一种太阳能供暖系统技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能供暖系统，其包括：太阳能采集系统；储能系统，其与太阳能采集系统形成储能循环管路，储能循环管路上设有储能罐，储能介质吸收热能并沿循环流动；供暖系统，其具有热储存箱和散热设备，热储存箱和散热设备经由供暖循环管路相连，储能循环管路贯通穿过热储存箱；其中，储能罐和热储存箱的外表面均设有一保温层，其包括如下重量份材料：75～85份的聚氨酯、15～20份的ABS、3～8份的起泡剂、8～10份的短纤维、4～6份的纳米氧化镁、5～8份的纳米碳酸钙以及3～5份的纳米氧化铈。本发明专利技术设计合理，对太阳能的光热利用效率高，保温层的设计可保证系统在寒冷冬季的安全运行以及意外停电情况下的防冻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能利用领域。更具体地说，本专利技术涉及一种节能、环保、高效的太阳能供暖系统。
技术介绍
当前，能源问题已经成为制约世界各国发展的主要因素之一，我国作为能源消费大国，随着我国经济的发展及人口的增加，能源和环境问题日渐突出。一方面我国人均能源拥有量较低，另一方面以煤炭为主的不合理能源结构以及建筑的高能耗所带来的环境破坏为可持续发展带来了巨大的压力，由此，节能降耗以及可再生能源的利用引起了人们的广泛重视。太阳能供暖系统是指以太阳能作为供暖系统的热源，利用太阳能集热器将太阳能转换成热能，供给工厂、居民住宅、学校等建筑物冬季取暖和全年其他用热的系统。太阳能系统是利用无污染、可再生的太阳能为资源，使用寿命一般在20年以上，环保和经济效益均非常明显，且不会产生传统烧煤采暖炉二氧化碳中毒的危险，也不会发生烫伤等意外，供暖清洁安全，满足节能减排的需求。但是，太阳能供暖系统也有不足之处：1)能量密度低，晴朗白昼的正午，在垂直于太阳光方向的地面，1m2面积接受的太阳能平均只有1kw左右作为一种能源，这样的能量密度是很低的，因此在实际利用时，往往需要一套面积相当大的太阳能收集设备，这就使得设备占地面积大，用料多，结构复杂，成本高，影响了推广使用；2)随机性，到达某一地面的太阳直接辐射能由于受气候季节等因素的影响，是极不稳定的，这就给大规模的利用增加了不少困难；3)间歇性，到达地面的太阳直接辐射能因随昼夜的交替而变化，这就使大多数太阳能设备在夜间无法工作，为研究夜间没有太阳直接辐射、散射也很微弱，所造成的困难，就需要研究和配备储能设备，以便在晴天时把太阳能收集并存起来，供夜晚或阴雨天使用，但目前的储能设备多存在热量损失大、热量储存时间短等问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种太阳能系统，其能够获得集中的、具有高热流量密度的高品位能量，且与太阳能采集系统进行热交换的储能罐和与散热器热交换的热储存箱均具有高保温性能，可实现24h的连续热能供应。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种太阳能供暖系统，其包括：太阳能采集系统，其将分散的太阳能辐射聚集起来并转化成热能；储能系统，其与所述太阳能采集系统形成储能循环管路，所述储能循环管路上设有储能罐，储能介质吸收所述热能并沿所述储能循环管路流动；供暖系统，其具有热储存箱和散热设备，所述热储存箱和散热设备经由供暖循环管路相连，所述储能循环管路贯通穿过所述热储存箱，用以加热所述热储存箱内的供暖介质；其中，所述储能罐和所述热储存箱的外表面均设有一保温层，所述保温层包括如下重量份材料：75～85份的聚氨酯、15～20份的ABS(丙烯腈-丁二烯苯丙烯接枝共聚物)、3～8份的起泡剂、8～10份的短纤维、4～6份的纳米氧化镁、5～8份的纳米碳酸钙以及3～5份的纳米氧化铈；其中由聚氨酯制备得到的泡沫保温材料具有绝热效果好、质量轻、比强度大等优良特性，同时还具有隔声、防震、电绝缘、耐溶剂等特点，但也存在着耐高温性能差、泡沫骨架强度和韧性偏低、易老化等问题，丙烯腈-丁二烯苯丙烯接枝共聚物与聚氨酯的共混可显著提高保温材料的韧性、耐老化性能和尺寸稳定性，高刚性短纤维与高弹性的聚氨酯配合使用可明显改善保温材料的力学性能，提高其抵抗形变的能力，此外，储能介质吸收热能后温度可达200～600℃，聚氨酯保温材料长期处于高温环境下易变形，影响保温层的保温和机械性能，纳米氧化镁、纳米碳酸钙以及纳米氧化铈可有效提高聚氨酯保温层的耐热形变和阻燃性能，维持保温层的隔热持久性和稳定性。优选的是，其中，所述太阳能采集系统具有支架和连接于所述支架上的蝶式聚光镜，其中蝶式聚光镜采用抛物面，可把分散的低能量密度聚集到镜面的焦点处，从而获得集中的、具有高热流密度的高品位能量。优选的是，其中，所述支架由质量轻、可塑性强和硬度高的铝钇合金制备而成。优选的是，其中，所述储能循环管路和供暖循环管路的材质选自不锈钢、铝、铜或碳钢的任意一种。优选的是，其中，暴露于外界环境中的所述储能循环管路和供暖循环管路的外层均设置一层所述保温层。优选的是，其中，所述储能介质为导热油，具有加热均匀、节能和输送方便的优点。优选的是，其中，所述导热油选自氢化三联苯、苄基甲苯或二苄基甲苯中的任意一种，具有较好的热稳定性、导热性和分散均一性。优选的是，其中，所述供暖介质选自溴化镧超导液、溴化钐超导液、溴化钇超导液、溴化铈超导液、溴化镨超导液和溴化铕的任意一种或几种，其热传导效率高，达到25～35℃即可开始进行温度的快速传递并通过暖气片表面向外辐射散热，仅需数分钟就可将暖气片加热。优选的是，其中，所述短纤维包括10～30wt％的玻璃纤维、20～40wt％的芳纶纤维和40～55wt％的石棉纤维，三种纤维的加入可产生协同效应，既可增强泡孔壁，提高保温层的抗压、抗拉性，又可提高保温层的耐霜冻、耐化学试剂尤其是耐高温性能，提高保温层的持续保温效果。优选的是，其中，所述短纤维的长度为40～60mm，纤维的长度不能过长，否则易彼此缠绕，不易分散于聚氨酯保温材料中。本专利技术至少包括以下有益效果：(1)本专利技术采用蝶式聚光镜将太阳能辐射汇聚起来，并转化成热能，其聚焦比高，焦点温度可达1500度；(2)本专利技术的保温层导热系数小，稳定性好，具有优良的耐热形变和阻燃性能，设有此保温层的储罐的温度损失在24h内小于10％；(3)本专利技术设计合理，系统对太阳能的光热利用效率高，保温层的设计可保证系统在寒冷冬季的安全运行以及意外停电情况下的防冻。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术的一个实施例中太阳能采集系统的结构示意图；图2为本专利技术的另一个实施例中太阳能供暖系统的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。图1～图2示出了根据本专利技术的一种实现形式，其中包括：太阳能采集系统，其将分散的太阳能辐射聚集起来并转化成热能；储能系统，其与所述太阳能采集系统形成储能循环管路，所述储能循环管路上设有储能罐，储能介质导热油吸收所述热能并沿所述储能循环管路流动；供暖系统，其具有热储存箱和散热设备，所述热储存箱和散热设备(诸如暖气片)经由供暖循环管路相连，所述储能循环管路贯通穿过所述热储存箱，高温导热油加热储存箱内的供暖介质使其升温后，回到导热油箱，导热油的余温可利用中低温发电机组满足太阳能系统的其他设备供电、照明或生活用电的需求。其中，所述储能罐和所述热储存箱的外表面均设有一保温层，所述保温层包括如下重量份材料：75～85份的聚氨酯、15～20份的丙烯腈-丁二烯苯丙烯接枝共聚物、3～8份的起泡剂、8～10份的短纤维、4～6份的纳米氧化镁、5～8份的纳米碳酸钙以及3～5份的纳米氧化铈。参照图1，上述实例中所述太阳能采集系统具有支架1和连接于所述支架1上的蝶式聚光镜2，所述支架1由质量轻、可塑性强和硬度高的铝钇合金制备而成。上述实例中，所述储能循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能供暖系统，其特征在于，包括：太阳能采集系统，其将分散的太阳能辐射聚集起来并转化成热能；储能系统，其与所述太阳能采集系统形成储能循环管路，所述储能循环管路上设有储能罐，储能介质吸收所述热能并沿所述储能循环管路流动；供暖系统，其具有热储存箱和散热设备，所述热储存箱和散热设备经由供暖循环管路相连，所述储能循环管路贯通穿过所述热储存箱，用以加热所述热储存箱内的供暖介质；其中，所述储能罐和所述热储存箱的外表面均设有一保温层，所述保温层包括如下重量份材料：75～85份的聚氨酯、15～20份的ABS、3～8份的起泡剂、8～10份的短纤维、4～6份的纳米氧化镁、5～8份的纳米碳酸钙以及3～5份的纳米氧化铈。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能供暖系统，其特征在于，包括：太阳能采集系统，其将分散的太阳能辐射聚集起来并转化成热能；储能系统，其与所述太阳能采集系统形成储能循环管路，所述储能循环管路上设有储能罐，储能介质吸收所述热能并沿所述储能循环管路流动；供暖系统，其具有热储存箱和散热设备，所述热储存箱和散热设备经由供暖循环管路相连，所述储能循环管路贯通穿过所述热储存箱，用以加热所述热储存箱内的供暖介质；其中，所述储能罐和所述热储存箱的外表面均设有一保温层，所述保温层包括如下重量份材料：75～85份的聚氨酯、15～20份的ABS、3～8份的起泡剂、8～10份的短纤维、4～6份的纳米氧化镁、5～8份的纳米碳酸钙以及3～5份的纳米氧化铈。2.如权利要求1所述的太阳能供暖系统，其特征在于，所述太阳能采集系统具有支架和连接于所述支架上的蝶式聚光镜。3.如权利要求2所述的太阳能供暖系统，其特征在于，所述支架由铝钇合金制备而成。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梦圆，丰俊，
申请(专利权)人：内蒙古旭力恒新能源开发有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15