【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及一种地暖系统，具体是一种利用太阳能、生物质能、电能与储热耦合的地暖供暖系统。
技术介绍
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技术介绍
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1、在农村地区，传统的冬季供暖以煤炭或秸秆为燃料，采用烧炕的方式，这种方式虽然较为节省燃料，但取暖效果一般，不适应现代化的生活习惯。随着农村的发展逐渐，新建房屋的供暖方式逐渐改为“燃煤或燃气炉+暖气片”为主，电暖设备为辅的方式。由于农村房屋层高较高，面积较大，外墙保温效果差，且农户居住较散，造成上述取暖手段，存在取暖效果差、能耗高、污染严重的问题。此外大多数农村地区还保留旱厕，具备设置沼气池的基础；北方地区全年晴天时间较多，日照充足，为太阳能的利用提供了天然有利条件；因此如何充分利用现有的沼气池和日照条件综合利用多种能源提高农村冬季供暖效果，降低供暖费用减少污染，成为现有技术中亟待解决的问题。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、为解决前述问题，本技术采用的技术方案是：
2、一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，包括地暖单元、梯级相变储能单元、太阳能集热供热单元、燃气供热单元和电加热单元；
3、所述地暖单元从室内地面向下依次为地板层105、地暖层103、保温防潮层102和混凝土基层101，所述地暖层中安装地暖管，所述地暖管的进水口通过管道与第一水泵011的出口相连接，地暖管的出水口通过管道与第二三通阀022相连接，地暖管的进水口处安装能显示温度的第一温度传感器001，用于检测地暖管的进水温度，地暖管进水口和
4、所述梯级相变储能单元包括储热罐201及安装在储热罐中的第一隔板202和第二隔板203，所述第一隔板和第二隔板将储热罐横向分隔成为低温相变储热仓204、中温相变储热仓205和高温相变储热仓206，储热罐中还安装有上层换热蛇管207和下层换热蛇管208，所述上、下层换热蛇管分别穿过第一隔板和第二隔板，上、下层换热蛇管位于低温相变储热仓和高温相变储热仓的出口分别为冷端出口和热端出口，下层换热蛇管的冷、热端出口通过管道分别与第二三通阀和第一三通阀021相连接，上层换热蛇管的冷、热端出口通过管道分别与第四三通阀024和第二水泵012出口相连接；上层换热蛇管的冷端出口处安装能显示温度的第二温度传感器002，用于检测上层换热蛇管冷端出口的水温；
5、所述太阳能集热供热单元包括太阳能集热器301，所述太阳能集热器的冷水进口和热水出口分别通过管道与第四三通阀和第三三通阀023相连接，所述第三三通阀还通过管道与第一四通阀031和第二水泵的进口相连接，所述第四三通阀还通过管道与第二四通阀032相连接；
6、所述燃气供热单元包括沼气池401、沼气储存罐402、燃气热水器403及沼气阀门，所述沼气池的沼气出口通过具有沼气阀的管道和沼气储存罐的进气口相连接，沼气储存罐出气口通过具有沼气阀门的管道和燃气热水器的燃气进口相连接，燃气热水器的冷水进口和热水出口分别和第二四通阀032和第一四通阀031相连接；
7、所述电加热单元包括太阳能光伏板501、控制器502、蓄电池503和电热水器504，控制器分别和太阳能光伏板、蓄电池、电热水器和电网电连接，所述电热水器的热水输出端和冷水输入端通过管道与第七三通阀027和第八三通阀028相连接；
8、所述第八三通阀028还通过管道分别和第六三通阀026与第二四通阀相连接，第七三通阀还通过管道分别和第五三通阀025与第一三通阀相连接。所述第二水泵的进水口通过管道和第二三通阀023相连接，第一水泵的进口通过管道和第一三通阀相连接，第一三通阀和第五三通阀通过管道连接；
9、所述的一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，进一步的，低温相变储热仓、中温相变储热仓、高温相变储热仓内分别填充相变温度为40℃～50℃，50℃～60℃，60℃～70℃的相变储热材料。
10、所述的一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，进一步的，所述注放水口可以通过阀门和管道与自来水管道相连接。
11、所述的一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，进一步的控制器采用太阳能逆变器控制一体机。
12、所述的一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，进一步的，所述沼气储存罐采用双膜储气柜。
13、与现有技术相比，本技术明的有益效果在于：
14、(1)以太阳能、生物质能等清洁能源为供暖能量来源，减少了化石能源的消耗。采用地暖方式，摒弃传统的“暖气片”取暖，能够达到更好的取暖效果。
15、(2)本技术中采用了可以装填不同温度相变储热材料的梯级储热单元，能够利用梯级储热单元的储热能力，应对太阳能的时间分布不均匀的问题。
16、(3)本技术中采用了具有光伏发电模块的电加热单元，通过光伏发电可以进一步利用太阳能，同时利用蓄电池发出的电能进行存储应对太阳能的时间分布不均匀的问题，在需要电加热系统工作的时期，可以利用电价较低的谷电时段对蓄电池进行充电，进一步降低能耗费用。
17、(4)采用太阳能集热供热、燃气供热、电加热供热三种方式耦合，以太阳能为基础，结合梯级储热单元充分利用太阳能集热获取的热量进行供热，同时当太阳能集热热量不足时，能够通过燃气供热单元或电加热单元对梯级储热单元进行储热或者直接利用这两个单元进行供暖，充分保障供暖需求。
18、(5)使用控制方式简便，本技术提供的系统主要通过切换三通阀、四通阀状态形成不同的回路，不需要复杂的控制设备，同时由于室内供热一般是基于人体体感温度，所以在基于温度控制系统时可以依据体感温度和手触检测水温，可以在省去价格昂贵的控制器传感器，进一步降低了系统造价和控制难度，尤其适用于农村的使用场合。
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1.一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，其特征是所述系统包括地暖单元、梯级相变储能单元、太阳能集热供热单元、燃气供热单元和电加热单元；
2.如权利要求1所述的一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，其特征是，低温相变储热仓、中温相变储热仓、高温相变储热仓内分别填充相变温度为40℃～50℃，50℃～60℃，60℃～70℃的相变储热材料。
3.如权利要求1所述的一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，其特征是，所述注放水口可以通过阀门和管道与自来水管道相连接。
4.如权利要求1所述的一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，其特征是控制器采用太阳能逆变器控制一体机。
5.如权利要求1所述的一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，其特征是，所述沼气储存罐采用双膜储气柜。
【技术特征摘要】
1.一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，其特征是所述系统包括地暖单元、梯级相变储能单元、太阳能集热供热单元、燃气供热单元和电加热单元；
2.如权利要求1所述的一种适用于农村的多能互补和梯次能源耦合的地暖系统，其特征是，低温相变储热仓、中温相变储热仓、高温相变储热仓内分别填充相变温度为40℃～50℃，50℃～60℃，60℃～70℃的相变储热材料。
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【专利技术属性】
技术研发人员：饶中浩，张光通，刘臣臻，刘新健，王坤，闵春华，王志洁，李根岩，何益，张荣达，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：
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