【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种蓄热系统，特别涉及一种高效的太阳能季节性蓄热系统。
技术介绍
1、目前，太阳能季节性蓄热一般都采用太阳能光热集热器进行收集热量，但太阳能光热集热器只能够将集热器面积内的太阳能部分能量转化为热能并进行季节性储存，而且这部分热能的品位和蓄热效率也比较低，从而导致单位面积上的太阳能能量综合利用效率通常较低。如果采用太阳能光伏集热器既能将部分太阳能转化为电能也能将部分太阳能转化为热能，集热的同时降低光伏板的温度提高发电效率，从而提高了太阳能的综合利用率。其中，太阳能光伏集热器产生的电能可以用来加热特制镁砖进行蓄热，产生的热能通过蓄热系统加以利用，但是镁砖在蓄热过程中往往会造成较大的热损失。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是为了在提高太阳能季节性蓄热系统整体效率的同时避免使用镁砖蓄热材料蓄热时的环境热损失，而提供的一种高效的太阳能季节性蓄热系统。
2、本专利技术提供的高效的太阳能季节性蓄热系统包括有光伏集热器、蓄热水箱、分级蓄热装置和控制箱，其中蓄热水箱内装配有第一换热器和第二换热器，第一换热器通过第一循环管路与光伏集热器相连通，第二换热器通过第二循环管路与分级蓄热装置相连通，蓄热水箱通过第三循环管路与房屋相连通，控制箱分别与光伏集热器、第一循环管路、第二循环管路、第三循环管路和分级蓄热装置中装配的控制阀、水泵和风机相连接并控制控制阀、水泵和风机的工作。
3、光伏集热器上装配有第一温度传感器，光伏集热器与分级蓄热装置内设置的电加热器通过供电线
4、第一循环管路上装配有第一水泵，蓄热水箱上装配有第二温度传感器，蓄热水箱内的流动介质为水，蓄热水箱通过传输管连接有补水箱，传输管上装配有压力传感器和补水泵，第二温度传感器、第一水泵、压力传感器和补水泵均与控制箱相连接，第二温度传感器、压力传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱，第一水泵和补水泵均由控制箱控制工作。
5、第二循环管路上装配有第二水泵，第三循环管路上装配有第三水泵，第二循环管路和第三循环管路之间分别通过第一支管和第二支管相连通，其中第一支管与第二循环管路的连接处装配有第一四通阀，第一支管与第三循环管路的连接处装配有第一三通阀，第二支管与第二循环管路的连接处装配有第二四通阀，第二支管与第三循环管路的连接处装配有第二三通阀，第一四通阀的一端还连接有第三支管，第三支管的另一端与分级蓄热装置相连接，第二四通阀的一端还连接有第四支管，第四支管的另一端与分级蓄热装置相连接，第二水泵、第三水泵、第一四通阀、第一三通阀、第二四通阀和第二三通阀均与控制箱相连接并由控制箱控制工作。
6、房屋上装配有第三温度传感器，第三温度传感器与控制箱相连接，第三温度传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱。
7、分级蓄热装置埋设在地下土壤内，分级蓄热装置从内向外包括有第一蓄热区、第二蓄热区和第三蓄热区，其中第一蓄热区和第二蓄热区之间、第二蓄热区和第三蓄热区之间均装配有隔热层进行隔热，第三蓄热区的外周圈也裹设有隔热层，第一蓄热区内装配有数道电加热器，相邻的电加热器之间填设有镁砖，数道电加热器通过供电线路与光伏集热器相连接，数道电加热器的电能由光伏集热器提供，第一蓄热区与第二蓄热区之间的隔热层上连通有第一风管和第二风管，第一风管的两端与第一蓄热区的连接处设置有第一风口和第二风口，第一风口处装配有第一风机，第二风管的两端与第一蓄热区的连接处设置有第三风口和第四风口，第三风口处装配有第二风机，第一风管呈c字型围设在第一蓄热区与第二蓄热区之间隔热层的三面，第一风管的周圈套设有肋片，第二风管呈u字型围设在第一蓄热区与第二蓄热区之间隔热层的剩余一面，第二风管内装配有第三换热器，第三支管穿过分级蓄热装置后第三支管的尾端设在第二蓄热区内，第三支管的尾端连接有第三三通阀，第三三通阀的其余两端分别连接有第五支管和第六支管，五支管和第六支管均绕设在第二蓄热区内，第五支管的另一端与第二风管内装配的第三换热器相连接，第六支管在第二蓄热区内呈盘管状布设，第四支管穿过分级蓄热装置后第四支管的尾端也设在第二蓄热区内，第四支管的尾端连接有第四三通阀，第四三通阀的另外两端分别与第七支管和第六支管的尾端相连接，第七支管的另一端与第二风管内装配的第三换热器相连接，第二循环管路穿过分级蓄热装置中的第三蓄热区外周圈的隔热层后布设在第三蓄热区内，第二循环管路在第三蓄热区内呈盘管状设置，电加热器、第一风机、第二风机、第三三通阀和第四三通阀均与控制箱相连接并由控制箱控制工作。
8、分级蓄热装置中的第一蓄热区蓄热介质为空气，蓄热温度600℃，第二蓄热区蓄热介质为硝酸钠相变材料，蓄热温度为300℃，第三蓄热区蓄热介质为石蜡相变材料，蓄热温度为50℃，第一蓄热区内设置有第四温度传感器，第二蓄热区内设置有第五温度传感器，第三蓄热区内设置有第六温度传感器，第四温度传感器、第五温度传感器和第六温度传感器均与控制箱相连接，第四温度传感器、第五温度传感器和第六温度传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱。
9、上述的光伏集热器、控制箱、第一换热器、第二换热器、第一温度传感器、电加热器、mppt控制器、升压器、第一水泵、第二温度传感器、压力传感器、补水泵、第二水泵、第三水泵、第一四通阀、第一三通阀、第二四通阀、第二三通阀、第三温度传感器、第一风机、第二风机、第三换热器、第三三通阀、第四三通阀、第四温度传感器、第五温度传感器和第六温度传感器均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。
10、本专利技术的工作原理：
11、本专利技术提供的高效的太阳能季节性蓄热系统的工作原理如下所述：
12、工况一：冬季光伏热足以满足供暖需求。第一温度传感器检测到光伏集热器升温，控制箱启动第一水泵，在第一水泵的作用下，第一循环管路中10℃的低温水将光伏集热器产生的热量带走，第一温度传感器检测到水温上升至50℃，在第一水泵的作用下，50℃的热水通过第一循环管路进入蓄热水箱中的第一换热器与蓄热水箱中的水进行换热，换热后的水温降低至10℃左右，然后在第一水泵的作用下进入到下一个循环。同时，光伏集热器产生的电能在mppt控制器和升压器的作用下通过供电线路对电加热器进行供电加热，当第四温度传感器检测到分级蓄热装置第一蓄热区中镁砖温度达到600℃后，控制箱控制第一风机启动，分级蓄热装置第一蓄热区中600℃的空气在第一风机的作用下进入第一风管，第一风管中的热量在肋片的作用下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：包括有光伏集热器、蓄热水箱、分级蓄热装置和控制箱，其中蓄热水箱内装配有第一换热器和第二换热器，第一换热器通过第一循环管路与光伏集热器相连通，第二换热器通过第二循环管路与分级蓄热装置相连通，蓄热水箱通过第三循环管路与房屋相连通，控制箱分别与光伏集热器、第一循环管路、第二循环管路、第三循环管路和分级蓄热装置中装配的控制阀、水泵和风机相连接并控制控制阀、水泵和风机的工作。
2.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：所述的光伏集热器上装配有第一温度传感器，光伏集热器与分级蓄热装置内设置的电加热器通过供电线路相连接，光伏集热器能够为分级蓄热装置内设置的电加热器提供电能，供电线路上装配有MPPT控制器和升压器，MPP控制器为最大功率点跟踪太阳能控制器，MPPT控制器能够实时侦测光伏集热器内光伏电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使光伏集热器内的光伏电池板以最大功率输出，升压器能够将光伏电池板产生的低电压的电力信号转换为高电压输出，通过MPPT控制器和升压器调整的光伏集热器所产生的电能够为分级蓄热装置中的
3.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：所述的第一循环管路上装配有第一水泵，蓄热水箱上装配有第二温度传感器，蓄热水箱内的流动介质为水，蓄热水箱通过传输管连接有补水箱，传输管上装配有压力传感器和补水泵，第二温度传感器、第一水泵、压力传感器和补水泵均与控制箱相连接，第二温度传感器、压力传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱，第一水泵和补水泵均由控制箱控制工作。
4.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：所述的第二循环管路上装配有第二水泵，第三循环管路上装配有第三水泵，第二循环管路和第三循环管路之间分别通过第一支管和第二支管相连通，其中第一支管与第二循环管路的连接处装配有第一四通阀，第一支管与第三循环管路的连接处装配有第一三通阀，第二支管与第二循环管路的连接处装配有第二四通阀，第二支管与第三循环管路的连接处装配有第二三通阀，第一四通阀的一端还连接有第三支管，第三支管的另一端与分级蓄热装置相连接，第二四通阀的一端还连接有第四支管，第四支管的另一端与分级蓄热装置相连接，第二水泵、第三水泵、第一四通阀、第一三通阀、第二四通阀和第二三通阀均与控制箱相连接并由控制箱控制工作。
5.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：所述的房屋上装配有第三温度传感器，第三温度传感器与控制箱相连接，第三温度传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱。
6.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：所述的分级蓄热装置埋设在地下土壤内，分级蓄热装置从内向外包括有第一蓄热区、第二蓄热区和第三蓄热区，其中第一蓄热区和第二蓄热区之间、第二蓄热区和第三蓄热区之间均装配有隔热层进行隔热，第三蓄热区的外周圈也裹设有隔热层，第一蓄热区内装配有数道电加热器，相邻的电加热器之间填设有镁砖，数道电加热器通过供电线路与光伏集热器相连接，数道电加热器的电能由光伏集热器提供，第一蓄热区与第二蓄热区之间的隔热层上连通有第一风管和第二风管，第一风管的两端与第一蓄热区的连接处设置有第一风口和第二风口，第一风口处装配有第一风机，第二风管的两端与第一蓄热区的连接处设置有第三风口和第四风口，第三风口处装配有第二风机，第一风管呈C字型围设在第一蓄热区与第二蓄热区之间隔热层的三面，第一风管的周圈套设有肋片，第二风管呈U字型围设在第一蓄热区与第二蓄热区之间隔热层的剩余一面，第二风管内装配有第三换热器，第三支管穿过分级蓄热装置后第三支管的尾端设在第二蓄热区内，第三支管的尾端连接有第三三通阀，第三三通阀的其余两端分别连接有第五支管和第六支管，五支管和第六支管均绕设在第二蓄热区内，第五支管的另一端与第二风管内装配的第三换热器相连接，第六支管在第二蓄热区内呈盘管状布设，第四支管穿过分级蓄热装置后第四支管的尾端也设在第二蓄热区内，第四支管的尾端连接有第四三通阀，第四三通阀的另外两端分别与第七支管和第六支管的尾端相连接，第七支管的另一端与第二风管内装配的第三换热器相连接，第二循环管路穿过分级蓄热装置中的第三蓄热区外周圈的隔热层后布设在第三蓄热区内，第二循环管路在第三蓄热区内呈盘管状设置，电加热器、第一风机、第二风机、第三三通阀和第四三通阀均与控制箱相连接并由控制箱控制工作。
7.根据权利要求6所述的一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：所述的分级蓄热装置中的第一蓄热区蓄热介质为空气，蓄...
【技术特征摘要】
1.一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：包括有光伏集热器、蓄热水箱、分级蓄热装置和控制箱，其中蓄热水箱内装配有第一换热器和第二换热器，第一换热器通过第一循环管路与光伏集热器相连通，第二换热器通过第二循环管路与分级蓄热装置相连通，蓄热水箱通过第三循环管路与房屋相连通，控制箱分别与光伏集热器、第一循环管路、第二循环管路、第三循环管路和分级蓄热装置中装配的控制阀、水泵和风机相连接并控制控制阀、水泵和风机的工作。
2.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：所述的光伏集热器上装配有第一温度传感器，光伏集热器与分级蓄热装置内设置的电加热器通过供电线路相连接，光伏集热器能够为分级蓄热装置内设置的电加热器提供电能，供电线路上装配有mppt控制器和升压器，mpp控制器为最大功率点跟踪太阳能控制器，mppt控制器能够实时侦测光伏集热器内光伏电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使光伏集热器内的光伏电池板以最大功率输出，升压器能够将光伏电池板产生的低电压的电力信号转换为高电压输出，通过mppt控制器和升压器调整的光伏集热器所产生的电能够为分级蓄热装置中的电加热器使用，第一温度传感器与控制箱相连接，第一温度传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱。
3.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：所述的第一循环管路上装配有第一水泵，蓄热水箱上装配有第二温度传感器，蓄热水箱内的流动介质为水，蓄热水箱通过传输管连接有补水箱，传输管上装配有压力传感器和补水泵，第二温度传感器、第一水泵、压力传感器和补水泵均与控制箱相连接，第二温度传感器、压力传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱，第一水泵和补水泵均由控制箱控制工作。
4.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能季节性蓄热系统，其特征在于：所述的第二循环管路上装配有第二水泵，第三循环管路上装配有第三水泵，第二循环管路和第三循环管路之间分别通过第一支管和第二支管相连通，其中第一支管与第二循环管路的连接处装配有第一四通阀，第一支管与第三循环管路的连接处装配有第一三通阀，第二支管与第二循环管路的连接处装配有第二四通阀，第二支管与第三循环管路的连接处装配有第二三通阀，第一四通阀的一端还连接有第三支管，第三支管的另一端与分级蓄热装置相连接，第二四通阀的一端还连接有第四支管，第四支管的另一端与分级蓄热装置相连接，第二水泵、第三水泵、第一四通阀、第一三通阀、第二四通阀和第二三通阀均与控制箱相连接并由控制箱控制工作。
5.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘亮，杜淇，丁大力，张自国，赵子文，王洋，张伟见，白剑锐，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：发明
国别省市：
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