土壤蓄热式太阳能供暖系统.doc

Harbin Institute of Technology 专业新技术原理研究报告 姓 名： 孔伟伟 学 号： 10S027118 年 级： 2010级暖通硕士1班 2010年12月 土壤蓄热式太阳能供暖系统 随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高，舒适的建筑热环境已成为人们生活的需要,冬天采暖,夏天空调,舒适需求提高导致能耗增加。世界范围内的能源危机也在不断加剧,寻求新的能源补足世界建筑能耗是一个基本趋向。我们都知道，太阳能是一种重要的可再生能源，尤其是在能源如此紧缺的当代世界。那么，如何开发太阳能并充分利用太阳能是我们面临的一大难题，也是一个重大机遇。当前，太阳能供暖系统被越来越多的人研究，即将地下土壤作为长时间跨季节蓄热的材料，在夏季将太阳能系统收集的多余热量储存在地下来供冬季使用。其简单的原理图如下： 1-4.球阀 5.地埋管换热器 6.水泵 7.散热器 8.膨胀水箱 9.调节阀 工作过程： 当向地下蓄热时，打开阀门1、2，关闭阀门3、4。运行水泵6-1与太阳能集热器，这样经过太阳能集热器加热后的热水流过竖井中的地埋管换热器后，将热量传递给地下土壤，由，土壤对热量进行储存。 从地下取热时，打开阀门3、4，关闭阀门1、2，水泵6-1、6-2运行，地源热泵机组按制热工况运行。热泵机组水源侧通过循环从竖井中提取地下蓄热体储存的热量机组的用户侧将热量通过散热器带给房间，这样可以实现从地下蓄热体的取热过程。 夏季日照一般比较丰富，而且日平均气温较高，生活用水热负荷占太阳能集热器收集热量的比重很小，所以可以把太阳能集热器收集的多余热量通过中间介质(通常为水或者是加入防冻剂的水)作为热载体,使中间介质在埋于土壤内部的封闭环路中循环流动,从而实现与大地土壤进行的热交换，将热量储存在地下，在冬季供暖时取出，通过地源热泵机组将热量供给热用户。 该系统的优点： 1、节能：性能系数较高，管路及水泵用电少； 2、环保：没有锅炉房，避免向室外排放大量余热及各种污染气体，利于环境保护； 3、有利于可持续发展：热量冬取夏蓄，利用可再生能源； 4、垂直埋管相对于水平埋管来说，占用土地比较少, 受地面上的影响小； 5、地源热泵不利用地下水，不存在水资源的限制的问题，适应性更广，同时有利于地下水的保护； 6、由于太阳能无处不在、取之不尽，用之不竭，因此应用范围非常广泛，不受当地水源条件等的限制，而且对自然生存环境几乎不造成影响； 7、土壤作为蓄热材料随处可取，蓄热量较大。 存在的问题： 1、利用地埋管换热器，钻井费用较高，安装复杂，工作量大，导致初投资较高； 2、需要有一定面积的土地设置地埋管换热器，对于土地资源缺乏的地区，不宜使用； 3、需考虑冷热负荷平衡的问题， 系统使用时需保持冷热的平衡，否则将会破坏土壤的天然性，不能长久使用； 4、该系统对地埋管换热器的材质及地质结构的要求比较高。 太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。在新中，太阳能资源利用国家可持续发展战略的重要内容。