CN104121710A - 地下储温系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了地下储温系统及方法，地下储温系统包括换温管、储温循环管路及供温循环管路、储温控制器及状态输入器；在储温循环管路中串接换温管，该换温管的管体预埋于地下储温层中；供温循环管路的供水及回水管路通过切换阀门串接于所述储温循环管路中。本发明还提供了一种地下储温方法，步骤如下：挖设地下储温井；在地下储温井内埋设本发明中任一地下储温系统，并将上述换温管埋设在地下储温井中。本发明所提供的地下储温系统解决了太阳能的利用受到阴雨天气和雪天等不利天气的限制，提高了太阳能的利用率。而在冬天，将冬天的冷能储存起来，作为夏天空调的冷源使用，有效的减少污染物的排放，降低了人们的生活成本，清洁卫生。

Description

地下储温系统及方法

技术领域

本发明涉及能源利用及开发领域，尤其是地下储温系统及方法。 

背景技术

随着化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度不断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能是一种清洁的自然再生能源，开发和利用太阳能，既不会出现大气的污染，亦不会影响自然界的生态平衡。小到家用太阳能热水器大到成百上千吨的大型热水工程，人们的生活已经和太阳能紧密的联系在了一起。通常在冬季晴天的情况下，太阳能基本可以满足人们对生活热水或供暖的需求。然而，如遇阴雨天或下雪天气，太阳能系统则处于瘫痪状态，人们不得不花费大量的电能或其他能源来暂时替代太阳能；而在夏季太阳能光照充足，产生的热能远远大于人们的需求，这样就造成了能源的浪费。太阳能系统能否正常工作还是要靠太阳，有一定的局限性，特别是太阳能供暖技术，过了供暖季几乎没有任何作用。 

发明内容

本发明所提供的地下储温系统，解决了现有能源使用受到冬季和阴雨天等不利天气限制的问题。 

为了达到上述目的，本发明的地下储温系统，包括，换温管、储温循环管路及供温循环管路、储温控制器及状态输入器；在所述储温循环管路中串接所述换温管，该换温管的管体预埋于地下储温层中；所述供温循环管路的供水及 回水管路通过切换阀门串接于所述储温循环管路中；当处于储温状态时，开启所述储温循环泵，关闭所述切换阀门，切断供温循环管路，通过所述换温管向所述地下储温层中储温；当处于供暖状态时，关闭所述储温循环泵，开启所述切换电磁阀及所述供温循环泵，通过所述换温管将所述地下储温层中的储温置换出来，向所述供温循环管路中供温。 

在一种优选的实施方式中，还包括，储温控制器及状态输入器，所述切换阀门为切换电磁阀；所述储温控制器的输入端与状态输入器连接，输出端与所述切换电磁阀、所述储温循环管路的储温循环泵及所述供暖循环管路的供暖循环泵驱动端连接；当所述状态输入器的设定状态为储温状态时，驱动开启所述储温循环泵，关闭所述切换电磁阀，切断供温循环管路，通过所述换温管向所述地下储温层中储温；当所述状态输入器的设定状态为供暖状态时，关闭所述储温循环泵，开启所述切换电磁阀及所述供温循环泵，通过所述换温管将所述地下储温层中的储温置换出来，向所述供温循环管路中供温。 

在一种优选的实施方式中，所述换温管为换热管；所述储温循环管路为太阳能储热管路；所述供温循环管路为供暖循环管路；所述太阳能储热管路包括，太阳能集热装置。 

在一种优选的实施方式中，所述太阳能集热装置包括：太阳能集热板及太阳能集热管。 

在一种优选的实施方式中，在所述供暖循环管路中，还设置供暖传感器，所述供暖传感器的感应输出端与所述储温控制器的输入端连接；当所述状态输入器的设定状态为供暖状态时，判断所述供暖传感器是否为设定温度，若是，则关闭所述储温循环泵，开启所述切换电磁阀及所述供温循环泵，通过所述换温管将所述地下储温层中的储温置换出来，向所述供温循环管路中供温；若否，则驱动开启所述储温循环泵，关闭所述切换电磁阀，切断供温循环管路，通过 所述换温管向所述地下储温层中储温。 

在一种优选的实施方式中，所述换温管为换冷管；所述储温循环管路为储冷管路；所述供温循环管路为供冷循环管路。 

本发明还提出了一种地下储温方法，包括以下步骤： 

步骤S101，挖设地下储温井； 

步骤S102，在地面实施如权利要求1～6中任一项地下储温系统，将所述地下储温系统中的换温管埋设于所述地下储温井内。 

在一种优选的实施方式中，所述步骤S102后还包括： 

步骤S103，在距地表设定距离处铺设保温层； 

步骤S104，在保温层上方加铸所述地下储温井封盖。 

在一种优选的实施方式中，所述设定距离为：0.5米～1.5米 

在一种优选的实施方式中，所述换温管在所述储温井中的埋设密度为：0.5米～1.5米。 

本发明的有益效果为：挖设地下储温井，在地下储温井中埋设换温管，在夏天和冬季的晴天，通过切换阀门的切换实现地下储温系统的储温功能，将热能储存到地下储温层，作为冬天供暖的热暖，解决了现有太阳能的利用受到冬季和阴雨天等不利天气限制的问题。而在冬天，将换温管置换为换冷管，将冬天的冷能储存起来，作为夏天空调的冷源使用。该技术即节能又环保，有效的减少污染物的排放。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明的一种实施方式中，地下储温系统示意图； 

图2为本发明的另一种实施方式中，地下储温系统示意图； 

图3为本发明的又一种实施方式中，地下储温系统的电磁阀切换的示意图； 

图4为本发明的另一种实施方式中，包括供温传感器的电磁阀切换的示意图； 

图5为本发明的一种实施方式中，地下储温方法的流程示意图； 

图6为本发明的另一种实施方式中，地下储温方法的流程示意图。 

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。 

在本发明的一种实施例中，本发明提供的地下储温系统中，包括储温循环管路1、供温循环管路2、换温管3和切换阀门41～44。其中，储温循环管路2为太阳能储热管路，该太阳能储热管路中包括太阳能集热装置，在本发明的一种实施方式中，太阳能集热装置采用太阳能集热板7，供温循环管路2为供暖循环管路。换温管3的管体预埋于地下储温层中，通过阀门41～44的切换，可实现该地下储温系统的储暖和储冷的功能。为实现该地下储温系统的储暖功能，如图1所示，在储温循环管路1中，储温循环泵10的出水口102与太阳能集热板7的进水口71连通，太阳能集热板7的出水口72与切换阀门43固定连接，阀门43与阀门44通过水管固定连接，阀门44与换温管3的进水口31固定连 接，换温管3的出水口32与储温循环泵10的进水口101连通。在使用该地下储温系统的储暖功能时，首先关闭切换阀门41、42，打开切换阀门43、44，储温循环泵10、太阳能集热板7和换热管3通过水管组成闭合的通路；然后，开启储温循环泵10，该地下储温系统处于储暖状态。此时，储温循环管路1中的冷水从储温层循环泵10出水口102流出、从太阳能集热板7的进水口71流入太阳能集热板7，在太阳能集热板7的作用下，冷水吸热转变成热水，上述热水从太阳能集热板7的出水口72流出，流经切换阀门43、44，从换热管3的进水口31进入换热管3，在换热管3的作用下，将换热管3中的热水中的热能转换到地下储温层中，此时热水转变为冷水，上述冷水从换热管3的出口32流出并从入水口101流入到储温循环泵10内，进入下一个储暖循环。 

为了提高储温效率，提高太阳能的利用率，在本发明的另一种实施方式中，将太阳能集热管7置换为太阳能集热板，从而提高太阳能的利用率，提高储温效率。 

为实现该地下储温系统的供温功能，如图2所示，在供暖循环管路2中，换温管3的出水口32与切换阀门41固定连接，切换阀门41与散热片23的进水口231连通，散热片23的出水口232与供温循环泵20的进水口231连通，供温循环水泵20的出水口202与切换阀门42固定连接，切换阀门42与换温管3的进水口31固定连接。在使用该地下储温系统的供温功能时，首先打开切换阀门41、42，关闭切换阀门43、44，供温循环水泵20、散热片23和换热管3通过水管组成闭合的通路；然后，开启供温循环泵20，该地下储温系统处于供温状态。在供温循环泵20的驱动下，供暖循环管路2中的冷水从供热管3的进水口31流入供热管3，在供热管3的作用下与储温层进行热交换，此时冷水转变为热水并从换热管3的出水口32流出，上述热水流经切换阀门41之后，从散热片23的进水口231流入散热片23，热水在散热片23内散热之后，热水转变为冷水，上述冷水从散热片23的出水口231流出，从供温循环泵20的进水口202流入供温循环泵20，进入下一个供温循环。 

为了简化储温功能和供温功能的转变，方便切换阀门41～44的切换，在本发明的另一种实施方式中，如图3所示，阀门41～44使用电磁阀，电磁阀41～44的切换通过电路控制。为实现对电磁阀41～44的电动控制，在控制电路中串联储温控制器5和状态输入器6。如图3所示，储温控制器5的输入端与状态输入器6连接，储温控制器5输出端与电磁阀41～44、储温循环泵10及供暖循环泵20的驱动端连接；当状态输入器6的设定状态为储温状态时，关闭电磁阀41、42，打开电磁阀43、44，切断供温循环管路2，驱动开启储温循环泵10，通过换温管3向地下储温层中储温；当状态输入器6的设定状态为供暖状态时，关闭电磁阀43、44，关闭储温循环泵10，切断储温循环管路1，开启电磁阀41、42及供温循环泵20，通过换温管3将所述地下储温层中的储温置换出来，向供温循环管路中2供温。从而，使电磁阀41～44的切换完全由电路控制，避免了人工手动控制，更加方便快捷、更加智能化。 

当冬天使用本发明所提供的地下储温系统时，为了解决供温不足的问题，在供暖循环管路2中设置供暖传感器30，如图2所示，供暖传感器30与换热管3固定连接，供暖传感器20的感应端设置位于地下储温层中，感应地下储温层的温度；供暖传感器30的输出端与储温控制器5的输入端连接。如图4所示，当状态输入器6的设定状态为供暖状态时，储温控制器5判断供暖传感器30所感应的温度是否高于设定温度，若是，则关闭储温循环泵10，关闭电磁阀43、44,开启电磁阀41、42及供温循环泵20，切断储温循环管路1，通过换温管3将地下储温层中的储温置换出来，向供温循环管路20中供温。若否，则关闭电磁阀41、42，打开电磁阀43、44，切断供温循环管路2，开启储温循环泵10，通过换温管3向地下储温层中储温，从而解决地下储温系统供温不足的问题。 

为了使该地下储温系统起到储冷的作用，在本发明的另一种实施方式中，将换温管7置换为换冷管，相应的储温管路1转变成了储冷管路，供温循环2管路转变成了供冷循环管路。 

本发明还提供了一种地下储温方法，包括以下步骤： 

步骤S101，挖设地下储温井； 

步骤S102，在地面实施如权利要求1～6中任一项地下储温系统，将所述地下储温系统中的换温管埋设于所述地下储温井内。 

在本步骤中，换温管3在储温井中的埋设深度为：0.5米～1.5米，储温井设置在距离地面0.5米～1.5米。 

为了使本发明提供的地下储温系统的储温效率更高，储温时间更长，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤S102后还包括： 

步骤S103，在距地表设定距离处铺设保温层； 

步骤S104，在保温层上方加铸地下储温井封盖。 

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。 

Claims (10)

1.地下储温系统，其特征在于，包括，换温管、储温循环管路及供温循环管路、储温控制器及状态输入器；在所述储温循环管路中串接所述换温管，该换温管的管体预埋于地下储温层中；所述供温循环管路的供水及回水管路通过切换阀门串接于所述储温循环管路中；当处于储温状态时，关闭所述切换阀门，切断供温循环管路，开启储温循环泵，通过所述换温管向所述地下储温层中储温；当处于供暖状态时，开启所述切换电磁阀及所述供温循环泵，关闭所述储温循环泵，通过所述换温管将所述地下储温层中的储温置换出来，向所述供温循环管路中供温。

2.根据权利要求1所述的地下储温系统，其特征在于，还包括，储温控制器及状态输入器，所述切换阀门为切换电磁阀；所述供温循环管路的供水及回水管路通过切换阀门串接于所述储温循环管路中；所述储温控制器的输入端与状态输入器连接，输出端与所述切换电磁阀、所述储温循环管路的储温循环泵及所述供暖循环管路的供暖循环泵驱动端连接；当所述状态输入器的设定状态为储温状态时，驱动开启所述储温循环泵，关闭所述切换电磁阀，切断供温循环管路，通过所述换温管向所述地下储温层中储温；当所述状态输入器的设定状态为供暖状态时，关闭所述储温循环泵，开启所述切换电磁阀及所述供温循环泵，通过所述换温管将所述地下储温层中的储温置换出来，向所述供温循环管路中供温。

3.根据权利要求2所述的地下储温系统，其特征在于，所述换温管为换热管；所述储温循环管路为太阳能储热管路；所述供温循环管路为供暖循环管路；所述太阳能储热管路包括，太阳能集热装置。

4.根据权利要求3所述的地下储温系统，其特征在于，所述太阳能集热装置包括：太阳能集热板及太阳能集热管。

5.根据权利要求3或4所述的地下储温系统，其特征在于，在所述供暖循环管路中，还设置供暖传感器，所述供暖传感器的感应输出端与所述储温控制器的输入端连接；当所述状态输入器的设定状态为供暖状态时，储温控制器判断所述供暖传感器是否高于设定温度，若是，则关闭所述储温循环泵，开启所述切换电磁阀及所述供温循环泵，通过所述换温管将所述地下储温层中的储温置换出来，向所述供温循环管路中供温；若否，则驱动开启所述储温循环泵，关闭所述切换电磁阀，切断供温循环管路，通过所述换温管向所述地下储温层中储温。

6.根据权利要求1所述的地下储温系统，其特征在于，所述换温管为换冷管；所述储温循环管路为储冷管路；所述供温循环管路为供冷循环管路。

7.地下储温方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S101，挖设地下储温井；

步骤S102，在地面实施如权利要求1～6中任一项地下储温系统，将所述地下储温系统中的换温管埋设于所述地下储温井内。

8.根据权利要求7所述的地下储温方法，其特征在于，所述步骤S102后还包括：

步骤S103，在距地表设定距离处铺设保温层；

步骤S103，在保温层上方加铸所述地下储温井封盖。

9.根据权利要求8所述的地下储温方法，其特征在于，所述设定距离为：0.5米-1.5米。

10.根据权利要求7或8所述的地下储温方法，其特征在于，所述换温管在所述储温井中的埋设深度为：0.5-1.5米。