CN103989352A - 一种基于浅层地表热能技术的调温床 - Google Patents

Abstract

一种基于浅层地表热能技术的调温床，包括床头、床板、床腿、床垫、热源装置和控制装置，所述调温床的热源装置为浅层地表热能热源装置，通过埋于浅层地表的地下土壤中的浅层地表热能采集器采集浅层地热能源，并通过管道中的热流体将所采集到的浅层地热能源传输给设置在所述床垫内的浅层地表热能换热器与所述调温床的床垫进行热量交换，从而实现对所述床垫的加热或制冷的功能。本发明通过采用低碳环保、节能卫生的浅层地表热能的新能源技术，将低品位的浅层地表热能直接运用到的床体或床垫中，以实现对床体或床垫进行加热或制冷，减少能耗，节约资源，具有非常广阔的应用前景。

Description

一种基于浅层地表热能技术的调温床

技术领域

本发明涉及一种环保、节能的调温床，更具体地说，涉及一种基于浅层地表热能技术的调温床。

背景技术

床及床垫是日常生活中必不可少的必需品，随着人们生活水平的不断提高，床及床垫的功能也日趋多功能化。

2014年03月19日公开的，公开号为203483145U的中国实用新型专利公开了一种水调温床系统，包括：床体、网关设备、云端数据中心、智能终端，其中：所述床体由床头、支撑板和床垫构成，床垫内设有循环水管，循环水管的进水口通过一个无线水阀单元连接热水器，出水口通过水泵连接一个储水桶，该床垫内还设有温度传感器；上述无线水阀单元包含阀门和第一微控制模块，微控制器模块驱动控制阀门的开启或关闭，且与网关设备无线数据通信；水泵内设有第二微控制模块，接收网关设备发送的无线数据指令；温度传感器将采集到的床体温度数据信息无线发送给网关设备；所述的网关设备分别与上述的无线水阀单元、水泵及温度传感器进行无线数据通讯，接收温度传感器发送的温度数据，并对无线水阀单元及水泵进行控制，并接通以太网络后与上述的云端数据中心之间通讯连接；所述云端数据中心内存储有床体、无线水阀单元、水泵、温度传感器及网关设备的编码数据，与上述的网关设备及智能终端进行数据传输，且其内还存储有床体温度的阈值参量，将实时接收到的床体温度参量与阈值参量比对，判断是否达到阈值参量，并根据判断结果执行相应的动作指令；所述的智能终端通过互联网与上述云端数据中心数据连接，发送控制床体温度的指令信号给上述云端数据中心，并接收云端数据中心发送的数据信息反馈；以及，上述的无线水阀单元、水泵及温度传感器内均设有无线通信模块。

2014年01月22日公开的，公开号为203399878U的中国实用新型专利公开了一种自动调温床垫，包括床垫本体及外围设备，床垫本体内部铺设水管，水管向外设置出水口和进水口，出水口和进水口分别通过出水管和进水管连接热水器，在进水管上设置水泵；在所述床垫本体内部设置测温元件，测温元件通过导线连接控制器，控制器通过导线连接上述水泵；所述床垫本体设置外包装，在外包装内部设置框架，在框架内由下而上设置海绵垫、三合板、防水隔热垫、暖模方层、反射膜、三合板、海绵垫，在所述暖模方层铺设水管；该床垫热源来自家用热水器，实用性强，控制器通过分析测温元件收集的温度信息，控制水泵对水管进行换水，时刻保证舒适的温度。

以上所引用的现有技术主要是依靠电能使床及床垫具有调温功能，其消耗了大量的传统能源，在能源消耗过程中，不仅排出大量的具有化学污染的气体和液体，还能释放与能量消耗数值相当的热量值，从而对环境造成污染，不具有低碳环保、节能减排的效果。

另一方面，浅层地表热能技术（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等的能量），是指地表以下一定深度范围内，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源。浅层地热能是地热资源的一部份，也是一种特殊的矿产资源，其能量主要来源于太阳辐射与地球梯度增温，浅层地热能通过热泵技术进行采集利用后，可以为建筑物供暖，较常规供暖技术节能50%到60%，运行费用降低约30%到40%。

浅层地热能分布广，储量大，再生迅速，利用价值大。中国浅层地热能主要通过主要通过地源热泵技术加以利用采集。不但可以满足供暖需求，同时也直接降低了排放的污染量，有利于保护环境。

迄今，现有技术可能已围绕本发明的诸多方面有所涉猎，但是将浅层地表热能技术运用到床体或床垫中，以实现对床体或床垫进行加热或制冷的设计还未有见。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，为使用者提供了一种结构简单，设计合理的一种基于浅层地表热能技术的调温床，通过采用低碳环保、节能卫生的新能源技术，将低品位的浅层地表热能直接运用到的床体或床垫中，以实现对床体或床垫进行加热或制冷，减少能耗，节约资源，具有非常广阔的应用前景。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于浅层地表热能技术的调温床，包括床头、床板、床腿、床垫、热源装置和控制装置，所述床板顶端垂直固接床头，所述床脚固接在床板底面，其特征在于：所述调温床的热源装置为浅层地表热能热源装置，包括至少两个浅层地表热能采集器、管道和至少一个浅层地表热能换热器，所述浅层地表热能采集器通过管道依次与控制装置和浅层地表热能换热器形成连接；至少一个浅层地表热能换热器设置在所述床垫内，所述浅层地表热能换热器可选择性地使用；所述控制装置的一端与所述浅层地表热能采集器连接，另一端与所述浅层地表热能换热器连接，其用于对所述浅层地表热能换热器的温度进行调控；所述浅层地表热能采集器埋于浅层地表的地下土壤中，其用于采集浅层地热能源，并通过管道中的热流体将所采集到的浅层地热能源传输到地面，然后经由设置在所述床垫内的浅层地表热能换热器，再由所述的浅层地表热能换热器与所述调温床的床垫进行热量交换，从而实现对所述床垫的加热或制冷的功能。

在一较佳实施例中，所述浅层地表热能采集器包括地源热泵主机和地埋管，所述地埋管埋于浅层地表的地下土壤中，其与地源热泵主机连接，其工作原理为现有技术。

作为优选方案，所述的浅层地表热能采集器采用双井循环换热浅层地能采集装置，其工作原理为现有技术，在此不再赘述。

其进一步技术方案为，所述浅层地表热能换热器为板式换热器、管翅换热器或热管换热器的至少一种。

具体地说，所述浅层地表热能采集器采集土壤或地下水中至少一种物质中的热能。

其进一步技术方案为，所述的热流体为液体、气体、液气混合物或超临界液体中的至少一种。

在一较佳实施例中，所述调温床的控制装置还包括温度监控器，其作用是实时监测所述床垫的温度，并对所述浅层地表热能采集器和/或浅层地表热能换热器进行开关控制。

其进一步技术方案为，采用的至少两个浅层地表热能采集器，其中一个深度为1—100米，采集温度不高于25度的地热能源；另一个深度为100—1500米，采集温度不低于25度的地热能源。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明为使用者提供了一种结构简单，设计合理的一种基于浅层地表热能技术的调温床，通过采用低碳环保、节能卫生的新能源技术，将低品位的浅层地表热能直接运用到的床体或床垫中，以实现对床体或床垫进行加热或制冷，减少能耗，节约资源，具有非常广阔的应用前景。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图 1 为本发明整体示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，在对本发明的任意实施例进行详细的描述之前，应该理解本发明的应用不局限于下面的说明或附图中所示的结构的细节和部件的安装连接等等。本发明可采用其它的实施例，并且可以以各种方式被实施或被执行。同时，应该理解此处为说明本发明的原理和特征而使用的特殊用语及术语不应被认为是限制性的。此处所用的“包括”、“包含”及其变形意味着包括以下所列各项和其同等物，以及附加项。除非特定或限定为其它方式，术语“连接”及其变形被广泛地使用，并且包括以直接方式和间接方式地连接、感应和耦合。此外，“连接”不限于物理或机械的连接，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属本发明保护的范围。

如图1所示本发明一个较佳实施例中整体示意图。

一种基于浅层地表热能技术的调温床，包括床头、床板、床腿、床垫1、热源装置和控制装置2，所述床板顶端垂直固接床头，所述床脚固接在床板底面，所述调温床的热源装置为浅层地表热能热源装置，包括至少两个浅层地表热能采集器3、管道30和至少一个浅层地表热能换热器31，所述浅层地表热能采集器3通过管道30依次与控制装置2和浅层地表热能换热器31形成连接；至少一个浅层地表热能换热器31设置在所述床垫1内，所述浅层地表热能换热器31以及所述的至少两个浅层地表热能采集器3均可选择性地使用，即：当使用者需要提高床垫1的温度时，通过控制装置2即可实现浅层地表热能换热器31的加热功能；当使用者需要床垫1提供制冷功能时，通过控制装置2即可实现浅层地表热能换热器31的制冷功能，即所述的浅层地表热能换热器31可以通过所述控制装置2实现加热或制冷的功能；所述控制装置2的一端与所述浅层地表热能采集器3连接，另一端与所述浅层地表热能换热器31连接，其用于对所述浅层地表热能换热器31的温度进行调控；所述浅层地表热能采集器3埋于浅层地表的地下土壤4中，其用于采集浅层地热能源，并通过管道30中的热流体将所采集到的浅层地热能源传输到地面，然后经由设置在所述床垫1内的浅层地表热能换热器31，再由所述的浅层地表热能换热器31与所述调温床的床垫1进行热量交换，从而实现对所述床垫1的加热或制冷的目的。

当然，至少一个浅层地表热能换热器31也可以设置在床体内，通过该浅层地表热能换热器31与安放在该床体上的床垫1进行热量交换，以实现对所述床垫1的加热或制冷的目的，对于该技术领域的人员而言，这种设计是显而易见的，在此不再赘述。

在一较佳实施例中，所述浅层地表热能采集器3采用现有技术，包括地源热泵主机和地埋管，所述地埋管埋于浅层地表的地下土壤4中，其与地源热泵主机连接，其工作原理为现有技术，在此不再赘述。

作为优选方案，所述的浅层地表热能采集器采用双井循环换热浅层地能采集装置，其工作原理为现有技术，在此不再赘述。

其进一步技术方案为，所述浅层地表热能换热器31为板式换热器、管翅换热器或热管换热器的至少一种，通过所述的浅层地表热能换热器31与所述调温床的床垫1进行热量交换，从而实现对所述床垫1的加热或制冷的功能。

具体地说，所述浅层地表热能采集器3采集土壤或地下水中至少一种物质中的热能。

其进一步技术方案为，所述的热流体为液体、气体、液气混合物或超临界液体中的至少一种。

在一较佳实施例中，所述调温床的控制装置2还包括温度监控器，其作用是实时监测所述床垫的温度，并对所述浅层地表热能采集器和/或浅层地表热能换热器进行开关控制。

其进一步技术方案为，采用的至少两个浅层地表热能采集器3，其中一个深度为1-100米，采集温度不高于25度的地热能源；另一个深度为100 -1500米，采集温度不低于25度的地热能源，使用者可以通过所述控制装置2选择不同的浅层地表热能采集器3，以实现对所述浅层地表热能换热器31的温度进行调控，即实现了对所述床垫1的加热或制冷的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，仍包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于浅层地表热能技术的调温床，包括床头、床板、床腿、床垫（1）、热源装置和控制装置（2），所述床板顶端垂直固接床头，所述床脚固接在床板底面，其特征在于：所述调温床的热源装置为浅层地表热能热源装置，包括至少两个浅层地表热能采集器（3）、管道（30）和至少一个浅层地表热能换热器（31），所述浅层地表热能采集器（3）通过管道（30）依次与控制装置（2）和浅层地表热能换热器（31）形成连接；至少一个浅层地表热能换热器（31）设置在所述床垫（1）内，所述浅层地表热能换热器（31）可选择性地使用；所述控制装置（2）的一端与所述浅层地表热能采集器（3）连接，另一端与所述浅层地表热能换热器（31）连接，其用于对所述浅层地表热能换热器（31）的温度进行调控；所述浅层地表热能采集器（3）埋于浅层地表的地下土壤（4）中，其用于采集浅层地热能源，并通过管道（30）中的热流体将所采集到的浅层地热能源传输到地面，然后经由设置在所述床垫（1）内的浅层地表热能换热器（31）与所述调温床的床垫（1）进行热量交换，从而实现对所述床垫（1）的加热或制冷的功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于浅层地表热能技术的调温床，其特征在于：所述浅层地表热能采集器（3）包括地源热泵主机和地埋管，所述地埋管埋于浅层地表的地下土壤（4）中，其与地源热泵主机连接，所述的浅层地表热能采集器（3）采用双井循环换热浅层地能采集装置。

3.根据权利要求1所述的一种基于浅层地表热能技术的调温床，其特征在于：所述浅层地表热能换热器（31）为板式换热器、管翅换热器或热管换热器的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于浅层地表热能技术的调温床，其特征在于：所述浅层地表热能采集器（3）采集土壤或地下水中至少一种物质中的热能。

5.根据权利要求1所述的一种基于浅层地表热能技术的调温床，其特征在于：所述的热流体为液体、气体、液气混合物或超临界液体中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种基于浅层地表热能技术的调温床，其特征在于：所述调温床的控制装置（2）还包括温度监控器，其作用是实时监测所述床垫的温度，并对所述浅层地表热能采集器和/或浅层地表热能换热器进行开关控制。

7.根据权利要求1所述的一种基于浅层地表热能技术的调温床，其特征在于：采用的至少两个浅层地表热能采集器（3），其中一个深度为1-100米，采集温度不高于25度的地热能源；另一个深度为100 -1500米，采集温度不低于25度的地热能源。