CN103175275B - 跨季储能池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生活设施，即一种跨季储能池，其特征在于：有一个容器状可盛水的储能池(2)，周围设有防水保温层(10)，池内装有集能器(5)和散能器(4)，集能器(5)通过循环管(7)分别与室外的集冷器(8)及太阳能集热器(9)相连接，散能器(4)通过循环管(7)与室内空调(6)相连接，另有一种容积小于储能池(2)的调温池(3)，调温池(3)的周围设有防水保温层(10)，调温池(3)与储能池(2)之间有导温器(11)相联，调温池(3)内设有散能器(5)，散能器(5)通过循环管(7)与室内空调(6)相联系。有益效果是：只有一个储能池和一个很小的调温池，即可实现冬冷夏用和夏热冬用，造价低，适应范围广，无排放，无污染，节能效果显著，对于缓解能源紧张，避免环境污染，改善人民生活具有重要的意义。

Description

跨季储能池

技术领域

本发明涉及一种生活设施，即一种跨季储能池。

背景技术

我国大部分地区的气温为冬冷夏热，冬季需要取暖，夏季需要降温，都需要耗费大量的能源。如果把冬季的自然冷能用到夏季降温，或者把夏季的自然热能用于冬季取暖，都将是非常有益的。为了达此目的，此前已经推出地源热泵技术，主要是采用地下水的温度差进行取暖或制冷，但这种方式要用压缩机进行能量转换，需要耗费一定的能量。同时地下水的循环路径在地下，回水流失严重，能量难以储备。为此，本人曾提出冰水空调的技术方案，即在居室下面设置水池，夏季把太阳能的热量存入水中，供冬季取暖。冬季把冷气存入水中，供夏季制冷。经过前一阶段的实施，证明这一技术在很大的范围内是可行的。在有些地区储冷过程需要制冷设备或超导管，设备制冷能耗较高，超导管制冷又难以控制，并且需要两个较大的水池，造价较高，应用的范围受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种造价低廉，制冷能耗低，便于控制，可实现冬冷夏用或夏热冬用的跨季储能池。

上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种跨季储能池，其特点是：有一个容器状可盛水的储能池，周围设有防水保温层，池内装有集能器和散能器，集能器通过循环管分别与室外的集冷器及太阳能集热器相连接，散能器通过循环管与室内空调相连接，另有一种容积小于储能池的调温池，调温池与储能池的容积比不大于1:4，调温池的周围设有防水保温层，调温池与储能池之间有导温器相联，调温池内设有散能器，散能器通过循环管与室内空调相联系。

所说的储能池设在居室地下，调温池设在储能池之内或一侧，调温池的容积小于储能池的1/4。

所说的集冷器由循环管与多片传导片组成，循环管内填充防冻流体介质，循环管上设有循环泵和阀门。

所说的集冷器设在居室之上。

所说的集能器、散能器和导温器均有循环管与传导片，其循环管上设有阀门。

所说的导温器有聚导管、冷凝器、蒸发器和散发盘，聚导管与冷凝器相通，冷凝器与蒸发器之间有介质回路相通，蒸发器与散发盘之间有管路相通。

所说的导温器有聚导管、冷凝器、蒸发器和散发盘，聚导管与蒸发器相通，冷凝器与蒸发器之间有介质回路相通，冷凝器与散发盘之间有管路相通。

所说的冷凝器和蒸发器均设有可与导管或散发盘管路切换连接接头。

所说的储能池的使用方法是：高温季节和寒冷季节各分为前期和后期两段，高温季节后期，将储能池内的余冷导入调温池，将调温池与室内空调之间的循环管开通，并且把太阳能集热器与储能池之间的循环管开通，集冷器与室内空调之间的循环管已经关闭；在寒冷季节前期，把调温池与室内空调之间的循环管关闭，把储能池与室内空调之间的循环管开通；寒冷季节后期，将储能池内的余热导入调温池，将调温池与室内空调之间的循环管开通，并且把太阳能集热器与储能池之间的循环管关闭，把集冷器与储能池之间的循环管开通。高温季节前期，把调温池与室内空调之间的循环管关闭，把储能池与室内空调之间的循环管开通；把集冷器与储能池之间的循环管关闭。

本发明的有益效果是：只有一个储能池和一个很小的调温池，即可实现冬冷夏用和夏热冬用，造价低，适应范围广，无排放，无污染，节能效果显著，对于缓解能源紧张，避免环境污染，改善人民生活具有重要的意义。

附图说明

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第一种实施例的储能池和调温池的主视图；

图3是第一种实施例的部件集冷器的主视图；

图4是第一种实施例的部件导温器主视图；

图5是第二种实施例的储能池、调温池和导温器的主视图；

图6是第二种实施例的部件导温器的一种工作状态图；

图7是第二种实施例的部件导温器的另一种工作状态图。

图中可见：居室1，储能池2，调温池3，散能器4，集能器5，空调6，循环管7，集冷器8，太阳能集热器9，防水保温层10，导温器11，传导片12，循环泵13，阀门14，联动阀15，热泵16，聚导管17，冷凝器18，介质回路19，蒸发器20，散发盘21。

具体实施方式

本发明总的构思是：在居室下方设置一个大型储能池一个小型的调温池，储能池内装水，冬季集冷成冰，供夏季居室制冷，夏季储热供冬季取暖。在冷热交替季节调温池吸收储能池内剩余能量，供给室内空调，储能池进行切换储能。下面结合附图介绍两种实施例：

第一种实施例：如图1所示，在居室1下面设有一个箱状的储能池2，结合图2可见，储能池2周围有防水保温层10，水和能量的损失极小。储能池1里面还有一个很小的调温池3，调温池3和储能池2之间有导温器11相通。调温池3的体积很小，可小于储能池2的25％。调温池3的周围也设有防水保温层10。在居室1的上面，设有集冷器8和太阳能集热器9，分别通过循环管7与储能池里面的集能器5相连通。储能池2和调温池3里面分别设有散能器4，散能器4通过循环管7与室内空调6相连通。

结合图3图4可见，这里的散能器4、集能器5、集冷器8以及导温器11的形式可有多种。图中例举的是由循环管7串联多片传导片12，管内填充导温介质，具有较大的受温面积，能够高效传导温度。当然，这里的循环管7也可以是一个箱状的容器，外面设有多个金属片，与图示结构都属于等同的结构。在循环管7上面还设有阀门14，有的还要装配循环泵13。在导温器11的循环管7上面可以安装一个阀门，但最好安装两个阀门。还可以采用一个手柄控制的两个联动阀门15。当然，各个阀门和循环泵均可采用自动控制或单板机程序控制装置，这也应是本技术的等同方案。

这种设施的使用方法是：高温季节和寒冷季节分别分为前期和后期两段，高温季节前期，集冷器早已经在储能池里面储存了大量的冰，与室内空调6之间的循环管7已经关闭；储能池2存冰的冷气由散能器4导入室内空调6，进行室内制冷。在高温季节后期，储能池2里面的冷能已经利用大部，而室内制冷的需求也开始降低。此时，既要维持室内空调6的制冷，又要在储能池2内储存热量以备冬季供暖。为此，可打开导温器11的联动阀15，把储能池2内的大部分余冷导入调温池3，并将调温池3的散能器4与室内空调6之间的循环管7开通，维持室内空调的工作。同时，把太阳能集热器9与储能池2之间的循环管7开通，向储能池2内输送热量。在寒冷季节前期，储能池2内的热能已经备足，把调温池3与室内空调之间的循环管关闭，并且把导温器11的联动阀15关闭，把储能池2与室内空调6之间的循环管7开通，向室内供暖。寒冷季节后期，将储能池2内的余热导入调温池3，再将调温池3与室内空调6之间的循环管7开通，并且把太阳能集热器9与储能池2之间的循环管7关闭，把集冷器8与储能池2之间的循环管7开通，向储能池2内填充冷能，以备高温季节室内制冷之用。以此类推，即可使设施持续的工作。

应当说明的是：这里所说的冷热季节的分期以及调温池的大小，都应视地区的具体情况来确定。在我国大部地区，前期应占用较大的比例，而后期则较短。调温池3与储能池的比例约在1:5—10为宜，一般不能大于1:4。

显然，由于储能池2只有一个，而调温池3又很小，与建两个同样大的储能池2相比，成本大幅降低。经在我国中部地区实验证明，一般收入较低的家庭也能够承担建设费用，由此扩大了本技术的应用范围。

这种储能池2可装配在居室1的地下室，居室可以是一层平房，也可以是多层的楼房。据初步试验，在北纬30—40°地区，盛夏高温期约90—120天，室外温度在30—37℃左右，一个90—100平米的居室，只要储冰25—30立米即可使用一个夏季，室温保持在20—26℃。按照制冰30立米计算，可建造边长4000mm、高2000mm的储能池3，同时配备3—5立米的调温池3均可。

第二种实施例：如图5所示，调温池3设在储能池2的一侧，两个池子之间设有导温器11。与前例不同的是：这里的导温器11借鉴了地源热泵16的技术。结合图6可见一种可由储能池2向调温池3输送冷能的的装置，其主要部件是一个冷凝器18和一个蒸发器20，冷凝器18和蒸发器20之间是一个装有压缩泵的介质回路19，里面装有R22之类的介质。冷凝器18与聚导管17相连通，聚导管17装在储能池2里面。在蒸发器20一侧与散发盘21的管路相连通。工作时，储能池2的冷温通过聚导管17内的介质导入冷凝器18，使冷凝器18内的介质回路19中的介质吸冷放热而冷凝，再经压缩泵把冷凝的介质打入蒸发器20，蒸发器20受温度较高的调温池3的影响，使介质立即吸热放冷而蒸发，这样，即可使调温池3里面的介质降温。显然，这种装置不仅可以使两个池子的温度均衡，而且可使调温池3里面的温度低于储能池的温度。也就是说，可以把储能池2内更多的能量输导到调温池3，这样可以进一步缩小调温池的容积，或者可以提前使用调温池3，提前变换储能池的储能方式，虽然需要消耗一点电能，但由于大幅降低了造价，提高了设施的性能，其综合效益反而显著提高。

图7介绍了一种可以把储能池2内的热量导到调温池3的热泵16装置，和图6介绍的装置相比，只是把冷凝器18和蒸发器20的位置对调了一下。工作时，储能池2的热量使蒸发器内的介质吸热蒸发，再经压缩泵打入冷凝器18，即可在调温池较低温度的作用下放热冷凝，即可把储能池2中的热量导入调温池3。同样，也可以使调温池3内的温度高于储能池2的温度。

当然，可以把上述两个导温器11合为一个导温器11，只是在冷凝器18和蒸发器20上配装可切换的接头，在需要从储能池2向调温池3导冷时，按图6的方法连接，反之按图7的方法连接即可。

Claims (7)

1.一种跨季储能池，其特征在于：有一个容器状可盛水的储能池(2)，周围设有防水保温层(10)，池内装有集能器(5)和散能器(4)，集能器(5)通过循环管(7)分别与室外的集冷器(8)及太阳能集热器(9)相连接，散能器(4)通过循环管(7)与室内空调(6)相连接，另有一种容积小于储能池(2)的调温池(3)，调温池(3)与储能池(2)的容积比不大于1:4，调温池(3)的周围设有防水保温层(10)，调温池(3)与储能池(2)之间有导温器(11)相联，调温池(3)内设有散能器(4)，散能器(4)通过循环管(7)与室内空调(6)相联系。

2.根据权利要求1所述的跨季储能池，其特征在于：所述集冷器(8)由循环管(7)与多片传导片(12)组成，循环管(7)内填充防冻流体介质，循环管(7)上设有循环泵(13)和阀门(14)。

3.根据权利要求1所述的跨季储能池，其特征在于：所述集冷器(8)设在居室(1)之上。

4.根据权利要求1所述的跨季储能池，其特征在于：所述集能器(5)、散能器(4)和导温器(11)均有循环管(7)与传导片(12)，循环管(7)上设有阀门(14)。

5.根据权利要求1所述的跨季储能池，其特征在于：所述导温器(11)有聚导管(17)、冷凝器(18)、蒸发器(20)和散发盘(21)，聚导管(17)装在储能池(2)里面，且与冷凝器(18)相通，聚导管(17)内装有可把储能池(2)的能量导入冷凝器(18)的介质，冷凝器(18)与蒸发器(20)之间有介质回路(19)相通，蒸发器(20)与散发盘(21)之间有管路相通。

6.根据权利要求1所述的跨季储能池，其特征在于：所述导温器(11)有聚导管(17)、冷凝器(18)、蒸发器(20)和散发盘(21)，聚导管(17)与蒸发器(20)相通，冷凝器(18)与蒸发器(20)之间有介质回路(19)相通，冷凝器(18)与散发盘(21)之间有管路相通。

7.根据权利要求5或6所述的跨季储能池，其特征在于：所述冷凝器(18)和蒸发器(20)均设有可与聚导管(17)或散发盘(21)管路切换连接的接头。