèi)能量的幾萬倍,然而,太陽能具有分散性和間歇性等特點,地域不同,太陽的日照強(qiáng)度有很大的差別,并且隨著晝夜交替和季節(jié)變換有規(guī)律的變化,另外,氣候因素對太陽輻射的影響化往往無法預(yù)料,比如陰雨天氣使地面上太陽輻射能大為降低,甚至無法利用,因此,要想把這種能量密度低,間歇性的能源為人們所用,就需要把晴朗白天收集到的太陽輻射能所轉(zhuǎn)換成的熱能儲存起來,以供夜間或陰雨天使用,從節(jié)能和經(jīng)濟(jì)角度來看,熱量儲存在太陽能熱利用系統(tǒng)中所起的作用,比一般的熱利用系統(tǒng)都大得多,所以,太陽能的利用關(guān)鍵在于解決能量儲存問題,蓄能問題也是太陽能應(yīng)用研究中的薄弱環(huán)節(jié),蓄能技術(shù)可以緩解能量供求雙方在時間,強(qiáng)度及地點上的不匹配,是合理利用能源及減輕環(huán)境污染的有效途徑,也是廣義熱能系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的重要手段,相變蓄能以蓄能密度高,易與運(yùn)行系統(tǒng)相匹配,易控制等優(yōu)點,日趨成為蓄能系統(tǒng)的首選,近年來,相變蓄能系統(tǒng)已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于建筑節(jié)能,蓄冷空調(diào)和一些余熱回收系統(tǒng),而相變蓄熱換熱器的形式也隨實際需要越來越多。
但是,目前的太陽能蓄熱由于太陽能受到天氣等影響較大,僅僅依靠太陽能難以滿足對采暖的需要,而且,電能往往導(dǎo)致對采暖不夠溫和,且大家在取暖時同時取暖,容易造成用電高峰,因此,如何將電能有效的結(jié)合到太陽能取暖中,以便滿足太陽能不夠的情況,保證采暖的正常運(yùn)行,且保證采暖的舒適度,對于太陽能利用具有重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)問題,提供一種利用太陽能的蓄熱式毛細(xì)管網(wǎng)輻射采暖系統(tǒng),目的是提高太陽能利用效果,擬解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種利用太陽能的蓄熱式毛細(xì)管網(wǎng)輻射采暖系統(tǒng),其包括太陽能集熱器、相變蓄熱器、毛細(xì)管輻射器、熱水存儲器、蓄水器和熱水使用端,所述的太陽能集熱器與所述的相變蓄熱器和毛細(xì)管輻射器連接,所述的相變蓄熱器上連接有所述的熱水存儲器,所述的熱水存儲器與所述的熱水使用端連接,所述的毛細(xì)管輻射器與所述的太陽能集熱器之間以及所述的熱水存儲器與所述的太陽能集熱器之間設(shè)置有蓄水器,其特征在于,所述的相變蓄熱器內(nèi)部的中心集成設(shè)置有電加熱器。
進(jìn)一步,作為優(yōu)選,所述的太陽能集熱器通過循環(huán)泵與電子流速閥連接,所述的電子流速閥通過三通閥一分別連接所述的相變蓄熱器的進(jìn)水端和三通閥二,所述的相變蓄熱器與三通閥一之間設(shè)置有電磁閥二,三通閥一與三通閥二之間設(shè)置有電磁閥三,所述的三通閥二上還分別連接所述的毛細(xì)管輻射器的進(jìn)水端和單向閥的出水端,所述的相變蓄熱器的出水端通過三通閥三分別連接所述的電磁閥四的進(jìn)水端和電磁閥五的進(jìn)水端,所述的電磁閥五的出水端連接所述的單向閥的進(jìn)水端,所述的電磁閥四的出水端連接所述的熱水存儲器進(jìn)水端,所述的熱水存儲器的出水端連接溢流閥,所述的溢流閥的出水端通過三通閥四分別連接毛細(xì)管輻射器的出水端和蓄水器的進(jìn)水端,所述的蓄水器的出水端連接所述的電磁閥一的進(jìn)水端,所述的電磁閥一的出水端連接所述的太陽能集熱器的進(jìn)水端;所述的毛細(xì)管輻射器包括輻射器架、輻射支板、毛細(xì)管孔、輻射板支架和輻射板支軸,其中,每個所述的輻射支板上設(shè)置有多個毛細(xì)管孔,每個所述的毛細(xì)管孔與毛細(xì)管輻射器的主管道連通,4-8個所述的輻射支板上下疊加在一起構(gòu)成一組輻射板,每組輻射板的兩端連接設(shè)置有輻射板支軸,所述的輻射器架的內(nèi)側(cè)設(shè)置有輻射板支架,所述的輻射板支軸支撐設(shè)置在所述的輻射板支架上,各組所述的輻射板依靠所述的輻射板支軸固定在所述的輻射板支架上。
進(jìn)一步,作為優(yōu)選,所述電加熱器包括散熱葉片、電熱管、端蓋、電熱絲和電源線,其中,兩個所述的端蓋構(gòu)成電加熱器的框架,所述的散熱葉片為多個,且散熱葉片設(shè)置于兩個端蓋之間,兩個相鄰的散熱葉片之間的根部設(shè)置有電熱管,所述的電熱管上設(shè)置有電熱絲,所述的電熱管和電熱絲的電源線伸出其中一個端蓋設(shè)置,且所述的電源線伸出所述的相變蓄熱器的殼體設(shè)置,所述的散熱葉片的最外端直徑至少為端蓋直徑的2倍。
進(jìn)一步,作為優(yōu)選,輻射器架內(nèi)設(shè)置有上下疊加設(shè)置的多組輻射板,且相鄰的兩組輻射板之間設(shè)置有間隙。
進(jìn)一步,作為優(yōu)選,還包括控制器,所述的電磁閥一、電磁閥二、電磁閥三、電磁閥四、電磁閥五均由所述的控制器進(jìn)行控制。
進(jìn)一步,作為優(yōu)選,還包括溫度傳感器,所述的溫度傳感器設(shè)置在所述的毛細(xì)管輻射器表面上,所述的溫度傳感器與所述的控制器進(jìn)行連接。
進(jìn)一步,作為優(yōu)選,所述的散熱葉片為四個。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明將電加熱器集成設(shè)置在相變蓄熱器內(nèi)部,不僅滿足了在太陽能蓄熱不足的情況下利用電能來實現(xiàn)取暖蓄熱的要求,而且,還提高了電能的利用率,直接依靠電熱絲對相變材料進(jìn)行加熱,提高了能量利用率,同時,設(shè)置了散熱葉片,提高相變材料的接觸面積,而本發(fā)明的毛細(xì)管輻射器采用多層的疊加結(jié)構(gòu),節(jié)省了空間的同時,提高了輻射散熱的效果,提高了取暖效果,控制器可以實現(xiàn)自動的對各個電磁閥進(jìn)行控制,自動方便。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一種利用太陽能的蓄熱式毛細(xì)管網(wǎng)輻射采暖系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明的毛細(xì)管輻射器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明的電加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖;
其中,1、太陽能集熱器,2、相變蓄熱器,3、毛細(xì)管輻射器,4、熱水存儲器,5、蓄水器,6、熱水使用端,7、循環(huán)泵,8、電子流速閥,9、單向閥,10、溢流閥,11、電磁閥一,12、電磁閥二,13、電磁閥三,14、電磁閥四,15、電磁閥五,16、三通閥一,17、三通閥二,18、三通閥三,19、三通閥四,20、溫度傳感器,21、輻射器架,22、輻射支板,23、毛細(xì)管孔,24、輻射板支架,25、輻射板支軸,26、電加熱器,27、散熱葉片,28、電熱管,29、端蓋,30、電熱絲,31、電源線。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
請參閱圖1,本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種利用太陽能的蓄熱式毛細(xì)管網(wǎng)輻射采暖系統(tǒng),其包括太陽能集熱器1、相變蓄熱器2、毛細(xì)管輻射器3、熱水存儲器4、蓄水器5和熱水使用端6,所述的太陽能集熱器1與所述的相變蓄熱器2和毛細(xì)管輻射器3連接,所述的相變蓄熱器2上連接有所述的熱水存儲器4,所述的熱水存儲器4與所述的熱水使用端6連接,所述的毛細(xì)管輻射器3與所述的太陽能集熱器1之間以及所述的熱水存儲器與所述的太陽能集熱器之間設(shè)置有蓄水器5,其特征在于,所述的相變蓄熱器內(nèi)部的中心集成設(shè)置有電加熱器26。
在本實施例中,所述的太陽能集熱器1通過循環(huán)泵7與電子流速閥8連接,所述的電子流速閥8通過三通閥一16分別連接所述的相變蓄熱器2的進(jìn)水端和三通閥二17,所述的相變蓄熱器2與三通閥一16之間設(shè)置有電磁閥二12,三通閥一16與三通閥二17之間設(shè)置有電磁閥三13,所述的三通閥二17上還分別連接所述的毛細(xì)管輻射器3的進(jìn)水端和單向閥9的出水端,所述的相變蓄熱器2的出水端通過三通閥三18分別連接所述的電磁閥四14的進(jìn)水端和電磁閥五15的進(jìn)水端,所述的電磁閥五15的出水端連接所述的單向閥9的進(jìn)水端,所述的電磁閥四14的出水端連接所述的熱水存儲器進(jìn)水端,所述的熱水存儲器的出水端連接溢流閥10,所述的溢流閥10的出水端通過三通閥四19分別連接毛細(xì)管輻射器3的出水端和蓄水器的進(jìn)水端,所述的蓄水器5的出水端連接所述的電磁閥一11的進(jìn)水端,所述的電磁閥一11的出水端連接所述的太陽能集熱器1的進(jìn)水端;如圖2所示,所述的毛細(xì)管輻射器包括輻射器架21、輻射支板22、毛細(xì)管孔23、輻射板支架24和輻射板支軸25,其中,每個所述的輻射支板22上設(shè)置有多個毛細(xì)管孔23,每個所述的毛細(xì)管孔23與毛細(xì)管輻射器的主管道連通,4-8個所述的輻射支板22上下疊加在一起構(gòu)成一組輻射板,每組輻射板的兩端連接設(shè)置有輻射板支軸25,所述的輻射器架21的內(nèi)側(cè)設(shè)置有輻射板支架24,所述的輻射板支軸支撐設(shè)置在所述的輻射板支架24上,各組所述的輻射板依靠所述的輻射板支軸固定在所述的輻射板支架上。其中,輻射器架內(nèi)設(shè)置有上下疊加設(shè)置的多組輻射板,且相鄰的兩組輻射板之間設(shè)置有間隙。
在本實施例中,如圖3所示,所述電加熱器包括散熱葉片27、電熱管28、端蓋29、電熱絲30和電源線31,其中,兩個所述的端蓋29構(gòu)成電加熱器的框架,所述的散熱葉片為多個,且散熱葉片27設(shè)置于兩個端蓋29之間,兩個相鄰的散熱葉片27之間的根部設(shè)置有電熱管28,所述的電熱管28上設(shè)置有電熱絲30,所述的電熱管和電熱絲的電源線伸出其中一個端蓋29設(shè)置,且所述的電源線伸出所述的相變蓄熱器的殼體設(shè)置,所述的散熱葉片的最外端直徑至少為端蓋直徑的2倍。
為了便于自動控制,還包括控制器,所述的電磁閥一、電磁閥二、電磁閥三、電磁閥四、電磁閥五均由所述的控制器進(jìn)行控制。還包括溫度傳感器,所述的溫度傳感器設(shè)置在所述的毛細(xì)管輻射器表面上,所述的溫度傳感器與所述的控制器進(jìn)行連接。所述的散熱葉片為四個。
在使用時,當(dāng)太陽能的取暖足夠時,只需開啟電磁閥三、和電磁閥一,其余電磁閥關(guān)閉,即可實現(xiàn)太陽能的單獨(dú)取暖,如果太陽能多余時,可以開啟電磁閥三、電磁閥一、電磁閥二和電磁閥四,電磁閥五關(guān)閉,這樣,可以將部分太陽能存儲于相變蓄熱器中,而相變蓄熱器內(nèi)存儲有能量且太陽能稍微不足時,可以開啟電磁閥一、電磁閥二和電磁閥五,太陽能集熱器內(nèi)的熱水先經(jīng)過相變蓄熱器利用內(nèi)部的蓄熱進(jìn)行加熱再流入毛細(xì)管輻射器,而如果內(nèi)部的蓄熱不夠,則可以在用電低峰時開啟電加熱器,將電能存儲于相變蓄熱器中,換可以開啟電磁閥四,供熱水使用端使用。
本發(fā)明將電加熱器集成設(shè)置在相變蓄熱器內(nèi)部,不僅滿足了在太陽能蓄熱不足的情況下利用電能來實現(xiàn)取暖蓄熱的要求,而且,還提高了電能的利用率,直接依靠電熱絲對相變材料進(jìn)行加熱,提高了能量利用率,同時,設(shè)置了散熱葉片,提高相變材料的接觸面積,而本發(fā)明的毛細(xì)管輻射器采用多層的疊加結(jié)構(gòu),節(jié)省了空間的同時,提高了輻射散熱的效果,提高了取暖效果,控制器可以實現(xiàn)自動的對各個電磁閥進(jìn)行控制,自動方便。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。