本發明專利技術公開了一種利用相變材料作為傳熱介質的太陽能采暖裝置，包括太陽能集熱器和空氣換熱器，太陽能集熱器和空氣換熱器之間通過兩條循環管路連通成密閉系統，在密閉系統內部充注可以液相和氣相相互轉化的相變流體作為熱量的傳輸介質。本發明專利技術利用相變材料作為熱量的傳輸介質，換熱效率遠遠高于水和空氣，可以實現“即熱”，能夠快速實現太陽能集熱器至空氣換熱器之間的熱量傳遞，同時傳熱介質能量密度高，輸送儲熱介質的管道體積小方便安裝，尤其是適合空間較狹小的建筑比如住宅、層高較低的建筑，同時具有結構簡單、不拍凍、不結垢、壽命長、能量利用率高、可靠性好等特點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種太陽能采暖裝置，具體的說涉及一種利用相變材料作為傳熱介質的太陽能采暖裝置，可廣泛應用于建筑、農業溫室以及工業干燥加熱等設施，屬于太陽能熱能利用和蓄熱
技術介紹
我國太陽能資源豐富，尤其是北方的太陽能受天氣影響較小，資源尤其豐富。目前我國很大一部分的建筑采暖仍然依靠化石類燃料或者電能，依靠太陽能的裝置很少。太陽能熱能的應用還是以太陽能熱水器為主。以水作為傳熱介質的太陽能熱水器，提溫慢、承壓能力差，不適合作為采暖熱源。申請號為200810046815.8的專利文獻，提出了一種利用氣體作為傳熱介質的太陽能蓄熱裝置。包括儲熱室殼體、保溫材料、金屬管道、支撐架、進氣管、出氣管、儲熱室門；儲熱室殼體由儲熱室外壁和儲熱室內壁組成，儲熱室門與儲熱室內壁圍成密封的儲熱空間；進氣管與出氣管非對稱設置在儲熱室殼體上，進氣管、出氣管分別與儲熱空間相通；儲熱空間內至少設有一層支撐架，支撐架與儲熱室內壁固定連接，支撐架上放置有金屬管道，金屬管道內封裝有蓄熱材料；儲熱空間內的傳熱介質為氣體。該裝置結構簡單，成本低，但換熱效率不高、傳熱介質能量密度低。申請號為201310516925.7的專利文獻，提出了一種利用氣體作為傳熱介質的太陽能采暖裝置。該裝置的吸熱體由若干根緊密排列的金屬管組成，所述金屬管內部填充了相變蓄熱介質，外表面鍍有選擇性吸收涂層，可以吸收和儲存太陽能。太陽能蓄熱采暖裝置外部接有風機，可以使空氣從進風口流入，經過儲熱體加熱，并進入室內供暖。該裝置外加風機，使空氣強制流過儲熱體吸熱，可以迅速提高室內溫度；儲熱體管道緊密排列，內部相變儲熱介質可以充分從管壁上吸熱，提高了儲熱效率。但是這些裝置存在換熱效率不高、傳熱介質能量密度低以及風道在建筑中不便布置。目前的太陽能采暖裝置還有種種不足。
技術實現思路
本專利技術要解決的問題是為了提高太陽能換熱效率，提高傳熱介質能量密度，提供一種利用相變材料作為傳熱介質的太陽能采暖裝置，具有換熱效率高、安裝方便的優點。為了解決上述問題本專利技術采用以下技術方案: 一種利用相變材料作為傳熱介質的太陽能采暖裝置，包括太陽能集熱器和空氣換熱器，太陽能集熱器和空氣換熱器之間通過兩條循環管路連通成密閉系統，在密閉系統內部充注可以液相和氣相相互轉化的相變流體作為熱量的傳輸介質。該相變流體，可以是氟利昂，也可以是其他類似物質。以下是本專利技術對上述方案的進一步優化: 其中一條循環管路上安裝有液體栗和儲液器，太陽能集熱器包括一殼體，所述殼體內設置有若干個外敷吸熱涂料的集熱板，相鄰的外敷吸熱涂料的集熱板之間通過換熱介質通道首尾相連通，殼體上朝向太陽的一側設置有透平光板。空氣換熱器相對的位置設置有風扇。工作時，首先液體栗開始工作，推動液態的相變介質通過管道進入太陽能集熱器。太陽能集熱器的外敷吸熱涂料的集熱板吸收太陽能轉化為熱能，熱能通過傳熱加熱太陽能集熱器內的相變介質使其汽化變成氣體。該氣體通過管道進入空氣換熱器，與空氣換熱器外的空氣強制換熱放出熱量冷凝為液體。空氣換熱器外的空氣吸收熱量后實現采暖功能，該液體通過儲液器再進入液體栗完成一個循環。另一種優化:另一條循環管路上安裝蓄熱器，蓄熱器為相變蓄熱器。蓄熱器與太陽能集熱器之間安裝有蓄熱器進口閥門；蓄熱器的一側并聯連接有蓄熱器旁通管路，在該管路上安裝有蓄熱器旁通管閥門。空氣換熱器的空氣流通通道上設置有電加熱器。液體栗與太陽能集熱器之間安裝有太陽能集熱器進口閥門，液體栗和太陽能集熱器進口閥門之間的循環管路與蓄熱器進口閥門和太陽能集熱器之間的循環管路之間通過太陽能集熱器旁通管路連通，在該管路上安裝有太陽能集熱器旁通管閥門。該裝置工作時分為太陽能采暖模式、蓄熱模式和蓄熱采暖模式。有太陽光照時，進入太陽能采暖模式:太陽能集熱器進口閥門打開，太陽能集熱器旁通管閥門關閉，蓄熱器進口閥門關閉，蓄熱器旁通管閥門打開，液體栗工作，風扇工作。液體栗推動液態的相變介質通過管道進入太陽能集熱器。太陽能集熱器的外敷吸熱涂料的集熱板吸收太陽能轉化為熱能，熱能通過傳熱加熱太陽能集熱器內的相變介質使其汽化變成氣體。該氣體通過管道進入空氣換熱器，與空氣換熱器外的空氣強制換熱放出熱量液化為液體。該液體通過儲液器再進入液體栗完成一個循環。若空氣換熱器外的空氣吸收熱量后仍不能達到所需要的溫度，電加熱器工作進一步加熱空氣，實現采暖功能。當所控制的空氣溫度加熱到設定值時，進入蓄熱模式，風扇停止工作，蓄熱器進口閥門打開，蓄熱器旁通管閥門關閉。液體栗推動液態的相變介質通過管道進入太陽能集熱器。太陽能集熱器的吸熱涂層吸收太陽能轉化為熱能，熱能通過傳熱加熱太陽能集熱器內的相變介質使其汽化變成氣體。該氣體通過管道進入蓄熱器，與蓄熱器的儲熱介質換熱放出熱量液化為液體。該液體通過空氣換熱器再進入液體栗完成一個循環。白天通過一段時間的蓄熱，在晚間或是沒有陽光時，進入蓄熱采暖模式。太陽能集熱器進口閥門關閉，太陽能集熱器旁通管閥門打開，蓄熱器進口閥門打開，蓄熱器旁通管閥門關閉。液體栗推動液態的相變介質通過管道進入蓄熱器。蓄熱器內的儲熱介質放出熱能，熱能通過傳熱加熱相變介質使其汽化變成氣體。該氣體通過管道進入空氣換熱器，與空氣強制換熱放出熱量液化為液體。該液體通過儲液器再進入液體栗完成一個循環。若空氣吸收熱量后仍不能達到所需要的溫度，電加熱器工作進一步加熱空氣，實現采暖功能。另一種優化:在空氣換熱器的進出口處安裝旁通管，旁通管上安裝空氣換熱器旁通管閥門；在空氣換熱器的進口處增加空氣換熱器進口閥門，蓄熱模式時，空氣換熱器旁通管閥門打開，空氣換熱器進口閥門關閉，相變換熱介質不再通過空氣換熱器。本專利技術利用相變材料作為熱量的傳輸介質，換熱效率遠遠高于水和空氣，可以實現“即熱” 一能夠快速實現太陽能集熱器至空氣換熱器之間的熱量傳遞，當相變材料采用氟利昂時，取熱和放熱的對流換熱系數為5000-10000?/ (m2 -k)，空氣的對流換熱系數為40w/(m2 -k)左右，同時相變材料傳輸的能量主要是汽化潛熱，熱惰性小于水及水溶液，同時傳熱介質能量密度高，輸送儲熱介質的管道體積小方便安裝，尤其是適合空間較狹小的建筑比如住宅、層高較低的建筑，同時具有結構簡單、不拍凍、不結垢、壽命長、能量利用率高、可靠性好等特點。本專利技術可以廣泛應用于民用建筑采暖、農業溫室大棚以及工業干燥等場合。為了更好的理解本專利技術，下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。本專利技術不受下述實施例的限制，可根據本專利技術的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。【附圖說明】附圖1為本專利技術實施例1的結構示意圖； 附圖2為本專利技術實施例1中太陽能集熱器的結構示意圖； 附圖3為本專利技術實施例2的結構示意圖； 附圖4為本專利技術實施例3的結構示意圖。圖中:1-殼體；2_透平光板；3_換熱介質管道；4_外敷吸熱涂料的集熱板；5_空氣換熱器；6_電加熱器；7-風扇；8_蓄熱器進口閥門；9_蓄熱器旁通管閥門；10_太陽能集熱器旁通管閥門；11_太陽能集熱器；12_液體栗；13_蓄熱器；14_儲液器；15_太陽能集熱器進口閥門；16_空氣換熱器進口閥門；17_空氣換熱器旁通管閥門；18_循環管路。【具體實施方式】實施例1，如附圖1所示，一種利用相變材料作為傳熱介質的太本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用相變材料作為傳熱介質的太陽能采暖裝置，包括太陽能集熱器（11）和空氣換熱器（5），其特征在于：太陽能集熱器（11）和空氣換熱器（5）之間通過兩條循環管路（18）連通成密閉系統，在密閉系統內部充注可以液相和氣相相互轉化的相變流體作為熱量的傳輸介質。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹銀生，龐治霞，周君昌，孫健，楊永寬，
申請(專利權)人：曹銀生，
類型：發明
國別省市：山東;37
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