本发明专利技术涉及一种使用清洁能源的供暖系统及其建造方法，包括取水系统、加热系统、采暖热源系统、供热系统。其中，取水系统采用风力抽水机提取冷水井中的冷水并将其送入加热系统；加热系统包括太阳能集热器，加热后的井水进入热水井中储存；采暖热源系统包括热水井和换热器，潜水泵将储存在热水井中的热源水送入换热器进行热量交换，换热后的低温热源水排回到冷水井中；供热系统包括循环泵和压力补水罐，供热系统的回水由循环泵送入换热器中进行加热，然后进入热用户进行采暖。本发明专利技术以风能为动力，利用太阳能加热地下水，并储存于地下潜水层之中，形成人工地热潜水，有效节约了能源，保护了自然环境。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种使用清洁能源的供暖系统及其建造方法，适用于清洁能源的
技术介绍
随着世界能源危机的日趋严重，绿色、环保的可再生能源正在替换着煤和石油等传统能源，例如对风能、太阳能、核能等新能源的研究和利用正在逐渐展开。在北方地区，冬天的气温比较低，城市一般都建有集中供暖系统。目前，集中供暖系统所利用的热量来源主要包括燃煤锅炉集中供暖、电厂余热供暖、小锅炉供暖、以及燃气锅炉供暖等。这些方式存在较大的缺点，例如集中燃煤锅炉供暖是以煤为燃料，污染大，噪音大，热利用率低，除尘设备投资费用高；电厂余热供暖属副产品利用，能效高，但供应能力有限；小锅炉供暖污染大，能耗高，正逐渐被取缔；燃气锅炉供暖效率较高，污染较小，但没能从源头上彻底解决能源危机与环境破坏之间的矛盾。太阳能是取之不尽、用之不竭的天然清洁能源和可再生能源。根据气象调查资料，在北方地区，夏秋季日照时间超过230小时/月。用太阳能集热器对水进行加热，已是一项比较成熟的技术。太阳能集热器晴天里可使水温达到90℃以上，阴天也可达到45℃以上。风能是一种无污染的可再生能源。风力抽水机直接利用自然风力进行提水，应用技术日趋成熟，在0.3m/s风速时即可正常运行；其投资约为风力发电提水的50％，安装调试时间短，运行费用低。利用太阳能进行供暖的基本原理如下：太阳能集热器将水加热后，通过
灌水井灌入地下进入砂石层，在灌入水压力的作用下，以井为中心向含水层的四周进行缓慢渗透流动。停止灌水后，灌水压力消失，灌入水在砂砾层中处于相对静止状态，停止向外流动，因此被储存下来。在夏秋季节，经太阳能加热的水不断灌入地下含水层后，其热量通过传导与周围物质进行热交换，加热了冷水和砂砾层，形成了井中心水温最高、周围温度逐渐降低的温度分布，太阳能便转化成了地热能。为了确保存入含水层的热水始终满足冬季采暖最低水温要求，需选择合适的含水层位置。根据调查的资料，从地下15m至数百米之间，存在相对恒温层。受太阳能和大地热流的平衡作用，该层地温不受气候变化的影响。所以，选择把储热含水层位置放在恒温带之间，灌入的太阳能热水可在地层中实现保温。利用上述基本原理，就可以将夏秋天储存在恒温地层中的热水用于房屋的集中供暖系统，从而实现由传统能源到清洁能源的替换。中国专利201110043707.7提供了一种太阳能供暖系统，包括采集太阳能并将之转化为热能的采暖单元、热存储及交换单元、以及供暖单元，所述热存储及交换单元中包括有对所述采暖单元中的热能进行存储的蓄能系统和能提升蓄能系统中存储的热能的温度的热泵系统，所述蓄能系统设置在地面以下，所述采暖单元、蓄能系统、热泵系统、供暖单元依次连通以进行热交换。但是，其中仅仅公开了原理性的技术方案，而没有公开更加具体可行的实施方式。中国专利201310708883.7提供了一种太阳能季节性土壤蓄热热泵复合供暖空调系统，包括：太阳能集热器、土壤换热器、热泵机组、散热器；通过跨季地下储热、季节供暖技术，将非采暖季的太阳辐射热收集存储，在冬季采暖期间将储存的热量提取出来并与太阳能集热系统一起为建筑供暖。其有益效果是：保证换热器周围土壤温度场以年为周期的热平衡，保证热泵机组的高效运行，同时有效向土壤补充热量，为建筑采暖提供清洁能源。但是，其
中公开的供暖系统的控制方式较为复杂，而且也没有公开更加具体可行的实施方式。中国专利201210162547.2公开了一种太阳能地埋跨季储热供暖系统，太阳能供暖机组分别与太阳能集热器和地暖管辐射采暖系统通过管道配合连接，在大地表面以下地壳内还埋置有与太阳能供暖机组配套连接的地埋蓄热库，地埋蓄热库由保温壳、实心蓄热体和换热器构成且设置于在大地表面掘出的基坑内且位于地表冻土层之下，实心蓄热体由保温壳包裹封起，在实心蓄热体内埋置有换热器和换热工质输送管道，换热工质输送管道由换热工质输入管道和换热工质输出管道构成，由换热器构成的地埋换热机组其最初端换热工质进口通过换热工质输入管道对应连通太阳能供暖机组换热工质出口，地埋换热机组其最末端换热工质出口通过换热工质输出管道对应连通太阳能供暖机组的换热工质进口。但是，其设备功能比较简单，不具有温度的实时监控功能。因此，现有技术中急需一种利用清洁能源进行城市供暖的系统和方法，并且其中的水流温度以及流量是可控的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种使用清洁能源的供暖系统及其建造方法，其以风能为动力，利用太阳能加热地下水，制成太阳能热水，并储存于地下潜水层之中，形成人工地热潜水，实现了太阳能热水的四季储存。冬季时，提取储存在潜水层中的人工地热水，通过换热器进行热量交换后对建筑物进行采暖，交换热量后的低温太阳能热水回灌到冷水井中，有效节约了能源，保护了自然环境。本专利技术的第一方面涉及一种使用清洁能源的供暖系统，包括分别设置的冷水井和热水井，还包括取水系统、加热系统、采暖热源系统和供热系统，
其中取水系统抽取冷水井中的冷水并将其送入加热系统；加热系统包括用于加热冷水的太阳能集热器，加热后的水进入采暖热源系统的热水井中恒温储存；采暖热源系统包括换热器，将储存在热水井中的热水输入换热器进行热量交换，换热后的低温热源水排回到冷水井中；供热系统包括循环泵，供热系统的回水由循环泵送入换热器中进行加热，得到交换的热量后，进入建筑物采暖。优选地，取水系统包括多叶风力抽水机、止回阀、控制阀、泄水阀、压力表、温度计、蝶阀、水表和抽水管道，其中止回阀、控制阀、蝶阀、压力表、泄水阀、温度计、蝶阀、水表、蝶阀依次设置在抽水管道上；加热系统由一个以上的太阳能集热器组成，冷水经过太阳能集热器加热后依次经过设置在输水管道上的蝶阀、压力表、温度计、蝶阀后，进入采暖热源系统；采暖热源系统还包括恒温储存热水的热水井、设置在热水井中的潜水泵和热源水供水管，换热器通过采暖供水管、采暖回水管与供热系统相连，在潜水泵和换热器之间的热源水供水管上设置有止回阀、水表、蝶阀、温度计和蝶阀，在原水回灌管道上设置蝶阀、温度计和蝶阀；供热系统包括采暖供水管、采暖回水管和循环泵，其中循环泵设置在采暖回水管上。优选地，循环泵将建筑物内部供暖管道中回流的热水经过采暖回水管送入换热器进行循环加热后，经过采暖供水管供给到建筑物内部的供暖管道中；在采暖回水管上依次设置有蝶阀、温度计、蝶阀、循环泵、止回阀和蝶阀；在采暖供水管上依次设置有蝶阀、温度计、压力表、温度计和蝶阀。更优选地，在采暖回水管上还设有压力补水罐。优选地，在抽水管道、输水管道、热源水供水管、采暖供水管、采暖回水管和回灌管道中的一个或多个的外表面上包裹有保温层，保温层是浸有保
温涂料的保温棉。优选地，保温涂料中各组分的百分含量为：环氧树脂15-22％、固化剂1-2％、200目的氧化钙粉13-17％、海泡石25-27％、高岭土10-12％、膨润土8-10％、水玻璃7-9％、丁二醇11-14％。优选地，保温棉的原料中各组分的百分含量是植物纤维60-70％、高炉矿渣20-25％、煤矸石10-20％；制备保温棉时，先使植物纤维经过氢氧化钠碱液浸泡3-4小时、机械疏解和磨浆处理，得到浆料纤维，将浆料纤维过滤干燥分离处理得到植物纤维；然后，将高炉矿渣和煤矸石高温熔融，形成流体，使用甩本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用清洁能源的供暖系统，其特征在于，包括分别设置的冷水井(1)和热水井(10)，还包括取水系统、加热系统、采暖热源系统和供热系统，其中取水系统抽取冷水井中的冷水并将其送入加热系统；加热系统包括用于加热冷水的太阳能集热器(6)，加热后的水进入采暖热源系统的热水井中恒温储存；采暖热源系统包括换热器(13)，将储存在热水井中的热水输入换热器进行热量交换，换热后的低温热源水排回到冷水井中；供热系统包括循环泵，供热系统的回水由循环泵送入换热器中进行加热，得到交换的热量后，进入建筑物(16)采暖。
【技术特征摘要】
1.一种使用清洁能源的供暖系统，其特征在于，包括分别设置的冷水井(1)和热水井(10)，还包括取水系统、加热系统、采暖热源系统和供热系统，其中取水系统抽取冷水井中的冷水并将其送入加热系统；加热系统包括用于加热冷水的太阳能集热器(6)，加热后的水进入采暖热源系统的热水井中恒温储存；采暖热源系统包括换热器(13)，将储存在热水井中的热水输入换热器进行热量交换，换热后的低温热源水排回到冷水井中；供热系统包括循环泵，供热系统的回水由循环泵送入换热器中进行加热，得到交换的热量后，进入建筑物(16)采暖。2.根据权利要求1所述的使用清洁能源的供暖系统，其特征在于，所述取水系统包括多叶风力抽水机(3)、止回阀(22)、控制阀(2)、泄水阀(24)、压力表、温度计、蝶阀、水表(5)和抽水管道(4)，其中所述止回阀、控制阀、蝶阀、压力表、泄水阀、温度计、蝶阀、水表、蝶阀依次设置在所述抽水管道上；所述加热系统由一个以上的太阳能集热器(6)组成，冷水经过太阳能集热器加热后依次经过设置在输水管道(9)上的蝶阀、压力表、温度计、蝶阀后，进入采暖热源系统；所述采暖热源系统还包括恒温储存热水的热水井(10)、设置在热水井中的潜水泵(11)和热源水供水管(12)，换热器经过采暖供水管(15)、采暖回水管(18)与供热系统相连，在潜水泵(11)和换热器(13)之间的热源水供水管(12)上设置有止回阀、水表、蝶阀、温度计和蝶阀，在原水回灌管道(14)上设置蝶阀、温度计和蝶阀；所述供热系统包括采暖供水管(15)、采暖回水管(18)和循环泵(19)，其中所述循环泵设置在所述采暖回水管上。3.根据权利要求2所述的使用清洁能源的供暖系统，其特征在于，所述
\t循环泵将建筑物内部供暖管道中回流的热水经过采暖回水管(18)送入换热器(13)进行循环加热后，经过采暖供水管(15)供给到建筑物(16)内部的供暖管道中；在采暖回水管(18)上依次设置有蝶阀、温度计、蝶阀、循环泵(19)、止回阀和蝶阀；在采暖供水管(15)上依次设置有蝶阀、温度计、压力表、温度计和蝶阀。4.根据权利要求2或3所述的使用清洁能源的供暖系统，其特征在于，在所述采暖回水管(18)上还设有压力补水罐(20)。5.根据权利要求4所述的使用清洁能源的供暖系统，其特征在于，在所述抽水管道(4)、输水管道(9)、热源水供水管(12)、采暖供水管(15)、采暖回水管(18)和回灌管道(14)中的一个或多个的外表面上...
【专利技术属性】
技术研发人员：李启民，
申请(专利权)人：李启民，
类型：发明
国别省市：北京;11
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