[实用新型]太阳能地埋跨季储热供暖系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能热利用技术领域，特别是太阳能地埋跨季储热供暖系统。

背景技术

太阳能供暖系统是一种新型供暖系统，与传统的集中燃煤燃气供暖及广泛使用的水地源热泵供暖相比，具有诸多优点：具有可持续的能量供应，安全可靠，无污染，高效节能，运行成本低。现有太阳能水箱储热供暖系统主要存在的缺点如下：

1、储热时间短，不能充分利用全年的太阳能资源—①造成水箱储热时间短的主要原因是：第一、在大气环境中的水箱储热的热损失量很大，目前，国内外所开发的太阳能供暖系统使用水箱作为储热装置，用水作为蓄热材料来储热，水箱放置在楼顶或室外地面上，处于大气环境中,由于水箱内的水蓄热温度较高(如50℃～60℃)，而冬季室外环境温度较低(如在严寒地区，最低可达-30℃左右)，即使对水箱采区了保温措施，在较大温差作用下，水箱储存的热量损失仍然很大，能够有效供暖使用的太阳热能很少；第二、水箱只能短期储热，而不能长期储热，在采暖季，当水箱蓄热温度达到预定值(如50℃～60℃)，环境温度偏低，因处于大气环境中的水箱热损失很大，在较短的时间内，水箱内蓄热温度会大幅降低，以致于无法达到供暖的温度(如35℃～40℃)，尤其在连续阴天雨雪天气，太阳能水箱储热供暖系统将彻底失去为建筑物供暖的能力；第三，水箱体积小，储热量少，建筑物冬季采暖热量需求是很大的，如节能建筑热负荷(即规定室外温度下，每小时每平方米建筑物采暖所需热量)约130MJ～150MJ/㎡的供热量，设计日每平方米建筑物需要约2340MJ～2700MJ/㎡的供热量，在最冷月，每平方米建筑物则需要约70200MJ～81000MJ/㎡的供热量，对于一个1万㎡或几万㎡的建筑物(群)来说，建造很大体积的水箱储热供暖是不现实的。②不能有效利用夏季太阳能，只能利用冬季太阳能供暖，夏季的太阳辐射量大约是冬季太阳辐射量的2～3倍，由于太阳能水箱储热供暖系统的储热时间很短(一般仅为几天)，无法将夏季充足的太阳能资源储存起来用于冬季供暖使用，而冬季的太阳辐射能远远小于夏季的太阳辐射能，遇到阴天雨雪，将造成整个太阳能供暖系统无法使用。

2、需要较多的采光面积，局限性较大—由于水箱储热量小，储热时间短，在冬季，为了收集更多的太阳能，需要配置足够多的采光面积才能收集较多的太阳热能方能满足建筑物供暖的热量需求，一是造成成本很高，二是在实际施工过程中，建筑物屋顶上没有足够的场地用于大面积安装集热器阵列，实际使用的局限性很大。

3、无法实现系统的总热量平衡—由于水箱储热时间短，储热量小，它所能储存的热量往往仅能够满足建筑物几个小时至最多几天的供暖需求，尤其是在严寒地区，冬季供暖时间长(如4320小时)，需要的供暖热量也就多，使用太阳能水箱储热供暖系统是无法满足建筑物供暖需要的。

4、无法实现系统的动态热平衡—①冬季气温与太阳辐射量成反比关系，冬季气温变化与太阳辐射量也成反比关系，尤其是在严寒地区，气温与阳光之间关系存在以下一些规律：一是气温越低的时候，太阳辐射量越小；二是阴雪天气，气温更低，而不见阳光；三是夜间气温很低，没有阳光；四是早晨气温低，阳光少，正午气温稍高，阳光多。②无法实现建筑供暖的动态热平衡，在寒冷地区，特别是严寒地区，冬季建筑物采暖热量需求与室外气温成正比关系，而采暖热量需求与太阳能辐射量成反比关系，现有太阳能水箱储热供暖系统所使用的水箱储热时间短，储热量小，无法调整因气温变化、太阳辐射量变化及采暖热量需求变化三者所造成的动态不平衡，无法实现指针意义上的建筑供暖的动态热平衡。

5、在寒冷地区和严寒地区，无法满足建筑物供暖需求—在寒冷地区，必须确保冬季建筑物室内采暖的刚性需求，而现有的太阳能水箱储热供暖系统是无法满足整个供暖季所需供暖量，一般来说，如果没有其它辅助措施(如配置辅助的电采暖、燃煤或燃油采暖等)，太阳能水箱储热供暖系统也无法用于寒冷地区，尤其是无法在严寒地区使用，更无法满足大型建筑物或建筑物组团(居民住宅楼)的供暖需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能地埋跨季储热供暖系统，它是以修建在地下的地埋蓄热库为基础的新型太阳能供暖系统，一方面能够弥补目前使用的太阳能水箱储热供暖系统的技术缺陷，另一方面能够实现真正意义上的高效节能，为建筑物供暖“零排放”打下坚实基础；将较热季节的太阳能转换为热能跨季存储起来，用于采暖季供暖，建造成本低，以较少采光面积为较大面积的建筑供暖，更好地平衡储存热量与采暖总热量，更利于建筑物供暖动态热平衡，大幅度提高供热量(收益)与机械功(电能)消耗比值。