CN101482302A - 采用地下水库的变温空调循环系统 - Google Patents

Abstract

采用地下水库的变温空调循环系统，包括由由一个或多个带输出端与回流端的非开挖地下水库、与该地下水库输出端相连接的储能水箱、与该地下水库回流端相连接的季节性储能辅助水箱、与该储能水箱输出端相连接的空调负载等组成，其特征是：每个储能水箱通过至少一个选通开关阀与各地下水库的输出端或回流端相连接，且每个储能水箱通过一个输出选通开关阀与所述变温空调负载相连接，所述的储能水箱包括一个或多个，多个带相连接选通开关阀的储能水箱间相互并联连接。由此，使得系统具有较高的热源储备容量和系统冷热量输出能力，较高的系统运行可靠性，并可实现季节性储能，运行能耗成本与设置成本降低，通过储能运行使变温空调保持连续输出与输出温度平稳。

Description

采用地下水库的变温空调循环系统

技术领域

本发明涉及储能水箱空调系统，尤其是涉及一种采用地下水库的变温空调循环系统技术。

背景技术

直接利用地下水源供热或供冷的空调系统是一种利用水源热能，包括地下水、或地表水等的的空调系统，在直接利用地下水以及地表水源热能的过程中，因存在地下水打井和回灌的高成本问题、地表水受环境温度影响较大、换热对水体生态环境的影响等问题，使其应用受到了一定的限制。

随着空调节能技术的进步，人们又对温控可靠性与标准要求较高的场合根据需要温控的特性提出在不同时间段内要求输出不同空调温度的变温空调节能运行模式，采用变温供暖与制冷时，要求输出温度保持平稳，并且系统运行的可靠性高，即当主要输送供暖与制冷循环载热介质的循环水泵发生故障时，系统仍能保证温控对象不受影响，适合这种应用场合的情况包括要求较高温控可靠性与标准的大型空调工程，并要求系统带有储备循环水泵等，因而水泵功率要求大、空调系统设备设置投资也大。

由于循环水泵是一种间隙式工作的输送设备，现有技术仅仅通过间隙式直接输送循环载热介质的换热方式提供空调冷热能量，即水箱在供暖与制冷运行的同时不能进行储能运行，因而不能实现可靠与稳定的连续输出，难以满足温控可靠性与标准要求较高场合的变温空调节能运行模式要求；此外，现有技术热源部分容量低、系统温控难也是导致输入与输出温度的变动大、设备功耗大的直接原因，对于采用现有的带地下水源的循环换热装置进行变温空调运行时，需要大幅度增加水源性冷热源的地下储存与供应容量，同时减少施工成本与占地面积影响，为此，需要寻找一种能够降低变温空调运行下直接利用地下水源供热或供冷空调系统投资成本和提高系统运行可靠性的途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用人造地下水库、直接利用地下储存的地表水源供热或供冷的变温空调循环系统，该装置可以降低设备的投资及运行成本，提高空调系统的效率、可靠性和实现非间歇性的温度平稳连续输出。

本发明是通过以下技术方案实现的，由一个或多个带输出端与回流端的非开挖地下水库、与该地下水库输出端相连接的储能水箱、与该地下水库回流端相连接的季节性储能辅助水箱、与该储能水箱输出端相连接的空调负载等组成，其特征是：每个储能水箱通过至少一个选通开关阀与各地下水库的输出端或回流端相连接，且每个储能水箱通过一个输出选通开关阀与所述变温空调负载相连接，所述的储能水箱包括一个或多个，多个带相连接选通开关阀的储能水箱间相互并联连接。

所述的非开挖地下水库包括爆炸成形地下水库与水平钻进或顶管成形的地下水库的组合。所述的水平钻进或顶管成形的地下水库沿爆炸成形地下水库圆周上相贯通设置。所述的水平钻进或顶管成形的地下水库沿爆炸成形地下水库圆周上的贯通设置包括同一层深的贯通设置和不同层深的贯通设置。所述的非开挖地下水库间经设置埋地连通换热管相连接，所述的埋地连通换热管与非开挖地下水库间的连通回路上设有循环泵。所述的非开挖地下水库可进一步分为储冷地下水库和储热地下水库，相互间经带有连通控制开关阀的连通管相连接。所述的非开挖水平钻进与顶管成形的地下水库间设有竖埋式土壤埋管的地热换热装置。所述的非开挖地下水库的设置深度是距地表6米以下到第一储水层的深度。所述的非开挖地下水库中设有吸热单元和散热单元，吸热单元和散热单元经选择与所述的储能水箱组相连通。所述的吸热单元与散热单元是具有各自独立进水管道的换热盘管，其中，吸热盘管设置在非开挖地下水库的上部，散热盘管设置在非开挖地下水库的下部，吸热盘管与散热盘管两者具有合二为一的公共循环回流管道。

本发明装置的优点是：由于装置由一个或多个非开挖地下水库、与该地下水库相连接的储能水箱、与该地下水库相连接的季节性储能辅助水箱、与该储能水箱相连接的空调负载等组成，且每个储能水箱通过一个输出选通开关阀与所述变温空调负载相连接，采用了储能水箱包括一个或多个，多个储能水箱间相互并联连接，且每个储能水箱通过一个输入选通开关阀与所述地下水库的输出端相连接，使得装置地下水源性热源的储存容量增大，并可实现季节性储能，从而使运行能耗成本与设置成本降低；又由于装置采用了每个储能水箱通过一个输出选通开关阀与所述变温空调负载相连接，使得系统输出温度平稳、并能保持连续输出，变温空调运行可靠性高。

本发明的以上和其他目的、特点及优点将通过以下的详细描述、附图和附属权利要求得到进一步的展现。

附图说明

图1是本发明实施例的采用地下水库的变温空调循环系统的工作循环流程示意图。

图2是本发明一种采用地下水库的变温空调循环系统应用于一个设施农业的应用实施例。

图3是本发明一种采用地下水库的变温空调循环系统应用于一个城市民用建筑的应用实施例。

图4是本发明中采用爆炸施工成形的地下水库的结构示意图。

图5是本发明中采用非开挖水平钻进与顶管施工成形的地下水库的结构示意图。

具体实施说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

变温空调是根据空调对象的需要特性可在不同时间段内输出不同空调温度的节能技术。如在白天需要的输出较大，夜晚需要的输出较小，或者相反，要求变温输出较大时温度保持平稳，通常需要按照最大输出功率配置输送循环载热介质的循环泵，考虑系统运行可靠性要求时还必须增加储备循环泵的设置，典型的应用工况包括如植物工厂等农用建筑。降低变温空调运行中的运行能耗、提高可靠性与输出温度稳定性等的关键是提高系统的储能特性和储能容量，通过提高系统的储能特性和容量，还可以减少循环泵的配置数量或与配置功率。

如图1、图2、图5所示是本发明一种采用地下水库的变温空调循环系统构成农用建筑或农用温室内应用的一个实施例，由非开挖地下水库1、辅助能源加热或制冷设备2、循环载热介质3、地热换热循环供水回路4、空调负载回路5、季节性储能辅助水箱6、储能水箱组B(包括储能水箱7)、控制器8、电控与手动选通开关阀组等组成。其中，地下水库包括钻进与顶管地下水库102、埋地连通换热管111、保湿渗水管112、维修人孔113、保温材料层114；其中循环载热介质3包括次级循环载热介质311和终级循环载热介质312；电控与手动选通开关阀组包括地下水库采暖输出与回水通路手动开关阀K1-1、K1-2，地下水库制冷输出与回水通路手动开关阀K2-1、K2-2，此外，还包括季节性储能辅助水箱的冷热输入端通路开关阀K1-3、K2-3和冷热输出端通路开关阀K1-4、K2-4，空调负载采暖循环通路开关阀K1，空调负载制冷循环通路开关阀K2，储能水箱采暖输入电控选通开关阀Ka1、Kb1、Kc1，储能水箱制冷输入电控选通开关阀Ka2、Kb2、Kc2，储能水箱输出电控选通开关阀K3、K4、K5；地热换热循环供水回路4中包括地下水库1供水管道401、除污装置411、单向阀412、供水泵413、电控或手动选通开关阀等。

所述的储能水箱组B是由一个或多个储能水箱所组成，每个储能水箱通过至少一个选通开关阀与各地下水库的输出端或回流端相连接，在此，储能水箱输入选通开关阀Ka1、Kb1、Kc1、输出选通开关阀K3、K4、K5与储能水箱7经相互连接后成为一个储能水箱单元，多个带相连接选通开关阀的储能水箱单元间相互并联连接，成为并联式储能水箱组B，其中，a、b、c每个储能水箱都通过一个输入选通开关阀与所述地下水库的制冷或采暖输出端相连接。

空调负载回路5包括一般的空调负载回路和采用变温空调方法调控负载输出温度的变温空调负载回路，变温空调负载回路还包括间隙性工作的变温空调负载回路和非间隙地连续工作的变温空调负载回路。变温空调负载回路中包括变温空调循环管路或采暖与制冷循环管路501，采暖与制冷循环管路中又包括采暖循环管511与制冷循环管512或其他空调负载。

地热换热循环回路A中包括地热换热循环供水回路4和非开挖地下水库，地下水库带输出端与回流端，该地下水库经地热换热循环供水回路4与储能水箱相连接，经控制器8控制加热循环通路开关阀K1及储能水箱输入选通开关阀Ka1、Kb1、Kc1，地下水库向储能水箱组B的各储能水箱7储存地下水库中采集的热量，或经控制器8控制制冷循环通路开关阀K2及储能水箱输入选通开关阀Ka2、Kb2、Kc2，地下水库向储能水箱组B的各储能水箱7储存地下水库中采集的冷量，储能水箱与空调负载换热后，循环载热介质3分别通过K1-3和K2-3回入地下水库，形成地热换热循环。

空调换热循环回路C包括变温空调负载回路5、电控与手动开关阀组等，经控制器8控制加热循环通路开关阀K-1、储能水箱输出选通开关阀K4、K5、K6及变量循环泵P1，从储能水箱7向变温空调负载回路中的负载释放输出供应变温运行的热量；或经控制器8控制加热循环通路开关阀K-2、储能水箱输出选通开关阀K4、K5、K6及变量循环泵P2，从储能水箱7向变温空调负载回路中的负载释放输出供应变温运行的冷量，形成换热与变温空调换热循环。所述的输出变温空调能量是包括间隙性输出的变温空调能量和非间隙性连续输出的变温空调能量。

季节性储能循环回路包括储能水箱、季节性储能辅助水箱6与地下水库，采暖换热后的温水从储能水箱下部的输出管道经输入端通路开关阀、K2-3进入季节性储能辅助水箱，经自然环境下降温后，可在水头压力作用下经输出端通路开关阀K1-4回流地下水库进行季节性储冷循环；制冷换热后的温水从储能水箱上部的输出管道经输入端通路开关阀K2-3进入季节性储能辅助水箱，经自然环境下升温后，可在水头压力作用下经输出端通路开关阀K2-4回流地下水库进行季节性储热循环。

采用本发明的一种带地下水库的变温空调循环系统的各工作循环间的流程及各工作循环回路之间的相互关系，可参见其循环流程示意图，如图1所示：循环系统包括地热换热循环回路A、并联式储能水箱组B和变温空调换热循环回路C。其中，地热换热循环回路A中包括地热换热循环供水回路4及非开挖地下水库，地热换热循环回路A的循环从其非开挖地下水库中采集冷热能量，并通过其地热换热循环供水回路4、对后置的并联式储能水箱组B的各单元分别进行循环冷热能量储存。变温空调换热循环回路C包括变温空调负载回路5，变温空调换热循环回路C的循环从前置的并联式储能水箱组B的各储能水箱分别进行循环取送储存的冷热能量，并对其变温空调负载回路5输出变温空调能量，而且，地热换热循环与变温空调换热循环可以同时进行或者分别进行。

在同步工作的储能式连续运行中，储能水箱组可以用作地热换热循环采集冷热量的储存，并同时经变温空调换热循环向变温空调负载回路输出冷热源，能满足地热换热循环回路冷热量采集及储存与变温空调换热循环回路冷热量供应输出同时运行、变温空调非间隙性即连续输出的高标准温控要求与高效运行要求，因而可以提高农用温室变温空调系统输出温度的稳定性。

在分别工作的储能式间隙运行中，储能水箱组可单独用作地热换热循环采集冷热量的储存，也可单独经变温空调换热循环向变温空调负载回路输出冷热源。当采用峰谷电时段进行额外储备部分地热换热循环采集冷热量的储存，供作高峰用电时段变温空调输出时的储能冷热供应源时，可以配置如两个或两个以上较小功率的输送循环水泵对储能水箱组的不同储能水箱进行正常输出储能和备用储能的交替切换工作运行，由此，在带有备用输送循环水泵能保证系统运行可靠性的同时，还可以降低系统运行的能耗成本及提高设备利用率，并降低输送循环水泵等设备的投资成本。

在控制器8的控制下，地热换热循环回路A经其地热换热循环供水回路4进行能量采集循环后，与储能水箱组间进行能量储存循环，同时，变温空调换热循环回路C可与储能水箱组B间进行能量取送循环，并与负载间进行采暖与制冷的变温空调换热循环。地下水库或变温空调负载可以分别或同时与多个相互并联的储能水箱进行连通切换，即分别通过电控与手动开关阀组进行相切换连通，其中所有电控阀门均由控制器8按各种运行模式下设定的阀门开关状态或参数控制阀门开关动作，由此构成能量采集循环与释放循环，两者既可分别工作、又可同时工作的储能式变温采暖与制冷空调运行，满足昼夜间空调循环不间断的高标准变温空调运行要求。当采暖与制冷的输送循环水泵设备发生故障需要检修时，由于储能水箱组的储能作用，可以使得系统不停止对负载的变温空调运行输出，即系统恒定地预先保留一定供应时段的冷热能量储备，用于保障输送循环水泵停止工作时，如故障检修或高峰供电时段的系统变温空调输出，因而系统具备较低的运行能耗成本、较高的储能容量与较高的系统运行可靠性，并能通过储能运行使变温空调保持连续输出与温度平稳，通过变温空调负载的变量循环泵输送流量调节，可使变温空调进一步保持输出温度平稳，且输送循环水泵配置功率可以降低，系统设备投资成本比现有技术大幅度降低，设备运行效率比现有技术提高。

当变温空调运行时需要输出较大的能量时，由于预先在储能水箱中储存了足够的预备的冷热能量，选用输送循环水泵的功率可以减小，设备投资成本比现有技术大幅度降低，且储能水箱在工作中可以避免采用一个大体积水箱替代、避免在实时工作状态下储能水箱单元上层输出终级循环载热介质温度达到要求时的加热等待、或避免因储能水箱单元过大而加热变慢，导致输出温度不稳定而需要增大输送循环水泵功率的情形，使用效率可大大提高。除了可以增加储能水箱组的运输与安装方便性，还可以在一定程度上保障万一系统出现部分事故时，备用储能水箱单元可以继续变温空调输出，提高系统运行可靠性。

所述的储能水箱可配有辅助能源加热或制冷设备2和换热器。构成如电加热储能水箱、燃油或燃气加热储能水箱或电制冷储能水箱、燃油或燃气驱动制冷储能水箱等。采用一种或一种以上的不同储能水箱间经搭配和并联连接供选择使用的优点是，除了可选用对农用温室生产成本影响较大的低成本燃料，还可以将其中的另一种带有辅助能源加热或制冷设备的储能水箱作为备用，以防突发事件时对生产的影响，进一步增加农用温室变温空调系统的运行保障与可靠性。

所述的储能水箱是保温型的水箱，储能水箱中可带有结构性或组合性的相变储能保温材料。此外，地热换热循环回路中的次级循环载热介质311可以是水、或是水溶液中含有固态相变储能材料的液态流体，变温空调换热循环回路中的终级循环载热介质312也可以是包括水或醇类的液体等，液体中可含有固态相变储能材料液态流体。

变温空调负载回路中的负载如采暖或制冷循环管511、512可在农用温室内架空设置，通过采暖或制冷管内的循环冷热水产生管壁换热，对农用温室进行变温空调。除了对空气加热外，还可采用将上述采暖循环管511作如图所示的并联分叉，将其中一路或多路埋入农用温室土壤中作地中热式土壤埋管采暖加热，取得更好的农用温室内地面与地下热差平衡效果，夏季制冷时可作季节性管路切换，可将土壤埋管的手动开关阀K-1关闭。

如图1、图3、图4及图5所示是本发明一种采用地下水库的变温空调循环系统用于住宅建筑、或商用建筑、或工业建筑中应用的另一个实施例，它由地下水库1、辅助能源加热或制冷设备2、循环载热介质3、地热换热供水循环回路4、空调负载回路5、季节性储能辅助水箱6、储能水箱组B(包括储能水箱7)、控制器8、吸热与散热单元9、电控与手动开关阀组等组成。如图3、图4及图5所示，地下水库1包括储冷地下水库121和储热地下水库122，地热换热循环供水回路4包括地下水库1、供水管道401、单向阀412、供水泵413、电控与手动选通开关阀等。空调负载回路包括采暖与制冷循环管路501，采暖与制冷循环管路中又包括采暖循环管511、与制冷循环管512；循环载热介质3包括次级循环载热介质311、终级循环载热介质312；地下水库包括地下爆炸固壁水库101、与之相连接的钻进与顶管地下水库102、埋地连通换热管111、保湿渗水管112、维修人孔113、保温材料层114。

电控与手动选通开关阀组包括闭式地热换热循环回路中地下水库采暖输出与回水通路开关阀K3-1，地下水库制冷输出与回水通路开关阀K4-1，储能水箱采暖输入电控选通开关阀Ka-1、Kb-1；开式地热换热循环回路中地下水库采暖输出与回水通路开关阀K1-1、Ka-3、Kb-3、K1-2，地下水库制冷输出与回水通路电控开关阀Ka-2、Kb-2、K2-1，此外，还包括季节性储能辅助水箱的冷热输入端通路开关阀K1-3、K2-2和冷热输出端通路开关阀K1-4、K2-3，空调负载采暖循环通路开关阀K1，空调负载制冷循环通路开关阀K2，储能水箱采暖输出选通开关阀Ka1、Kb1，储能水箱制冷输出选通开关阀Ka2、Kb2，储冷地下水库与储热地下水库间的连通控制电动开关阀K5。

地热换热与闭式地热换热循环回路：闭式地热换热循环回路A中包括地热换热循环供水回路4、地下水库1。经设置在地热换热循环供水回路上与地下水库中的吸热单元和散热单元9可经开关阀门选择与储能水箱组B相连通。吸热与散热单元9可采用具有各自独立进水管道的换热盘管，其中，吸热盘管设置在地下水库的上部，散热盘管设置在地下水库的下部，吸热盘管与散热盘管两者具有合二为一的公共循环回流管道，向储能水箱回路提供循环采集的冷热能量。经控制器8控制加热循环通路开关阀K3-1或制冷循环通路开关阀K4-1，及储能水箱输入选通开关阀Ka-1、Kb-1，再通过地热换热循环供水回路向储能水箱组B的各储能水箱7储存地下水库中采集的冷热能量，循环载热介质3经储能水箱的回流管路回入地下水库中的吸热单元或散热单元，形成闭式地热换热循环。

地热换热与开式地热换热循环回路：开式地热换热循环回路A中包括地热换热循环供水回路4、储冷地下水库121与储热地下水库122。储热地下水库122经地热换热循环供水回路4与储能水箱相连接，经控制器8控制采暖换热循环通路开关阀K1-1，储热地下水库向储能水箱组B的各储能水箱7储存地下水库中采集的热量，储能水箱与空调负载换热后，循环载热介质3分别通过储能水箱回流选通开关阀Ka-3、Kb-3和K1-2回入储冷地下水库；或者，经控制器8控制制冷换热循环通路供水泵413，储冷地下水库121向储能水箱组B的各储能水箱7储存地下水库中采集的冷量，储能水箱与空调负载换热后，循环载热介质3分别通过K2-1回入储热地下水库，在此，每个储能水箱通过至少一个选通开关阀与储冷地下水库及储热地下水库的输出端或回流端相连接，如此形成开式地热换热循环。

空调换热循环回路C包括变温空调负载回路5、电控与手动选通开关阀组等，经控制器8控制采暖循环通路开关阀K1、储能水箱输出选通开关阀Ka1、Kb1及变量循环泵P1，从储能水箱7向变温空调负载回路中的负载释放输出供应变温运行的热量；或经控制器8控制加热循环通路开关阀K2、储能水箱输出选通开关阀Ka2、Kb2及变量循环泵P2，从储能水箱7向变温空调负载回路中的负载释放输出供应变温运行的冷量，形成换热与变温空调换热循环。所述的输出变温空调能量是包括间隙性输出的变温空调能量和非间隙性连续输出的变温空调能量。

季节性储能循环回路包括储能水箱、季节性储能辅助水箱6、储冷地下水库121与储热地下水库122，采暖换热后的温水从储能水箱下部的输出管道经输入端通路开关阀K1-3进入季节性储能辅助水箱，经自然环境下降温后，可在水头压力作用下经输出端通路开关阀K1-4回流储冷地下水库进行季节性储冷循环；制冷换热后的温水从储能水箱上部的输出管道经输入端通路开关阀K2-2进入季节性储能辅助水箱，经自然环境下升温后，可在水头压力作用下经输出端通路开关阀K2-3回流储热地下水库进行季节性储热循环。此外，还可采用季节性储能辅助水箱6与太阳能集中供热系统的集热器矩阵相连通，进一步提升季节性储热能量。同理，加设竖埋式土壤埋管的地热换热装置时，则可将土壤埋管循环管路经开关阀选择和加设增压循环泵与季节性储能辅助水箱相连通，构成地热换热装置与季节性储能辅助水箱的季节性储能循环。

变温空调负载回路中的负载可以是风机盘管或散热器511、512，或是温水型空调机等换热设备。除了对空气加热外，还可采用将上述采暖循环管511的采暖换热段作并联分叉，将其中一路或多路埋入建筑各房间内的地板中进行地板辐射采暖加热。为了更好地调节建筑各房间内空调的温度均匀性，变温采暖制冷循环管路中还可包括液流分配器。当储能水箱组中设置液-液换热器时，次级循环载热介质311可以是水，终级循环载热介质312可以是包括水或醇类的液体及液体中含有固态相变储能材料的液态流体。

地下水库可以包括一个或一个以上的地下水库，除了图4所示的采用包括经非开挖的爆炸施工成形的循环地热换热式地下固壁水库101，还可采用如图5所示的经非开挖水平钻进或顶管施工方式埋管铺设的、适于建造直径大于660毫米以上的封闭管状容腔式循环地热换热式地下水库102，并包括爆炸成形地下水库与水平钻进或顶管成形的地下水库的组合，其中，水平钻进与顶管成形的地下水库可以沿爆炸成形地下水库圆周上相贯通设置，所述的水平钻进与顶管成形的地下水库沿爆炸成形地下水库圆周上的贯通设置包括同一层深的贯通设置和不同层深的贯通设置，即水平钻进与顶管成形的地下水库可沿爆炸成形地下水库深度方向上形成单设置或多层设置，无论是单层或多层设置，均与爆炸成形地下水库在圆周上贯通相连接。采用上述水平钻进与顶管施工成形的地下水库时，沿地层深度方向上可进行上下相间的多层叠加设置，其上下层可同向设置或交叉向设置，其相邻两层之间叠加设置的最佳管壁间距在3-8米。

如图3所示，地下水库可进一步分为储冷地下水库121和储热地下水库122，相互间经带有连通控制开关阀K5的连通管相连接，连通控制开关阀K5关闭时，作为储冷地下水库和储热地下水库使用，连通控制开关阀K5开通时，储冷地下水库与储热地下水库连通成一体，分别作为进一步扩展容量的储冷地下水库或储热地下水库使用。

当封闭管状容腔式循环地热换热式地下水库的管径较大时，还可在地下水库上设置人孔113供作日后的维修维护进出；构成所述的封闭管状容腔的地下埋管可以是金属管、或塑料管、或玻璃纤维管、或钢筋混凝土预制管等、或是上述的组合。图5中所示的是一种采用爆炸施工成形的地下固壁水库与经非开挖水平钻进与顶管施工方式埋管铺设成形的封闭管状容腔式地下水库进行贯通相交的组合，借用前者成为后者的维修人孔通道可以显著地减少施工作业量，此外，也可以采用非贯通相交的组合，相互间经埋地连通换热管111连接。当采用内、外套管组合的地下埋管时，其内套管与外套管间可设有保温材料层114，如与内管和外管相连的硬泡EPS发泡保温材料层，以利于提高储能保温式地下水库的保温效率，并构成储能保温式地下水库；当金属管采用钢管时，其内、外表面均可经表面防腐蚀涂层处理。

地下水库与其埋地连通换热管111组成土壤换热器，地下水库间经埋地连通换热管相连通，埋地连通换热管与非开挖地下水库间的连通回路上设有循环泵，埋地连通换热管在地下水库中的设置位置包括其底部与顶部，埋地连通换热管间的相邻间隔D的范围在1.5-6米，最佳的相邻间隔为3-4米，具体根据土壤组成与地下的湿度控制条件决定，一般地下埋设层的湿度状况下，如选择间隔为3米，可以取得较好的换热效率。

此外，采用沿水平方向上设置单层或多层地下水库时，还可在水平钻进或顶管成形的地下水库间相间加设竖埋式土壤埋管的地热换热装置进行冷热量输出的补偿调节，以此构成地下立体式的储能保温场或储能换热场。所述的竖埋式土壤埋管的地热换热装置包括如中国专利ZL200520040450.X“一种竖埋式地热换热装置”所公布的土壤埋管的地热换热装置。当建筑的地下岩土结构较为复杂时，往往还需要采用上述两者的组合，以此增加地下水库的储能容量和储能密度。

地下水库设施在地表G以下，其最佳设置深度H是距地表G6米以下到第一储水层的深度，这样可以取得较理想的施工条件和较理想的岩土换热层换热湿度及保温与换热效果。此外，埋地换热管外壁钻地孔洞内可设置吸水保湿填料，当第一储水层较深时，可在埋地连通换热管换热影响区内可按一定的间隔距离夯压或钻管设置保湿渗水管112，定时从地面灌水用于保持埋地换热管设置深度上换热影响区域的传热湿度，以利于提高换热储能式地下水库的地热换热效率。地下水库可设置在农业温室、住宅建筑、商用建筑或工业建筑占地面积的地下或包括周围的辅助占地面积以内，这样可以完全免除对建筑的占地等不良影响。

本领域技术人员应知，本发明的实施例，按其上述附图和详细说明所示，仅仅是一个范例，其应用决不限于此。由此可见，本发明的目的已得到充分和有效的表达，为了展示本发明的的功能和结构原理，已给出了其实施例和详细说明，其实施应用在不违背上述原理下可以改变，因此，本发明还包括以下权利要求的精神和权利要求范围内的全部修改。

Claims (10)

1.采用地下水库的变温空调循环系统，由一个或多个带输出端与回流端的非开挖地下水库、与该地下水库输出端相连接的储能水箱、与该地下水库回流端相连接的季节性储能辅助水箱、与该储能水箱输出端相连接的空调负载等组成，其特征是：每个储能水箱通过至少一个选通开关阀与各地下水库的输出端或回流端相连接，且每个储能水箱通过一个输出选通开关阀与所述变温空调负载相连接，所述的储能水箱包括一个或多个，多个带相连接选通开关阀的储能水箱间相互并联连接。

2.根据权利要求1所述的变温空调装置，其特征是：所述的非开挖地下水库包括爆炸成形地下水库与水平钻进或顶管成形的地下水库的组合。

3.根据权利要求1所述的变温空调装置，其特征是：所述的水平钻进或顶管成形的地下水库沿爆炸成形地下水库圆周上相贯通设置。

4.根据权利要求3所述的变温空调装置，其特征是：所述的水平钻进或顶管成形的地下水库沿爆炸成形地下水库圆周上相贯通设置包括同一层深的贯通设置和不同层深的贯通设置。

5.根据权利要求1所述的变温空调装置，其特征是：所述的多个非开挖地下水库进一步分为储冷地下水库和储热地下水库，储冷地下水库和储热地下水库相互间经带有连通控制开关阀的连通管相连接。

6.根据权利要求5所述的变温空调装置，其特征是：所述的储冷地下水库或储热地下水库间设有埋地连通换热管与循环泵。

7.根据权利要求5所述的变温空调装置，其特征是：所述的储冷地下水库和储热地下水库分别经开关阀选择与季节性储能辅助水箱相连通。

8.根据权利要求2所述的变温空调装置，其特征是：所述的非开挖水平钻进或顶管成形的地下水库间设有竖埋式土壤埋管的地热换热装置。

9.根据权利要求1所述的变温空调装置，其特征是：所述的非开挖地下水库中设有吸热单元和散热单元，吸热单元和散热单元经选择与所述的储能水箱组相连通。

10.根据权利要求9所述的的变温空调装置，其特征在于，所述的吸热单元与散热单元是具有各自独立进水管道的换热盘管，其中，吸热盘管设置在非开挖地下水库的上部，散热盘管设置在非开挖地下水库的下部，吸热盘管与散热盘管两者具有合二为一的公共循环回流管道。

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