基于遮热板原理的跨季节串联储热太阳能供暖系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于遮热板原理的跨季节串联储热太阳能供暖系统及方法，包括太阳能集热供热储热回路、跨季节储热水箱供暖回路、二次侧供暖回路以及热泵辅助供暖回路，通过动态切换工作模式实现跨季节储热及冬季供暖，并经TRNSYS软件对所搭建的系统进行仿真，验证了该系统与锅炉辅热供暖系统相比的节能优势；本发明专利技术通过将储热系统中心位置的高温圆柱形储热水箱与外侧的低温同心环状水箱串联布置，对太阳能集热器加热后的热水进行温度梯度存储，同时外侧的低温环状水箱在空间位置上起到遮热板的作用，可以大幅减少储热损失，提高太阳能利用率，为实现建筑冬季绿色供暖提供一种切实可行的工程技术方案。实可行的工程技术方案。实可行的工程技术方案。

【技术实现步骤摘要】
基于遮热板原理的跨季节串联储热太阳能供暖系统及方法


[0001]本专利技术属于太阳能供暖
，具体涉及一种基于遮热板原理的跨季节串联储热太阳能供暖系统及方法。

技术介绍

[0002]在中国北方地区，空间供暖能耗在建筑能耗中占有很大比例，而目前煤炭、天然气和电力仍然是用于空间供暖的主要能源形式。中国北方太阳能资源丰富，所以利用太阳能实现建筑清洁供暖是助力双碳目标如期实现的重要途径。
[0003]太阳能不仅能量密度低，而且太阳辐照强度也存在日波动和季节波动的特点，这势必导致太阳能在空间供暖稳定性上存在极大缺陷。在中国北方地区，夏季太阳光照充足，而冬季供暖需求旺盛，所以为太阳能供暖系统配备低成本的蓄热系统是实现太阳能“夏储冬用”，解决太阳能供需季节不匹配的关键技术手段。
[0004]大型跨季节地下蓄热水箱储热由于原理简单，建造成本低且单位体积蓄热密度大，在工程实践中得到了广泛使用。但是大型跨季节地下蓄热水箱由于散热面积大、储热时间长也存在散热损失大的问题。此外，蓄热水箱为了满足供热需求，设计蓄热温度普遍较高，这也进一步加剧了蓄热水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于遮热板原理的跨季节串联储热太阳能供暖系统，其特征在于，该系统通过动态切换工作模式实现跨季节储热及冬季供暖，包括太阳能集热供热储热回路、跨季节储热水箱供暖回路、二次侧供暖回路以及热泵辅助供暖回路；所述太阳能集热供热储热回路包括板式集热器、跨季节储热水箱和板式逆流换热器，板式集热器的出口与分流阀三的入口相连，分流阀三的出口工质选择性的与跨季节储热水箱入口一或板式逆流换热器入口相连，跨季节储热水箱出口一及板式逆流换热器的出口与混流阀一的入口相连，混流阀一的出口经给水泵一后与板式集热器的入口相连；所述跨季节储热水箱供暖回路包括跨季节储热水箱和板式逆流换热器，跨季节储热水箱出口二与分流阀二入口相连，经混流阀三和给水泵二后进入板式逆流换热器，板式逆流换热器出口经分流阀一后与跨季节储热水箱入口二相连；所述板式逆流换热器一、二次侧流量由给水泵二和给水泵四控制；所述热泵辅助供暖回路包括跨季节储热水箱、缓冲水箱、光伏板和水源热泵，跨季节储热水箱出口二与分流阀二的入口相连，分流阀二的出口与给水泵三的入口相连，给水泵三出口与水源热泵热源侧入口相连，水源热泵热源侧出口经混流阀二和分流阀一后与跨季节储热水箱入口二相连；缓冲水箱出口二经分流阀四分流后与水源热泵负荷侧入口相连，水源热泵负荷侧出口与混流阀四的入口相连，混流阀四的出口与缓冲水箱入口二相连，水源热泵热源侧和负荷侧回路共同构成二次侧供暖回路，光伏板用于为水源热泵提供电源；所述二次侧供暖回路包括缓冲水箱、混流阀五、温控阀及用户侧热负荷，位于缓冲水箱顶部的缓冲水箱出口一及温控阀的出口一分别与混流阀五的两个入口相连，混流阀五的出口通过给水泵五与用户侧热负荷相连进行供热，供热后的低温回水进入温控阀，温控阀的出口二与缓冲水箱入口一相连。2.根据权利要求1所述的基于遮热板原理的跨季节串联储热太阳能供暖系统，其特征在于，该系统过程循环工质为液相水。3.根据权利要求1所述的基于遮热板原理的跨季节串联储热太阳能供暖系统，其特征在于，所述跨季节储热水箱入口一设置在内层圆柱形储热水箱顶部，内层圆柱形储热水箱底部与外层环状储热水箱顶部入口通过水箱内部连接管相连，跨季节储热水箱形成中心部位圆柱形储热水箱温度较高，外侧环状储热水箱温度较低的温度空间位置分布。4.根据权利要求1所述的基于遮热板原理的跨季节串联储热太阳能供暖系统，其特征在于，所述外侧环状储热水箱在跨季节储热水箱中起到遮热板的作用，根据传热学基本原理，遮热板的引入在原有热阻网络图中增加两个表面热阻和一个空间热阻，在各表面发射率均为ε的情况下，遮热板的引入将使热损失减少近一半。5.根据权利要求1所述的基于遮热板原理的跨季...

【专利技术属性】
技术研发人员：董博，宋渤，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：