[发明专利]一种太阳能结合储热井跨季节蓄热装置

说明书

本发明涉及开发太阳能和地热能技术领域，具体涉及一种太阳能结合储热井跨季节蓄热装置，包括有储热井、水塔、补水机构、第一太阳能集热器和中央控制器；储热井设置于地表下方，水塔设置于高层建筑内部，补水机构设置于高层建筑楼顶，若干第一太阳能集热器设置于高层建筑的外立面；补水机构、水塔和储热井通过水管顺序连通，水塔和第一太阳能集热器连通，水塔和补水机构均与中央控制器电连接；该蓄热装置有效利用了高层建筑外立面的空余空间，占地面积小；并且该蓄热装置安装在需要供暖的高层建筑，热能传输过程中的损耗低。

技术领域

本发明涉及开发太阳能和地热能技术领域，具体涉及一种太阳能结合储热井跨季节蓄热装置。

背景技术

近年来，由于环保方面的需求，我国北方多地采暖能源都走上了煤改天然气的改造之路，但是由于时间紧、任务重、国内天然气储存量不足等问题，很多地方都出现了采暖能源严重不足、居民饱受停暖之苦的现象。为解决冬季供暖和不可再生能源紧缺的问题，迫切需要寻找成熟的新型可再生的清洁能源，这其中包括新能源的收集、储藏与利用等，是一套完整而又严谨的系统。

现在普遍流行的小型家用太阳热水器系统及其他类似的太阳能蓄热装置，是将太阳能供热进行短期蓄热。由于地球表面太阳能量密度较低，且存在季节和昼夜交替变化等特点，使太阳能供热的短期蓄热系统不可避免地存在很大的不稳定性，导致太阳能利用效率很低。

地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

如何利用地表浅层积蓄的太阳能供暖成为了如今的问题。

中国专利CN109654581A公开了一种基于承压含水层的跨季节蓄热的复合供暖系统，将跨季节蓄热采暖供热技术与地下含水层回灌储能技术相结合，应用由于地下水位下降而无法继续开采到地下水的“原含水层”作为储能装置，将原地热井改建成储热井和采热井；在非供暖季节通过太阳能等能源提供的能量加热后回灌入储热井，依靠地下含水层流速慢、热量流失小的特点进行保温储存；供暖季节再通过采热井从地下含水层中抽取储存的热水，由供热单位分别运送到各个供暖用户。

该专利公开的供暖系统及现有的所有基于太阳能的储热井系统均有相同的缺陷：

所需蓄热装置均为铺设在地面上的大范围设备，占地面积广，蓄热效果不佳，并且储热井与需要供暖的高层建筑距离也较远，热能传输的过程中损失较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能结合储热井跨季节蓄热装置，该蓄热装置有效利用了高层建筑外立面的空余空间，占地面积小；并且该蓄热装置安装在需要供暖的高层建筑，热能传输过程中的损耗低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种太阳能结合储热井跨季节蓄热装置，包括有储热井、水塔、补水机构、第一太阳能集热器和中央控制器；储热井设置于地表下方，水塔设置于高层建筑内部，补水机构设置于高层建筑楼顶，若干第一太阳能集热器设置于高层建筑的外立面；补水机构、水塔和储热井通过水管顺序连通，水塔和第一太阳能集热器连通，水塔和补水机构均与中央控制器电连接。

作为一种太阳能结合储热井跨季节蓄热装置的一种优选方案，补水机构包括有采水井和水泵，采水井和储热井位于同一地下含水层，采水井通过水泵和水塔连通。