一種模塊化準(zhǔn)彈性蓄熱間接式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能利用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模塊化準(zhǔn)彈性蓄熱間接式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能是地球上一切能源的主要來(lái)源，它是無(wú)窮無(wú)盡的，無(wú)公害的清潔能源，也是21世紀(jì)以后人類(lèi)可期待的最有希望的能源。我國(guó)地域遼闊，年日照時(shí)間大于2000小時(shí)的地區(qū)約占全國(guó)面積的2/3，處于利用太陽(yáng)能較有利的區(qū)域內(nèi)。
[0003]但是太陽(yáng)能是稀薄的能源，它的地球表面的能源密度較低。并且太陽(yáng)輻射熱量有季節(jié)、晝夜的規(guī)律變化，同時(shí)還受陰晴云雨等隨機(jī)因素的強(qiáng)烈影響，故太陽(yáng)輻射熱量具有很大不穩(wěn)定性。由于太陽(yáng)能集熱與建筑供暖熱負(fù)荷需求具有波動(dòng)性，以及太陽(yáng)能集熱與供暖熱負(fù)荷需求具有不同步性等特征，導(dǎo)致要利用太陽(yáng)能，必須要解決太陽(yáng)能的間隙性和不可靠性問(wèn)題。太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中設(shè)置蓄熱裝置是解決上述問(wèn)題的最有效的方法之一。實(shí)踐證明，蓄熱裝置對(duì)提高太陽(yáng)能的利用效率具有特別重要的意義。
[0004]常采用的太陽(yáng)能供暖蓄熱的方法有，蓄熱水箱蓄熱、相變材料蓄熱、土壤蓄熱等形式。蓄熱水箱蓄熱由于成本低廉、系統(tǒng)可靠性強(qiáng)等特征，導(dǎo)致其是目前最為普遍的蓄熱形式。但是由于受到季節(jié)、天氣以及建筑用熱需求變化的影響，導(dǎo)致蓄熱系統(tǒng)水箱熱量在不斷變化。采用固定容積蓄熱水箱系統(tǒng)后，蓄熱容積過(guò)大會(huì)造成水箱溫度明顯低于設(shè)計(jì)供水溫度，系統(tǒng)需長(zhǎng)時(shí)間啟動(dòng)輔助熱源進(jìn)行供熱，降低了系統(tǒng)的節(jié)能性;蓄熱容積過(guò)小則會(huì)造成集熱器回水溫度偏高，降低集熱器的集熱量，同樣會(huì)降低系統(tǒng)的節(jié)能性。由此，常會(huì)出現(xiàn)整個(gè)供暖季節(jié)水箱水溫波動(dòng)劇烈，在供暖負(fù)荷需求小的供暖初期和供暖末期，由于蓄熱量大于水箱蓄熱能力，導(dǎo)致蓄熱水箱水溫高于設(shè)計(jì)值，一方面使得集熱系統(tǒng)回水水溫升高，集熱板對(duì)流換熱量增加，將降低集熱板的集熱效率，減少系統(tǒng)集熱量;另一方面使得蓄熱水箱散熱損失增加，降低了整個(gè)系統(tǒng)的用能效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種能夠有效解決現(xiàn)有固定蓄熱存在問(wèn)題的模塊化準(zhǔn)彈性蓄熱間接式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)及其控制方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種模塊化準(zhǔn)彈性蓄熱間接式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)，其特征在于:包括集熱系統(tǒng)、換熱器、用戶(hù)末端以及至少兩組模塊化蓄熱系統(tǒng)，所述集熱系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器和集熱循環(huán)水栗，每組模塊化蓄熱系統(tǒng)包括一個(gè)蓄熱水箱，所述蓄熱水箱通過(guò)對(duì)應(yīng)的閥門(mén)組成分別與換熱器和用戶(hù)末端連接形成循環(huán)通路結(jié)構(gòu)，每組模塊化蓄熱系統(tǒng)中的閥門(mén)組成互不影響，通過(guò)控制每組模塊化蓄熱系統(tǒng)中的閥門(mén)組成，能夠使任意一個(gè)或多個(gè)蓄熱水箱與換熱器之間形成循環(huán)通路結(jié)構(gòu)以及使任意一個(gè)或多個(gè)蓄熱水箱與用戶(hù)末端之間形成循環(huán)通路結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明所述的模塊化準(zhǔn)彈性蓄熱間接式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)，其所述每組模塊化蓄熱系統(tǒng)中的閥門(mén)組成由四個(gè)閥門(mén)構(gòu)成，所述蓄熱水箱通過(guò)其中兩個(gè)閥門(mén)與換熱器連接，所述蓄熱水箱通過(guò)其中另兩個(gè)閥門(mén)與用戶(hù)末端連接。
[0008]本發(fā)明所述的模塊化準(zhǔn)彈性蓄熱間接式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)，其所述模塊化蓄熱系統(tǒng)為三組，第一組模塊化蓄熱系統(tǒng)包括第一蓄熱水箱、閥門(mén)十二、閥門(mén)一、閥門(mén)二以及閥門(mén)十一，第二組模塊化蓄熱系統(tǒng)包括第二蓄熱水箱、閥門(mén)十、閥門(mén)三、閥門(mén)四以及閥門(mén)九，第三組模塊化蓄熱系統(tǒng)包括第三蓄熱水箱、閥門(mén)五、閥門(mén)八、閥門(mén)六以及閥門(mén)七；
所述太陽(yáng)能集熱器的出口端通過(guò)管路與換熱器的換熱介質(zhì)入口連通，所述換熱器的換熱介質(zhì)出口通過(guò)設(shè)置集熱循環(huán)水栗的管路與太陽(yáng)能集熱器的進(jìn)口端連通，所述太陽(yáng)能集熱器與換熱器之間形成循環(huán)通路結(jié)構(gòu);所述換熱器的回水出口通過(guò)管路與閥門(mén)一的第一接口端連通，所述閥門(mén)一的第二接口端通過(guò)管路與第一蓄熱水箱連通，所述第一蓄熱水箱通過(guò)管路與閥門(mén)十二的第二接口端連通，所述閥門(mén)十二的第一接口端通過(guò)管路與換熱器的回水進(jìn)口連通，所述第一蓄熱水箱與換熱器之間形成循環(huán)通路結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制閥門(mén)一和閥門(mén)十二，對(duì)第一蓄熱水箱的回水進(jìn)行加熱;所述換熱器的回水出口端通過(guò)管路與閥門(mén)三的第一接口端連通，所述閥門(mén)三的第二接口端通過(guò)管路與第二蓄熱水箱連通，所述第二蓄熱水箱通過(guò)管路與閥門(mén)十的第二接口端連通，所述閥門(mén)十的第一接口端通過(guò)管路與換熱器的回水進(jìn)口連通，所述第二蓄熱水箱與換熱器之間形成循環(huán)通路結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制閥門(mén)三和閥門(mén)十，對(duì)第二蓄熱水箱的回水進(jìn)行加熱;所述換熱器的回水出口端通過(guò)管路與閥門(mén)五的第一接口端連通，所述閥門(mén)五的第二接口端通過(guò)管路與第三蓄熱水箱連通，所述第三蓄熱水箱通過(guò)管路與閥門(mén)八的第二接口端連通，所述閥門(mén)八的第一接口端通過(guò)管路與換熱器的回水進(jìn)口連通，所述第三蓄熱水箱與換熱器之間形成循環(huán)通路結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制閥門(mén)五和閥門(mén)八，對(duì)第三蓄熱水箱的回水進(jìn)行加熱；
所述用戶(hù)末端的供暖回水通過(guò)設(shè)置有供暖循環(huán)水栗的管路與閥門(mén)七的第一接口端連通，所述閥門(mén)七的第二接口端通過(guò)管路與第三蓄熱水箱連通，所述第三蓄熱水箱通過(guò)管路與閥門(mén)六的第二接口端連通，所述閥門(mén)六的第一接口端通過(guò)管路將被加熱的供暖回水供于用戶(hù)末端，通過(guò)控制閥門(mén)七和閥門(mén)六，使所述用戶(hù)末端與第三蓄熱水箱之間形成循環(huán)通路結(jié)構(gòu);所述用戶(hù)末端的供暖回水通過(guò)設(shè)置有供暖循環(huán)水栗的管路與閥門(mén)九的第一接口端連通，所述閥門(mén)九的第二接口端通過(guò)管路與第二蓄熱水箱連通，所述第二蓄熱水箱通過(guò)管路與閥門(mén)四的第二接口端連通，所述閥門(mén)四的第一接口端通過(guò)管路將被加熱的供暖回水供于用戶(hù)末端，通過(guò)控制閥門(mén)九和閥門(mén)四，使所述用戶(hù)末端與第二蓄熱水箱之間形成循環(huán)通路結(jié)構(gòu);所述用戶(hù)末端的供暖回水通過(guò)設(shè)置有供暖循環(huán)水栗的管路與閥門(mén)十一的第一接口端連通，所述閥門(mén)十一的第二接口端通過(guò)管路與第一蓄熱水箱連通，所述第一蓄熱水箱通過(guò)管路與閥門(mén)二的第二接口端連通，所述閥門(mén)二的第一接口端通過(guò)管路將被加熱的供暖回水供于用戶(hù)末端，通過(guò)控制閥門(mén)十一和閥門(mén)二，使所述用戶(hù)末端與第一蓄熱水箱之間形成循環(huán)通路結(jié)構(gòu)。
[0009]本發(fā)明所述的模塊化準(zhǔn)彈性蓄熱間接式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)，其在所述閥門(mén)二、閥門(mén)四、閥門(mén)六的第一接口端與用戶(hù)末端之間設(shè)置有輔助熱源系統(tǒng)，所述輔助熱源系統(tǒng)包括輔助熱源、第一三通閥以及第二三通閥，所述閥門(mén)二、閥門(mén)四、閥門(mén)六的第一接口端通過(guò)管路與第一三通閥的第一接口端連通，所述第一三通閥的第二接口端通過(guò)管路與第二三通閥的第二接口端連通，所述第一通閥的第三接口端通過(guò)輔助熱源與第二三通閥的第三接口端連通，所述第二三通閥的第一接口端通過(guò)管路將被加熱的供暖回水供于用戶(hù)末端。
[0010]—種模塊化準(zhǔn)彈性蓄熱間接式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:啟動(dòng)集熱循環(huán)水栗，將經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能集熱器加熱的換熱介質(zhì)送至換熱器中，在換熱器內(nèi)加熱蓄熱水箱中的回水；
控制閥門(mén)一和閥門(mén)十二，使換熱器與第一蓄熱水箱連通形成循環(huán)通路，被換熱器加熱的回水通過(guò)