新体系太阳能加热土壤蓄热增温系统技术方案

新体系太阳能加热土壤蓄热增温系统，包括集热器(1)、地埋箱(2)、水位保障箱(3)、集热泵(4)，集热器(1)采用具有集热、蓄热暂存缓冲、抗冻、防过热、综合测控功能的智能型多功能太阳能集热器，地埋箱(2)采用不锈钢水箱，埋在地下深处，水位保障箱(3)采用非承压水箱，安装在高于集热器(1)的位置，集热器(1)上接口与水位保障箱(3)下接口、地埋箱(2)输入接口连通，地埋箱(2)输出接口经集热泵(4)与集热器(1)下接口连通，定温循环集热，通过集热泵(4)驱动集热器(1)与地埋箱(2)内水循环，把集热器(1)收集的太阳能导入地埋箱(2)内，通过地埋箱(2)把太阳能注入并储存在土壤和地下水内。能注入并储存在土壤和地下水内。能注入并储存在土壤和地下水内。

【技术实现步骤摘要】
新体系太阳能加热土壤蓄热增温系统

技术实现思路

[0001]本专利技术是太阳能热利用领域一种用于室内外土壤、地下水加热，利用土壤蓄热，提高地温、水温的太阳能加热土壤蓄热增温系统。

技术介绍

[0002]太阳能取之不尽，用之不竭，是全球可开发利用潜力最大、最清洁的能源，太阳能热利用的光热转换效率大于90％，光伏发电的光电转换效率低于20％，光热转换效率比光电转换效率高3倍以上，1平方米太阳能集热器可收集利用的太阳能，比4平方米光伏板还要多，太阳能热水热能可就地储存、就地直接利用，用于加热家用、商用热水和供暖，其实际使用价值比光伏电加热高3倍以上，具有光伏发电无法比拟、无法替代的天然优势。
[0003]在太阳能热利用领域，全球相关科研院所、高校、企业科技人员奋斗上百年，至今只建成使用价值相对较高的平板集热器类、真空管类两种太阳能热利用技术和产品体系，长期大规模使用实践已证明，现有平板集热器类、真空管类太阳能热利用产品，都存在先天性缺陷和一系列无法解决的问题，无法将太阳能热利用天然优势转变成产品优势，严重制约了太阳能热利用产业发展。
[0004]以全方位原创的智能型多功能太阳能集热器为核心构建的太阳能热利用技术和产品体系，称为：智能型多功能太阳能集热器技术和产品体系，简称为：“新体系”，“新体系”是一种全新的技术路线，其产品所能实现的，都是特别重要的，现有平板集热器类、真空管类太阳能热利用技术和产品无法实现的，是一种具有全方位绝对优势的太阳能热利用技术和产品体系。
[0005]由智能型多功能太阳能集热器组成的太阳能加热土壤蓄热增温系统，是新体系系列产品之一，为便于与现有平板集热器类、真空管类技术体系内的太阳能加热土壤蓄热增温系统区分，故命名为：新体系太阳能加热土壤蓄热增温系统。
[0006]太阳能就近可获取，如果能以简单、高效、低成本的方法，将取之不尽的太阳能注入土壤和地下水内，利用土壤和地下水长周期蓄热增温，持续提高地温水温，可用于改善亿万公顷计的大棚温室、露天土壤生态，可用于大面积反季节种养，只要将土壤种养层温度持续提高3～10度，土壤生态将变得不一样，可将不适宜种养地转变成适宜种养地，可将适宜种养地根据市场需求提前或延后种养，就连公路融冰化雪防滑，畜、禽舍增温也用得上，可用于人造地热、温泉，其单一工程大到每年可将相当于将数亿度电的太阳能注入地下，凡需要提高土壤、地下水温度的地方都用得上，世界上只有太阳能低温热利用可满足土壤和地下水蓄热增温所需低成本和无比巨大能源需求，可开拓的市场潜力大到难以估量。
[0007]现有真空管类、平板集热器类太阳能热水系统，用于土壤和地下水加热增温，存在的共同问题是：
[0008]1、集热器防冻难，采用防冻液防冻，一是需要配置复杂的防冻系统、隔离换热系统和相关测控系统，涉及设备种类、数量多，故障因素多；二是防冻液防存在老化和定期换液问题，三是防冻液属化工材料，废弃液大量排放污染土壤和地下水。
[0009]2、集热器防过热难，遇停电或因故障停用且阳光较强时，集热器都会过热，过热加速各部件腐蚀、结垢、炸管，影响集热效率和使用寿命。
[0010]3、集热器热能导出效率低，组成的太阳能加热土壤蓄热增温系统，集热泵大部分时间处于3～5度低温差运转状态。
[0011]4、真空管内有大量的水，水中储有大量的热能，昼夜经联箱和接口流失热能多。
[0012]5、组成的太阳能加热土壤蓄热增温系统，集热耗电量大，组成的野外供电难。
[0013]6、采用U型地埋管向地下注热效率低，注入热能易经U型地埋管自身和周边不密实土壤流失。
[0014]7、综合成本高，运行、维修、管理费用高，难以为用户创造应有效益。
[0015]
技术实现思路

[0016]本专利技术提供一种新体系太阳能加热土壤蓄热增温系统，可全面系统解决上述问题，本专利技术解决上述问题的技术方案是：
[0017]一、采用智能型多功能太阳能集热器集热，可全面系统解决现有真空管类、平板类太阳能集热器无法解决的问题。
[0018]太阳能集热器是太阳能加热土壤蓄热增温系统最核心的部件，是太阳能集热器的结构、功能、用法，决定了太阳能加热土壤蓄热增温系统的组合方式、集热运行方法、换热方法、防冻方法、防过热方法、测控方法，决定了太阳能加热土壤蓄热增温系统的安全性、可靠性、安装使用维修的方便性、与集热现场的相融性，决定了太阳能加热土壤蓄热增温系统综合成本、运行费用和实际使用价值。
[0019]现有真空管类、平板类集热器，都只有单一的集热功能，防冻难、防过热难、循环集热效率低，涉及设备种类数量多，故障因素多，集热和向地下注热耗能大，组成的太阳能加热土壤蓄热增温系统实际使用价值不高。
[0020]智能型多功能太阳能集热器是一种具有集热、蓄热暂存缓冲、抗冻、防过热、抗水垢、综合测控功能的太阳能集热器，采用智能型多功能太阳能集热器集热的有益效果是：
[0021]1.集热器不怕冻，防冻不用防冻液，无需复杂的防冻系统、隔离换热系统和相关的测控系统。
[0022]2.集热器不过热，集热系统不受过热危害。
[0023]3.集热器可累积时强时弱、时有时无的太阳能，热能导出效率高，耗电量小，适于光伏供电。
[0024]智能型多功能太阳能集热器已另案申报专利，详情见该项专利文件。
[0025]二、采用地埋箱(2)做土壤换热器，地埋箱(2)做土壤换热器的有益效果是：
[0026]1.地埋箱(2)内水量多，储热量大，可将集热器(1)收集的太阳能能暂存在地埋箱(2)内，持续与周围土壤隔离换热，向地下注热持续时间长，效率高。
[0027]2.地埋箱(2)埋入地下深处，只有2根细小的塑胶管与集热器连通，地埋箱(2)以上易保温。
[0028]3.地埋箱(2)内热能向四周扩散较远，一只地埋箱(2)就可满足40平方米内土壤蓄热增温要求。
[0029]三、采用水位保障箱(3)储存、补充导热工质，为循环集热创造必要的水位条件。
[0030]水位保障箱(3)安装在高于集热器的位置，循环集热发生在水位保障箱(3)以下，
相当于水面下循环集热，循环阻力小，所需循环集热泵功率极小，耗电量小，适于光伏供电，可不接市电，水位保障箱(3)可手动或自动上水、补水。
[0031]四、采用洁净水、蒸馏水做导热工质。
[0032]洁净水、蒸馏水与防冻液比，优势是：导热效率更高，成本接近于零，不存在老化变质、定期换液问题，对土壤、地下水无污染。
[0033]五、采用定温循环集热方法，通过集热泵(4)驱动集热器(1)与地埋箱(2)内水循环，把集热器(1)收集的太阳能导入地埋箱(2)内。
[0034]定温循环集热方法是一种与集热器结构、功能相适应的高效率集热方法，采用定温循环集热方法的难度在于：集热器自身必须同时具有蓄热暂存缓冲和高效率导出功能，可累积时强时弱、时有时无的太阳能，现有真空管类、平板类太阳能集热器都无上述功能，都不具备定温循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.新体系太阳能加热土壤蓄热增温系统，包括集热器(1)、地埋箱(2)、水位保障箱(3)、集热泵(4)，其特征是：集热器(1)采用具有集热、蓄热暂存缓冲、抗冻、防过热、抗水垢、综合测控功能的智能型多功能太阳能集热器，安装在地面、屋面或墙面上，地埋箱(2)采用圆柱形不锈钢水箱，埋在地下深处，水位保障箱(3)采用非承压水箱，安装在高于集热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：西素英，
类型：发明
国别省市：