CN106196732A - 一种加热地下低温储罐周围土体的系统 - Google Patents

一种加热地下低温储罐周围土体的系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加热地下低温储罐周围土体的系统，属于土壤加热技术领域，包括用于给地下低温储罐周围土体加热的地埋管、交换地埋管内循环的水与外部环境之间热量的地源热泵空调以及连接地埋管和地源热泵空调的连接总管；地埋管布置在地下低温储罐四周和底部，地埋管和连接总管构成一密闭循环系统。该系统在运行时，循环的水通过连接总管进入地埋管与地下低温储罐周围土体进行热转换，土体温度升高，水温度降低；低温的水再通过连接总管贯穿地源热泵空调，与地源热泵空调周围的环境进行热交换，水温度升高，环境温度降低，升温后的水通过连接总管重新进入地埋管，形成一个循环系统，既加热了地下低温储罐周围土体，又帮助地源热泵空调制冷。

Description

一种加热地下低温储罐周围土体的系统
技术领域
本发明涉及土壤加热技术领域，尤其涉及一种加热地下低温储罐周围土体的系统。
背景技术
随着城市化进程的加快，人口的不断增长，城市建设与发展需要的能源量也越来越大，能源存储设备的需求量也在不断增多。由于城市土地资源的紧缺，地下低温储罐在存储能源领域方面发挥着越来越重要的作用。
液态天然气等能源的地下低温储罐的工作环境常常是低温和高压的恶劣环境中，比如存储液态天然气，要在零下160多摄氏度的环境中存放。由于地下低温储罐周围的介质是复杂的岩土介质，岩土介质在低温的作用下，岩土介质的水容易产生冻胀等情况，从而对地下低温储罐产生不利影响。
目前，现有的地下低温储罐周围土体防冻方法通常采取电热棒的形式，在地下储罐四周和底部设置电热棒，加热地下低温储罐的周围土体。使用电热棒虽然达到了加热土体的效果，但是电能转化为热能的利用率不高、土体受热不均匀，加热效果不是很理想，同时造成了极大的能源浪费。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种加热地下低温储罐周围土体的系统，以克服现有技术中采用电热棒加热导致能源转化率不高、土体受热不均匀的问题，应用地源热泵空调、地埋管和连接总管于加热地下低温储罐周围土体的系统中，将地源热泵空调制热后的循环水作为热源，通过地埋管去加热地下低温储罐周围岩土体，同时，地埋管将循环水与地下低温储罐周围岩土体进行能量转换得来的冷量，用于地源热泵空调制冷，从而达到能源利用率高、制热效果高、土体受热均匀的目的，在保证加热效果的同时，又节约了能源。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其中，包括用于给地下低温储罐周围土体加热的地埋管、交换所述地埋管内循环的水与外部环境之间热量的地源热泵空调以及连接所述地埋管和所述地源热泵空调的连接总管；所述地埋管布置在地下低温储罐四周和底部，所述地埋管和所述连接总管构成一密闭循环系统。
上述的一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其中，布置在地下低温储罐四周的地埋管采用垂直布置的方式，布置在地下低温储罐底部的地埋管采用水平布置的方式。
上述的一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其中，采用垂直布置方式的地埋管为多个并联在所述连接总管上的U形回路地埋支管。
上述的一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其中，采用水平布置方式的地埋管为多个并联在所述连接总管上的U形回路组件地埋支管，所述U形回路组件地埋支管包括多个首尾连接的U形地埋支管。
上述的一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其中，所述U形回路地埋支管和/或所述U形回路组件地埋支管的进水口部通过一截止阀与所述连接总管的进水管连接。
上述的一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其中，所述U形回路地埋支管和/或所述U形回路组件地埋支管的出水口部通过一止回阀与所述连接总管的出水管连接。
本发明对比现有技术，具有如下的有益效果：
本发明建立加热地下低温储罐周围土体的系统，系统工作时，循环水通过连接总管进入到各个地埋管，在地埋管中与地下低温储罐周围土体进行热量交换，周围土体吸收了地埋管中水的热量后温度升高，地埋管中的水释放热量后温度降低；温度降低的水在连接总管中贯穿地源热泵空调，贯穿地源热泵空调的连接总管中的低温水与地源热泵周围环境进行热量交换，水的温度提高，地源热泵空调的周围环境温度降低，升温后的水通过连接总管重新进入地埋管，形成一个循环系统，既起到了加热地下低温储罐周围土体的作用，又可以帮助地源热泵空调制冷。相较现有技术，本发明极大地提升了能源的利用率，节约了成本，同时通过密布的地埋管，增大土体受热面积，确保了低温储罐周围土体的均匀受热。此外，还可以通过开关截止阀和止回阀控制地埋管数量，当外界温度的变化导致土体温度发生变化时，可以通过控制地埋管的数量和地埋管中水的流量来控制土体温度，从而能够实时调节低温储罐周围土地的受热程度、受热面积，提高适用性。
附图说明
在结合以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明实施例1提供的加热地下低温储罐周围土体的系统剖面图；
图2是本发明实施例1提供的地下低温储罐四周的地埋管结构示意图；
图3是本发明实施例1提供的地下低温储罐底部的地埋管结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
实施例1：
图1是本发明实施例1提供的加热地下低温储罐周围土体的系统剖面图；图2是本发明实施例1提供的地下低温储罐四周的地埋管结构示意图；图3是本发明实施例1提供的地下低温储罐底部的地埋管结构示意图；如图所示，本发明提供的加热地下低温储罐周围土体的系统包括：用于给地下低温储罐6周围土体加热的地埋管3、交换地埋管3内循环的水与外部环境之间热量的地源热泵空调1以及连接地埋管3和地源热泵空调1的连接总管2；地埋管3布置在地下低温储罐6的密闭保护设施7的四周和底部，地埋管3和连接总管2构成一密闭循环系统。该系统通过应用地源热泵空调、地埋管和连接总管于加热地下低温储罐周围土体的系统中，将地源热泵空调制热后的循环水作为热源，通过地埋管去加热地下低温储罐周围岩土体，同时，地埋管将循环水与地下低温储罐周围岩土体进行能量转换得来的冷量，用于地源热泵空调制冷，从而达到能源利用率高、制热效果高、土体受热均匀的目的，在保证加热效果的同时，又节约了能源。
在本发明实施例1提供的一种加热地下低温储罐周围土体的系统中，在地下低温储罐6的密闭保护设施7的四周布置有垂直地埋管31；在地下低温储罐6的密闭保护设施7的底部布置水平地埋管32；垂直地埋管31包括若干并联在连接总管2上的U形回路地埋支管，这样的设计能够增大四周土体受热面积，确保四周土体受热均匀，同时，由于底部土体的温度相对较低，水平地埋管32包括若干由多个首尾相连的U形地埋支管组成的U形组件地埋支管，以进一步增大底部土体的受热面积，确保土体受热均匀，保证了对内部地下低温储罐的加热效果。
在本发明实施例1提供的加热地下低温储罐周围土体的系统中，垂直的的U形回路地埋支管的进水口部311和U形组件地埋支管的进水口部321均与连接总管2的进水管201连接，每个垂直的U形回路地埋支管的进水口部311与每个U形组件地埋支管的进水口部321均设置有一个截止阀4，通过截止阀来控制对应地埋支管内水的流动与否，从而根据实际需要，控制地埋管接入数量，确保土体达到最佳受热效果，保证资源的最优化利用。
在本发明实施例1提供的一种加热地下低温储罐周围土体的系统中，垂直的U形回路地埋支管的出水口部312和U形组件地埋支管的出水口部322与连接总管2的出水管202连接，每个垂直的U形回路地埋支管的出水口部312与每个U形组件地埋支管的出水口部322均设置有一个止回阀5，通过止回阀能够防止关闭对应地埋支管时出现管内水倒流的现象。
综上所述，本发明实施例1提供的加热地下低温储罐周围土体的系统，系统工作时，循环水通过连接总管进入到各个地埋管，在地埋管中与地下低温储罐周围土体进行热量交换，周围岩土体吸收了地埋管中水的热量后温度升高，地埋管中的水释放热量后温度降低；温度降低的水在连接总管中贯穿地源热泵空调，贯穿地源热泵空调的连接总管中的低温水与地源热泵空调周围环境进行热量交换，水的温度提高，地源热泵空调周围环境温度降低，升温后的水通过连接总管重新进入地埋管，形成一个循环系统，该系统既起到了加热地下低温储罐周围土体的作用，又可以帮助地源热泵空调制冷。相较现有技术，本发明极大地提升了能源利用率，节约了成本，同时通过密布的地埋管，确保了低温储罐周围土地的受热均匀。此外，还可以通过开关截止阀和止回阀控制地埋管数量，当外界温度的变化导致土体温度发生变化时，可以通过控制地埋管的数量和地埋管中水的流量来控制土体温度，从而能够实时调节低温储罐周围土地的受热程度、受热面积，提高适用性。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其特征在于，包括：用于给地下低温储罐周围土体加热的地埋管、交换所述地埋管内循环的水与外部环境之间热量的地源热泵空调以及连接所述地埋管和所述地源热泵空调的连接总管；所述地埋管布置在地下低温储罐四周和底部，所述地埋管和所述连接总管构成一密闭循环系统。
2.如权利要求1所述的一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其特征在于，布置在地下低温储罐四周的地埋管采用垂直布置的方式，布置在地下低温储罐底部的地埋管采用水平布置的方式。
3.如权利要求2所述的一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其特征在于，采用垂直布置方式的地埋管为多个并联在所述连接总管上的U形回路地埋支管。
4.如权利要求2所述的一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其特征在于，采用水平布置方式的地埋管为多个并联在所述连接总管上的U形回路组件地埋支管，所述U形回路组件地埋支管包括多个首尾相连的U形地埋支管。
5.如权利要求3或4所述的一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其特征在于，所述U形回路地埋支管和/或所述U形回路组件地埋支管的进水口部通过一截止阀与所述连接总管的进水管连接。
6.如权利要求5所述的一种加热地下低温储罐周围土体的系统，其特征在于，所述U形回路地埋支管和/或所述U形回路组件地埋支管的出水口部通过一止回阀与所述连接总管的出水管连接。
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