[发明专利]一种基于相变材料的跨季节储热池

说明书

一种基于相变材料的跨季节储热池。所述的储热池是由底部，边壁和顶部组成的围合空间，围合空间内填充由相变材料组成的储热堆积床。储热池内设置有热水井和冷水井。热水井通过管路与热水缓冲罐连接，冷水井通过管路与冷水缓冲罐连接。热水井位于储热池中央部分，冷水井位于储热池靠近储热池侧壁的区域。热水井管路位于热水井内偏上的位置，冷水井管路位于冷水井内偏下的位置。冷水缓冲罐、热源、热水缓冲罐及管路组成热源循环系统，冷水缓冲罐、热汇、热水缓冲罐及管路组成供热循环系统。

技术领域

本发明涉及一种太阳能储热系统。

背景技术

太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，在化石燃料逐年减少、国际能源形势日趋严峻的今天，开发利用太阳能是实现能源供应多元化、保证能源安全的重要途径之一。太阳能供热是降低我国北方建筑供热煤耗的有效途径之一。对于城镇居住建筑来说，由于建筑体形系数较小，建筑本体放置太阳能集热器的面积较小，无法像村镇单体建筑一样，实现太阳能建筑一体化。根据相关研究，集中型太阳能供热系统则是更加适用于城镇建筑的低碳化供热系统之一。集中型太阳能供热系统包括：集热系统、储热系统、末端供热系统、辅助热源系统和控制系统。其中，由于集中型热站多针对1000平米以上的建筑供热，因此储热系统的储热容量较大，可以实现长周期储热，即跨季节储热。根据储热介质的不同，跨季节储热系统可以分为：水体储热、土壤储热、岩体储热、含水层储热等形式。其中，水的比较和密度较大，单位体积的储热容量大，换热强度便于控制等优点，水体储热是未来具有发展前景的跨季节储热形式之一。

我国目前还尚未建设万立方米级别以上的水体储热应用案例。在国际上，丹麦是太阳能区域供热商业化推广规模最大的国家，水体储热是主要的应用形式。丹麦所采用的水体储热顶部为浮顶结构，依靠水的浮力支撑储热池顶部结构。但是，由于这种结构承重能力小，上层无法再种植植被，或建设任何的建筑物或构筑物。因此，这种储热结构占地面积过大。一个十万立方米的太阳能跨季节储热水体占地约30亩，在北京购买这些土地就需上亿元，这对在城镇周边推广该技术带来很大难度。欧美国家的土地更加紧张，做该技术更需要节地。因此在储热热性能不下降的情况下减少土地的占用是该技术能得以大面积推广的重要前提。

专利CN103175275B《跨季储能池》提出了一种利用建筑地下结构，通过冬夏季空调的排热和太阳能集热器结合加热储热池中的水，用于冬季采暖，但该专利没有描述储热池的结构。也没有涉及到节地储热的技术。

专利CN205316442U《基于跨季节蓄热的光伏光热供暖系统》提出了利用太阳能热水器和太阳能光伏发电加热跨季节储热池中的水，并对提出了储热池应带有保温。该种技术并没有涉及水温在池分布的控制。

专利CN102494437B《跨季蓄能供冷供热系统》公开一种跨季蓄能供冷供热系统，包括有蓄能装置、太阳能集热装置、制冷装置、以及与用户终端闭环连接的供水装置，所述蓄能装置至少包括有一热源蓄能水池和一冷源蓄能水池。热水供水池夏季作为吸收式制冷装置的热源，并没有涉及到储热过程温度分布的控制和节地问题。

专利CN101922754B《太阳能跨季节蓄热采暖系统》公开了一种太阳能跨季节蓄热采暖系统，包括太阳能集热器、供暖末端、分层水箱、地下蓄热区和辅助热源，集热器供水管通过第一电磁阀与分层水箱高温区相连，集热器回水管上设有第一循环水泵并与分层水箱低温区相连；分层水箱低温区通过第二循环泵与地下蓄能区相连，集热器供水管与分层水箱低温区设连通管并装有第二电磁阀；供暖末端供水管通过第三循环水泵与第一电磁阀、分层水箱高温区和地下蓄能区相连，供暖末端回水管与分层水箱低温区相连；辅助热源供水管通过第四循环水泵与分层水箱高温区、辅助热源回水管构成采暖季低谷电蓄热系统。所述的地下蓄能区由埋管换热器、填充在埋管换热器周围的蓄热材料组成。分层水箱位于地下，是一个容积较小的水箱。跨季节储热没有涉及到地下储水的问题以及节约储水土地的问题。