一种高效的太阳能季节性蓄热系统

技术领域

本发明涉及一种蓄热系统，特别涉及一种高效的太阳能季节性蓄热系统。

背景技术

目前，太阳能季节性蓄热一般都采用太阳能光热集热器进行收集热量，但太阳能光热集热器只能够将集热器面积内的太阳能部分能量转化为热能并进行季节性储存，而且这部分热能的品位和蓄热效率也比较低，从而导致单位面积上的太阳能能量综合利用效率通常较低。如果采用太阳能光伏集热器既能将部分太阳能转化为电能也能将部分太阳能转化为热能，集热的同时降低光伏板的温度提高发电效率，从而提高了太阳能的综合利用率。其中，太阳能光伏集热器产生的电能可以用来加热特制镁砖进行蓄热，产生的热能通过蓄热系统加以利用，但是镁砖在蓄热过程中往往会造成较大的热损失。

发明内容

本发明的主要目的是为了在提高太阳能季节性蓄热系统整体效率的同时避免使用镁砖蓄热材料蓄热时的环境热损失，而提供的一种高效的太阳能季节性蓄热系统。

本发明提供的高效的太阳能季节性蓄热系统包括有光伏集热器、蓄热水箱、分级蓄热装置和控制箱，其中蓄热水箱内装配有第一换热器和第二换热器，第一换热器通过第一循环管路与光伏集热器相连通，第二换热器通过第二循环管路与分级蓄热装置相连通，蓄热水箱通过第三循环管路与房屋相连通，控制箱分别与光伏集热器、第一循环管路、第二循环管路、第三循环管路和分级蓄热装置中装配的控制阀、水泵和风机相连接并控制控制阀、水泵和风机的工作。

光伏集热器上装配有第一温度传感器，光伏集热器与分级蓄热装置内设置的电加热器通过供电线路相连接，光伏集热器能够为分级蓄热装置内设置的电加热器提供电能，供电线路上装配有MPPT控制器和升压器，MPP控制器为最大功率点跟踪太阳能控制器，MPPT控制器能够实时侦测光伏集热器内光伏电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使光伏集热器内的光伏电池板以最大功率输出，升压器能够将光伏电池板产生的低电压的电力信号转换为高电压输出，通过MPPT控制器和升压器调整的光伏集热器所产生的电能够为分级蓄热装置中的电加热器使用，第一温度传感器与控制箱相连接，第一温度传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱。

第一循环管路上装配有第一水泵，蓄热水箱上装配有第二温度传感器，蓄热水箱内的流动介质为水，蓄热水箱通过传输管连接有补水箱，传输管上装配有压力传感器和补水泵，第二温度传感器、第一水泵、压力传感器和补水泵均与控制箱相连接，第二温度传感器、压力传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱，第一水泵和补水泵均由控制箱控制工作。

第二循环管路上装配有第二水泵，第三循环管路上装配有第三水泵，第二循环管路和第三循环管路之间分别通过第一支管和第二支管相连通，其中第一支管与第二循环管路的连接处装配有第一四通阀，第一支管与第三循环管路的连接处装配有第一三通阀，第二支管与第二循环管路的连接处装配有第二四通阀，第二支管与第三循环管路的连接处装配有第二三通阀，第一四通阀的一端还连接有第三支管，第三支管的另一端与分级蓄热装置相连接，第二四通阀的一端还连接有第四支管，第四支管的另一端与分级蓄热装置相连接，第二水泵、第三水泵、第一四通阀、第一三通阀、第二四通阀和第二三通阀均与控制箱相连接并由控制箱控制工作。

房屋上装配有第三温度传感器，第三温度传感器与控制箱相连接，第三温度传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱。

分级蓄热装置埋设在地下土壤内，分级蓄热装置从内向外包括有第一蓄热区、第二蓄热区和第三蓄热区，其中第一蓄热区和第二蓄热区之间、第二蓄热区和第三蓄热区之间均装配有隔热层进行隔热，第三蓄热区的外周圈也裹设有隔热层，第一蓄热区内装配有数道电加热器，相邻的电加热器之间填设有镁砖，数道电加热器通过供电线路与光伏集热器相连接，数道电加热器的电能由光伏集热器提供，第一蓄热区与第二蓄热区之间的隔热层上连通有第一风管和第二风管，第一风管的两端与第一蓄热区的连接处设置有第一风口和第二风口，第一风口处装配有第一风机，第二风管的两端与第一蓄热区的连接处设置有第三风口和第四风口，第三风口处装配有第二风机，第一风管呈C字型围设在第一蓄热区与第二蓄热区之间隔热层的三面，第一风管的周圈套设有肋片，第二风管呈U字型围设在第一蓄热区与第二蓄热区之间隔热层的剩余一面，第二风管内装配有第三换热器，第三支管穿过分级蓄热装置后第三支管的尾端设在第二蓄热区内，第三支管的尾端连接有第三三通阀，第三三通阀的其余两端分别连接有第五支管和第六支管，五支管和第六支管均绕设在第二蓄热区内，第五支管的另一端与第二风管内装配的第三换热器相连接，第六支管在第二蓄热区内呈盘管状布设，第四支管穿过分级蓄热装置后第四支管的尾端也设在第二蓄热区内，第四支管的尾端连接有第四三通阀，第四三通阀的另外两端分别与第七支管和第六支管的尾端相连接，第七支管的另一端与第二风管内装配的第三换热器相连接，第二循环管路穿过分级蓄热装置中的第三蓄热区外周圈的隔热层后布设在第三蓄热区内，第二循环管路在第三蓄热区内呈盘管状设置，电加热器、第一风机、第二风机、第三三通阀和第四三通阀均与控制箱相连接并由控制箱控制工作。

分级蓄热装置中的第一蓄热区蓄热介质为空气，蓄热温度600℃，第二蓄热区蓄热介质为硝酸钠相变材料，蓄热温度为300℃，第三蓄热区蓄热介质为石蜡相变材料，蓄热温度为50℃，第一蓄热区内设置有第四温度传感器，第二蓄热区内设置有第五温度传感器，第三蓄热区内设置有第六温度传感器，第四温度传感器、第五温度传感器和第六温度传感器均与控制箱相连接，第四温度传感器、第五温度传感器和第六温度传感器能够把采集的数据实时传输给控制箱。

上述的光伏集热器、控制箱、第一换热器、第二换热器、第一温度传感器、电加热器、MPPT控制器、升压器、第一水泵、第二温度传感器、压力传感器、补水泵、第二水泵、第三水泵、第一四通阀、第一三通阀、第二四通阀、第二三通阀、第三温度传感器、第一风机、第二风机、第三换热器、第三三通阀、第四三通阀、第四温度传感器、第五温度传感器和第六温度传感器均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本发明的工作原理：

本发明提供的高效的太阳能季节性蓄热系统的工作原理如下所述：

工况一：冬季光伏热足以满足供暖需求。第一温度传感器检测到光伏集热器升温，控制箱启动第一水泵，在第一水泵的作用下，第一循环管路中10℃的低温水将光伏集热器产生的热量带走，第一温度传感器检测到水温上升至50℃，在第一水泵的作用下，50℃的热水通过第一循环管路进入蓄热水箱中的第一换热器与蓄热水箱中的水进行换热，换热后的水温降低至10℃左右，然后在第一水泵的作用下进入到下一个循环。同时，光伏集热器产生的电能在MPPT控制器和升压器的作用下通过供电线路对电加热器进行供电加热，当第四温度传感器检测到分级蓄热装置第一蓄热区中镁砖温度达到600℃后，控制箱控制第一风机启动，分级蓄热装置第一蓄热区中600℃的空气在第一风机的作用下进入第一风管，第一风管中的热量在肋片的作用下与分级蓄热装置第二蓄热区中的硝酸钠相变材料进行换热，换热后的空气通过第一风管从第二风口回到分级蓄热装置的第一蓄热区中继续蓄热，然后在第一风机的作用下进入到下一个循环，当第四温度传感器检测到分级蓄热装置第一蓄热区中镁砖温度低于600℃后，控制箱控制第一风机关闭。当有用热要求时，第二温度传感器检测到蓄热水箱中水温达到45℃时，在第三水泵的作用下，45℃的热水通过第三循环管路对房屋进行供热，完成供热后水温降低至35℃左右，然后在第三水泵的作用下通过第三循环管路回到蓄热水箱继续进行换热，然后在第三水泵的作用下进入到下一个循环。在房屋不需供热时，第二温度传感器检测到蓄热水箱中温度达到50℃，控制箱控制第二水泵启动，在第二水泵和第二四通阀的作用下，蓄热水箱第二换热器的中50℃热水进入第二循环管路，第二循环管路中的热量与分级蓄热装置第三蓄热区中的石蜡相变材料进行换热，换热后的水在第一四通阀的作用下通过第二循环管路回到蓄热水箱的第二换热器中继续蓄热，然后在第一水泵的作用下进入到下一个循环。分级蓄热装置中第一蓄热区、第二蓄热区和第三蓄热区之间通过隔热层也有一定的热量传递，能够有效降低散热损失，提高蓄热效率。蓄热水箱内部缺水时，压力传感器检测到压力低于设定值，控制箱启动补水泵抽吸补水箱内的水进行补水；

工况二：冬季光伏热不足以满足供暖需求。第二温度传感器检测到蓄热水箱温度低于40℃，控制箱控制第二水泵启动，分级蓄热装置中第三蓄热区内第二循环管路中50℃的热水在第一三通阀和第一四通阀的作用下，通过第二循环管路、第一支管和第三循环管路对房屋进行供热，完成供热后水温降低至35℃左右，然后在第三水泵、第二三通阀和第一四通阀的作用下通过第三循环管路、第二支管和第二循环管路回到分级蓄热装置中第三蓄热区进行蓄热，降温后的水通过第二循环管路与分级蓄热装置中第三蓄热区内的石蜡相变材料进行换热，水温上升到50℃，然后在第三水泵、第一三通阀、第二三通阀、第一四通阀和第二四通阀的作用下进入到下一个循环。如果分级蓄热装置中第三蓄热区内温度低于40℃则停止从分级蓄热装置中第三蓄热区内抽取热量，控制箱控制第二水泵启动，分级蓄热装置第二蓄热区中第六支管内300℃的热水在第二水泵、第三三通阀和第一四通阀的作用下，通过第六支管和第二循环换管路进入到蓄热水箱中的第二换热器与蓄热水箱中的水进行换热，换热后的水温降低至200℃左右，然后在第二水泵、第一四通阀和第四三通阀的作用下通过第二循环管路、第四支管和第六支管回到分级蓄热装置中第二蓄热区进行蓄热，降温后的水通过第六支管与分级蓄热装置中第二蓄热区内的硝酸钠相变材料进行换热，水温上升到300℃，然后在第二水泵、第三三通阀、第四三通阀、第一四通阀和第二四通阀的作用下进入到下一个循环。如果分级蓄热装置中第二蓄热区的温度小于100℃，则停止从分级蓄热装置中第二蓄热区内抽取热量，控制箱控制第二风机启动，分级蓄热装置中第一蓄热区内600℃的空气在第二风机的作用下，从第三风口进入第二风管与第五支管和第七支管之间的第三换热器进行换热，换热后的空气温度降低至400℃左右，然后在第二风机的作用下经过第二风管从第四风口回到分级蓄热装置中的第一蓄热区，降温后的空气通过与分级蓄热装置中第一蓄热区内的镁砖继续进行换热，温度上升到600℃，然后在第二风机的作用下进入到下一个循环。同时控制箱控制第二水泵启动，分级蓄热装置第二蓄热区中第二风管内第三换热器中300℃的热水在第二水泵、第三三通阀和第一四通阀的作用下，通过第五支管、第三支管和第二循环换管路进入到蓄热水箱中的第二换热器与蓄热水箱中的水进行换热，换热后的水温降低至200℃左右，然后在第二水泵、第二四通阀和第四三通阀的作用下通过第二循环管路、第四支管和第五支管回到分级蓄热装置第二蓄热区第二风管中的第三换热器与第二风管中的600℃空气进行换热，换热后的水温上升到300℃，然后在第二水泵、第三三通阀、第四三通阀、第一四通阀和第二四通阀的作用下进入到下一个循环。蓄热水箱内部缺水时，压力传感器检测到压力低于设定值，控制箱启动补水泵抽吸补水箱内的水进行补水；

工况三：夏季无供暖需求。第一温度传感器检测到光伏集热器升温，控制箱启动第一水泵，在第一水泵的作用下，第一循环管路中20℃的低温水将光伏集热器产生的热量带走，第一温度传感器检测到水温上升至50℃，在第一水泵的作用下，50℃的热水通过第一循环管路进入蓄热水箱中的第一换热器与蓄热水箱中的水进行换热，换热后的水温降低至20℃左右，然后在第一水泵的作用下进入到下一个循环。第二温度传感器检测到蓄热水箱中水温达到50℃时，控制箱控制第二水泵启动，第二换热器中50℃的热水在第二水泵的作用下通过第二循环管路向分级蓄热装置第三蓄热区中的石蜡相变材料进行蓄热，完成蓄热后水温降低至30℃左右，降温后的水在第二水泵的作用下通过第二循环管路进入到蓄热水箱中的第二换热器与蓄热水箱中的热水进行换热，水温上升到50℃，然后在第二水泵的作用下进入到下一个循环。同时，光伏集热器产生的电能在MPPT控制器和升压器的作用下通过供电线路对电加热器进行供电加热，当第四温度传感器检测到分级蓄热装置第一蓄热区中镁砖温度达到600℃后，控制箱控制第一风机启动，分级蓄热装置第一蓄热区中600℃的空气在第一风机的作用下进入第一风管，第一风管中的热量在肋片的作用下与分级蓄热装置第二蓄热区中的硝酸钠相变材料进行换热，换热后的空气通过第一风管从第二风口回到分级蓄热装置的第一蓄热区中继续蓄热，然后在第一风机的作用下进入到下一个循环，当第四温度传感器检测到分级蓄热装置第一蓄热区中镁砖温度低于600℃后，控制箱控制第一风机关闭。分级蓄热装置中第一蓄热区、第二蓄热区和第三蓄热区之间通过隔热层也有一定的热量传递，可以有效降低散热损失，提高蓄热效率。蓄热水箱内部缺水时，压力传感器检测到压力低于设定值，控制箱启动补水泵抽吸补水箱内的水进行补水；

本发明的有益效果：

本发明提供的高效的太阳能季节性蓄热系统利用太阳能实现光伏集热的同时，通过将太阳能和镁砖蓄热系统的有效整合，能够极大地提高整个太阳能系统的综合利用效率，既能提高太阳的整体季节性蓄热效率，也能避免镁砖在蓄热过程产生的热损失。通过有效的控制策略和合理调控系统的运行方式，本系统能够适应多种应用场景，避免了原有单一系统的局限性，因此具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明所述的蓄热系统整体结构示意图。

图2为本发明所述的分级蓄热装置结构示意图。

图3为本发明所述的蓄热系统工作原理中工况一第一种情况原理示意图。

图4为本发明所述的蓄热系统工作原理中工况一第二种情况原理示意图。

图5为本发明所述的蓄热系统工作原理中工况二原理示意图。

图6为本发明所述的蓄热系统工作原理中工况三原理示意图。

上图中的标注如下：

1、光伏集热器2、蓄热水箱3、分级蓄热装置4、控制箱

5、第一换热器6、第二换热器7、第一循环管路8、第二循环管路

9、第三循环管路10、房屋11、第一温度传感器12、电加热器

13、供电线路14、MPPT控制器15、升压器16、第一水泵

17、第二温度传感器18、补水箱19、压力传感器20、补水泵

21、第二水泵22、第三水泵23、第一支管24、第二支管

25、第一四通阀26、第一三通阀27、第二四通阀28、第二三通阀

29、第三支管30、第四支管31、第三温度传感器32、第一蓄热区

33、第二蓄热区34、第三蓄热区35、隔热层36、镁砖

37、第一风管38、第二风管39、第一风口40、第二风口

41、第一风机42、第三风口43、第四风口44、第二风机

45、肋片46、第三换热器47、第三三通阀48、第五支管

49、第六支管50、第四三通阀51、第七支管52、第四温度传感器

53、第五温度传感器54、第六温度传感器。

具体实施方式

请参阅图1至图6所示：

本发明提供的高效的太阳能季节性蓄热系统包括有光伏集热器1、蓄热水箱2、分级蓄热装置3和控制箱4，其中蓄热水箱2内装配有第一换热器5和第二换热器6，第一换热器5通过第一循环管路7与光伏集热器1相连通，第二换热器6通过第二循环管路8与分级蓄热装置3相连通，蓄热水箱2通过第三循环管路9与房屋10相连通，控制箱4分别与光伏集热器1、第一循环管路7、第二循环管路8、第三循环管路9和分级蓄热装置3中装配的控制阀、水泵和风机相连接并控制控制阀、水泵和风机的工作。

光伏集热器1上装配有第一温度传感器11，光伏集热器1与分级蓄热装置3内设置的电加热器12通过供电线路13相连接，光伏集热器1能够为分级蓄热装置3内设置的电加热器12提供电能，供电线路13上装配有MPPT控制器14和升压器15，MPP控制器14为最大功率点跟踪太阳能控制器，MPPT控制器14能够实时侦测光伏集热器1内光伏电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使光伏集热器1内的光伏电池板以最大功率输出，升压器15能够将光伏电池板产生的低电压的电力信号转换为高电压输出，通过MPPT控制器14和升压器15调整的光伏集热器1所产生的电能够为分级蓄热装置3中的电加热器12使用，第一温度传感器11与控制箱4相连接，第一温度传感器11能够把采集的数据实时传输给控制箱4。

第一循环管路7上装配有第一水泵16，蓄热水箱2上装配有第二温度传感器17，蓄热水箱2内的流动介质为水，蓄热水箱2通过传输管连接有补水箱18，传输管上装配有压力传感器19和补水泵20，第二温度传感器17、第一水泵16、压力传感器19和补水泵20均与控制箱4相连接，第二温度传感器17、压力传感器19能够把采集的数据实时传输给控制箱4，第一水泵16和补水泵20均由控制箱4控制工作。

第二循环管路8上装配有第二水泵21，第三循环管路9上装配有第三水泵22，第二循环管路8和第三循环管路9之间分别通过第一支管23和第二支管24相连通，其中第一支管23与第二循环管路8的连接处装配有第一四通阀25，第一支管23与第三循环管路9的连接处装配有第一三通阀26，第二支管24与第二循环管路8的连接处装配有第二四通阀27，第二支管24与第三循环管路9的连接处装配有第二三通阀28，第一四通阀25的一端还连接有第三支管29，第三支管29的另一端与分级蓄热装置3相连接，第二四通阀27的一端还连接有第四支管30，第四支管30的另一端与分级蓄热装置3相连接，第二水泵21、第三水泵22、第一四通阀25、第一三通阀26、第二四通阀27和第二三通阀28均与控制箱4相连接并由控制箱4控制工作。

房屋10上装配有第三温度传感器31，第三温度传感器31与控制箱4相连接，第三温度传感器31能够把采集的数据实时传输给控制箱4。

分级蓄热装置3埋设在地下土壤内，分级蓄热装置3从内向外包括有第一蓄热区32、第二蓄热区33和第三蓄热区34，其中第一蓄热区32和第二蓄热区33之间、第二蓄热区33和第三蓄热区34之间均装配有隔热层35进行隔热，第三蓄热区34的外周圈也裹设有隔热层35，第一蓄热区32内装配有数道电加热器12，相邻的电加热器12之间填设有镁砖36，数道电加热器12通过供电线路13与光伏集热器1相连接，数道电加热器12的电能由光伏集热器1提供，第一蓄热区32与第二蓄热区33之间的隔热层35上连通有第一风管37和第二风管38，第一风管37的两端与第一蓄热区32的连接处设置有第一风口39和第二风口40，第一风口39处装配有第一风机41，第二风管38的两端与第一蓄热区32的连接处设置有第三风口42和第四风口43，第三风口42处装配有第二风机44，第一风管37呈C字型围设在第一蓄热区32与第二蓄热区33之间隔热层35的三面，第一风管37的周圈套设有肋片45，第二风管38呈U字型围设在第一蓄热区32与第二蓄热区33之间隔热层35的剩余一面，第二风管38内装配有第三换热器46，第三支管29穿过分级蓄热装置3后第三支管29的尾端设在第二蓄热区33内，第三支管29的尾端连接有第三三通阀47，第三三通阀47的其余两端分别连接有第五支管48和第六支管49，五支管48和第六支管49均绕设在第二蓄热区33内，第五支管48的另一端与第二风管38内装配的第三换热器46相连接，第六支管49在第二蓄热区33内呈盘管状布设，第四支管30穿过分级蓄热装置3后第四支管30的尾端也设在第二蓄热区33内，第四支管30的尾端连接有第四三通阀50，第四三通阀50的另外两端分别与第七支管51和第六支管49的尾端相连接，第七支管51的另一端与第二风管38内装配的第三换热器46相连接，第二循环管路8穿过分级蓄热装置3中的第三蓄热区34外周圈的隔热层35后布设在第三蓄热区34内，第二循环管路8在第三蓄热区34内呈盘管状设置，电加热器12、第一风机41、第二风机44、第三三通阀47和第四三通阀50均与控制箱4相连接并由控制箱4控制工作。

分级蓄热装置3中的第一蓄热区32蓄热介质为空气，蓄热温度600℃，第二蓄热区33蓄热介质为硝酸钠相变材料，蓄热温度为300℃，第三蓄热区34蓄热介质为石蜡相变材料，蓄热温度为50℃，第一蓄热区32内设置有第四温度传感器52，第二蓄热区33内设置有第五温度传感器53，第三蓄热区34内设置有第六温度传感器54，第四温度传感器52、第五温度传感器53和第六温度传感器54均与控制箱4相连接，第四温度传感器52、第五温度传感器53和第六温度传感器54能够把采集的数据实时传输给控制箱4。

上述的光伏集热器1、控制箱4、第一换热器5、第二换热器6、第一温度传感器11、电加热器12、MPPT控制器14、升压器15、第一水泵16、第二温度传感器17、压力传感器19、补水泵20、第二水泵21、第三水泵22、第一四通阀25、第一三通阀26、第二四通阀27、第二三通阀28、第三温度传感器31、第一风机41、第二风机44、第三换热器46、第三三通阀47、第四三通阀50、第四温度传感器52、第五温度传感器53和第六温度传感器54均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本发明的工作原理：

本发明提供的高效的太阳能季节性蓄热系统的工作原理如下所述：

工况一：冬季光伏热足以满足供暖需求。第一温度传感器11检测到光伏集热器1升温，控制箱4启动第一水泵16，在第一水泵16的作用下，第一循环管路7中10℃的低温水将光伏集热器1产生的热量带走，第一温度传感器11检测到水温上升至50℃，在第一水泵16的作用下，50℃的热水通过第一循环管路7进入蓄热水箱2中的第一换热器5与蓄热水箱2中的水进行换热，换热后的水温降低至10℃左右，然后在第一水泵16的作用下进入到下一个循环。同时，光伏集热器1产生的电能在MPPT控制器14和升压器15的作用下通过供电线路13对电加热器12进行供电加热，当第四温度传感器52检测到分级蓄热装置3第一蓄热区32中镁砖36温度达到600℃后，控制箱4控制第一风机41启动，分级蓄热装置3第一蓄热区32中600℃的空气在第一风机41的作用下进入第一风管37，第一风管37中的热量在肋片45的作用下与分级蓄热装置3第二蓄热区33中的硝酸钠相变材料进行换热，换热后的空气通过第一风管37从第二风口40回到分级蓄热装置3的第一蓄热区32中继续蓄热，然后在第一风机41的作用下进入到下一个循环，当第四温度传感器52检测到分级蓄热装置3第一蓄热区32中镁砖36温度低于600℃后，控制箱4控制第一风机41关闭。当有用热要求时，第二温度传感器17检测到蓄热水箱2中水温达到45℃时，在第三水泵22的作用下，45℃的热水通过第三循环管路9对房屋10进行供热，完成供热后水温降低至35℃左右，然后在第三水泵22的作用下通过第三循环管路9回到蓄热水箱2继续进行换热，然后在第三水泵22的作用下进入到下一个循环。在房屋10不需供热时，第二温度传感器17检测到蓄热水箱2中温度达到50℃，控制箱4控制第二水泵21启动，在第二水泵21和第二四通阀27的作用下，蓄热水箱2第二换热器6的中50℃热水进入第二循环管路8，第二循环管路8中的热量与分级蓄热装置3第三蓄热区34中的石蜡相变材料进行换热，换热后的水在第一四通阀25的作用下通过第二循环管路8回到蓄热水箱2的第二换热器6中继续蓄热，然后在第一水泵16的作用下进入到下一个循环。分级蓄热装置3中第一蓄热区32、第二蓄热区33和第三蓄热区34之间通过隔热层35也有一定的热量传递，能够有效降低散热损失，提高蓄热效率。蓄热水箱2内部缺水时，压力传感器19检测到压力低于设定值，控制箱4启动补水泵20抽吸补水箱18内的水进行补水；

工况二：冬季光伏热不足以满足供暖需求。第二温度传感器17检测到蓄热水箱2温度低于40℃，控制箱4控制第二水泵21启动，分级蓄热装置3中第三蓄热区34内第二循环管路8中50℃的热水在第一三通阀26和第一四通阀25的作用下，通过第二循环管路8、第一支管23和第三循环管路9对房屋10进行供热，完成供热后水温降低至35℃左右，然后在第三水泵22、第二三通阀28和第一四通阀25的作用下通过第三循环管路9、第二支管24和第二循环管路8回到分级蓄热装置3中第三蓄热区34进行蓄热，降温后的水通过第二循环管路8与分级蓄热装置3中第三蓄热区34内的石蜡相变材料进行换热，水温上升到50℃，然后在第三水泵22、第一三通阀26、第二三通阀28、第一四通阀25和第二四通阀27的作用下进入到下一个循环。如果分级蓄热装置3中第三蓄热区34内温度低于40℃则停止从分级蓄热装置3中第三蓄热区34内抽取热量，控制箱4控制第二水泵21启动，分级蓄热装置3第二蓄热区33中第六支管49内300℃的热水在第二水泵21、第三三通阀47和第一四通阀25的作用下，通过第六支管49和第二循环换管路进入到蓄热水箱2中的第二换热器6与蓄热水箱2中的水进行换热，换热后的水温降低至200℃左右，然后在第二水泵21、第一四通阀25和第四三通阀50的作用下通过第二循环管路8、第四支管30和第六支管49回到分级蓄热装置3中第二蓄热区33进行蓄热，降温后的水通过第六支管49与分级蓄热装置3中第二蓄热区33内的硝酸钠相变材料进行换热，水温上升到300℃，然后在第二水泵21、第三三通阀47、第四三通阀50、第一四通阀25和第二四通阀27的作用下进入到下一个循环。如果分级蓄热装置3中第二蓄热区33的温度小于100℃，则停止从分级蓄热装置3中第二蓄热区33内抽取热量，控制箱4控制第二风机44启动，分级蓄热装置3中第一蓄热区32内600℃的空气在第二风机44的作用下，从第三风口42进入第二风管38与第五支管48和第七支管51之间的第三换热器46进行换热，换热后的空气温度降低至400℃左右，然后在第二风机44的作用下经过第二风管38从第四风口43回到分级蓄热装置3中的第一蓄热区32，降温后的空气通过与分级蓄热装置3中第一蓄热区32内的镁砖36继续进行换热，温度上升到600℃，然后在第二风机44的作用下进入到下一个循环。同时控制箱4控制第二水泵21启动，分级蓄热装置3第二蓄热区33中第二风管38内第三换热器46中300℃的热水在第二水泵21、第三三通阀47和第一四通阀25的作用下，通过第五支管48、第三支管29和第二循环换管路8进入到蓄热水箱2中的第二换热器6与蓄热水箱2中的水进行换热，换热后的水温降低至200℃左右，然后在第二水泵21、第二四通阀27和第四三通阀50的作用下通过第二循环管路8、第四支管30和第五支管48回到分级蓄热装置3第二蓄热区33第二风管38中的第三换热器46与第二风管38中的600℃空气进行换热，换热后的水温上升到300℃，然后在第二水泵21、第三三通阀47、第四三通阀50、第一四通阀25和第二四通阀27的作用下进入到下一个循环。蓄热水箱2内部缺水时，压力传感器19检测到压力低于设定值，控制箱4启动补水泵20抽吸补水箱18内的水进行补水；

工况三：夏季无供暖需求。第一温度传感器11检测到光伏集热器1升温，控制箱4启动第一水泵16，在第一水泵16的作用下，第一循环管路7中20℃的低温水将光伏集热器1产生的热量带走，第一温度传感器11检测到水温上升至50℃，在第一水泵16的作用下，50℃的热水通过第一循环管路7进入蓄热水箱2中的第一换热器5与蓄热水箱2中的水进行换热，换热后的水温降低至20℃左右，然后在第一水泵16的作用下进入到下一个循环。第二温度传感器17检测到蓄热水箱2中水温达到50℃时，控制箱4控制第二水泵21启动，第二换热器6中50℃的热水在第二水泵21的作用下通过第二循环管路8向分级蓄热装置3第三蓄热区34中的石蜡相变材料进行蓄热，完成蓄热后水温降低至30℃左右，降温后的水在第二水泵21的作用下通过第二循环管路8进入到蓄热水箱2中的第二换热器6与蓄热水箱2中的热水进行换热，水温上升到50℃，然后在第二水泵21的作用下进入到下一个循环。同时，光伏集热器1产生的电能在MPPT控制器14和升压器15的作用下通过供电线路13对电加热器12进行供电加热，当第四温度传感器52检测到分级蓄热装置3第一蓄热区32中镁砖36温度达到600℃后，控制箱4控制第一风机41启动，分级蓄热装置3第一蓄热区32中600℃的空气在第一风机41的作用下进入第一风管37，第一风管37中的热量在肋片45的作用下与分级蓄热装置3第二蓄热区33中的硝酸钠相变材料进行换热，换热后的空气通过第一风管37从第二风口40回到分级蓄热装置3的第一蓄热区32中继续蓄热，然后在第一风机41的作用下进入到下一个循环，当第四温度传感器52检测到分级蓄热装置3第一蓄热区32中镁砖36温度低于600℃后，控制箱4控制第一风机41关闭。分级蓄热装置3中第一蓄热区32、第二蓄热区33和第三蓄热区34之间通过隔热层35也有一定的热量传递，可以有效降低散热损失，提高蓄热效率。蓄热水箱2内部缺水时，压力传感器19检测到压力低于设定值，控制箱4启动补水泵20抽吸补水箱18内的水进行补水。