CN106766381A - 一种辐射热质交换补热系统 - Google Patents

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杜涛
宋延丽
王义松
任栋
房鑫
王键
周立峰
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/80—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors having discontinuous faces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/06—Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

本发明公开了一种辐射热质交换补热系统，属于地热设备技术领域。其特征是，抽水泵通过管道连接喷头和高压细水雾泵。热质交换塔筒的中间有填料，风机的热风入口和填料安装能够均匀喷洒的喷头，气体流通格栅在热质交换塔筒的底部，热质交换塔筒产生的多余地下水通过塔底的管道回流到地下水回灌井。高压细水雾泵的另一端连接细水雾喷嘴。细水雾喷嘴设置在热质交换塔筒的上部，细水雾喷嘴和热质交换塔筒之间设有风机。热质交换塔筒上部、风机和细水雾喷嘴所形成的空间范围内布置数个对太阳辐射起反射作用的反射板。本发明巧妙地把热质交换与热辐射有机的结合成一种装置，大大提高了换热的效率，节省了能耗和占地空间，具有很好的应用前景和推广价值。

Description

一种辐射热质交换补热系统
技术领域
本发明属于地热设备技术领域，涉及一种辐射热质交换补热系统，是用于低温水的加热设备。
背景技术
当地源热泵系统在年均冷热负荷非平衡地区显现出埋管夏季累积向土壤的放热量与冬季从土壤的取热量不一致，这样长期取热量与放热量不平衡的堆积会超过土壤自身对热量的扩散能力，形成所谓的“冷热堆积”，造成土壤温度不断偏离初始温度，即土壤热失衡问题。
当土壤热失衡，地源热泵的效率就会降低，目前的解决方案就是辅助补热，有学者提出将分离式热管与空气源热泵组合在一起的复合机组，对地源热泵系统进行补热，还是造成大量高品位能源的浪费。有学者通过增加地埋管的数量，达到使土壤温度下降速度减慢，这样不能够从本质上解决土壤的冷热不平衡，而且地埋管的安装面积有限，初投资也大量增加。有学者采用锅炉等高品位热源为底下的土壤进行补热，会造成大量的高品位能源浪费。还有学者采用太阳能集热板进行补热的方式，产生大量的投资，回收的热量很小，同时占地面积较大。本发明是避免了以上的弊端，用较小的初投资及占地面积，将热交换，质交换，辐射换热有机结合在一起，仅消耗少量的电能，同时实现地源热泵系统地下的热平衡，提高补热的效率的一种补热装置。
发明内容
利用夏季空气温度较高的特点，利用空气的显热和潜热与地下低温水进行热质交换，同时利用较高的太阳辐射射能加以辅助，最终达到辐射换热和热质交换的叠加作用达到高效补热的目的。
一种辐射热质交换补热系统，包括抽水泵9、热质交换塔筒喷头6、热质交换塔筒1、填料11、风机7、气体流通格栅10、高压细水雾泵8、细水雾喷嘴4、反射板5、地下水抽水井3、地下水回灌井2，抽水泵9设置在地下水抽水井3内，抽水泵9通过管道连接热质交换塔筒的喷头6和高压细水雾泵8。
热质交换塔筒1的顶部设有风机7的热风入口，风机7排出的热风通过热风入口进入热质交换塔筒1。热质交换塔筒1的中间有填料11，热风入口和填料11安装能够均匀喷洒的热质交换塔筒喷头6，气体流通格栅10在热质交换塔筒1的底部，热质交换塔筒1产生的多余地下水通过塔底的管道回流到地下水回灌井2。
高压细水雾泵8的一端连接抽水泵9，高压细水雾泵8的另一端连接细水雾喷嘴4。细水雾喷嘴4设置在热质交换塔筒1的上部，细水雾喷嘴4和热质交换塔筒1之间设有风机7。热质交换塔筒1上部、风机7和细水雾喷嘴4，这三者构成的空间范围布置了数个对太阳辐射起反射作用的反射板5。
本发明的辐射热质交换补热系统，巧妙地把热质交换与热辐射有机的结合成一种装置，大大提高了换热的效率，节省了能耗和占地空间，具有很好的应用前景和推广价值。
附图说明
附图是本发明的实施例的结构示意图。
图中：1热质交换塔筒，2地下水回灌井，3地下水抽水井，4细水雾喷嘴，5反射板，6热质交换塔筒喷头，7风机，8高压细水雾泵，9抽水泵，10气体流通格栅，11填料。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
实施例1
如图1所示，本发明的辐射热质交换补热系统，包括抽水泵9、热质交换塔筒喷头6、热质交换塔筒1、填料11、风机7、气体流通格栅10、高压细水雾泵8、细水雾喷嘴4、反射板5、地下水抽水井3、地下水回灌井2，抽水泵9设置在地下水抽水井3内，抽水泵9通过管道连接热质交换塔筒的喷头6和高压细水雾泵8。
热质交换塔筒1的顶部设有风机7的热风入口，风机7排出的热风通过热风入口进入热质交换塔筒1。热质交换塔筒1的中间有填料11，热风入口和填料11安装能够均匀喷洒的热质交换塔筒喷头6，气体流通格栅10在热质交换塔筒1的底部，热质交换塔筒1产生的多余地下水通过塔底的管道回流到地下水回灌井2。
高压细水雾泵8的一端连接抽水泵9，高压细水雾泵8的另一端连接细水雾喷嘴4。细水雾喷嘴4设置在热质交换塔筒1的上部，细水雾喷嘴4和热质交换塔筒1之间设有风机7。热质交换塔筒1上部、风机7和细水雾喷嘴4，这三者构成的空间范围布置了数个对太阳辐射起反射作用的反射板5。
实施例2
低温地下水在地下抽水井3中由抽水泵9抽出，通过水泵9的动力由管道一部分输送至喷头6，由喷头6喷出，均匀的喷洒在热质交换塔筒1内的填料11上。热空气从塔顶借助风机7的动力流入热质交换塔筒1，通过填料11。在填料11上进行空气与低温水的热质交换，使水的温度升高。空气最终从塔底部的气体流通格栅10流出塔筒。
实施例3
低温地下水在地下抽水井3中由抽水泵9抽出，通过水泵9的地下水送至高压细水雾泵8，进一步加压从细水雾喷嘴4喷出，在热质交换塔筒1的顶部形成云雾团。在热质交换塔筒1的周围布置了数个对太阳辐射起反射作用的反射板5，利用反射板的反射作用，可以将大量的太阳辐射能反射到云雾团。利用云雾团的高吸收率的特点，吸收大量的太阳辐射能，使云雾团得到能量，随空气进入热质交换塔筒1。

Claims (2)

1.一种辐射热质交换补热系统，其特征在于，包括抽水泵(9)、热质交换塔筒喷头(6)、热质交换塔筒(1)、填料(11)、风机(7)、气体流通格栅(10)、地下水抽水井(3)、地下水回灌井(2)，抽水泵(9)设置在地下水抽水井(3)内，抽水泵(9)通过管道连接热质交换塔筒喷头(6)；热质交换塔筒(1)的顶部设有风机(7)的热风入口，风机(7)排出的热风通过热风入口进入热质交换塔筒(1)；热质交换塔筒(1)的中间有填料(11)，热风入口和填料(11)安装能够均匀喷洒的热质交换塔筒喷头(6)，气体流通格栅(10在热质交换塔筒(1)的底部，热质交换塔筒(1)产生的多余地下水通过塔底的管道回流到地下水回灌井(2)。
2.根据权利要求1所述的一种辐射热质交换补热系统，其特征还在于高压细水雾泵(8)、细水雾喷嘴(4)和反射板(5)；抽水泵(9)通过管道连接高压细水雾泵(8)；高压细水雾泵(8)的一端连接抽水泵(9)，高压细水雾泵(8)的另一端连接细水雾喷嘴(4)；细水雾喷嘴(4)设置在热质交换塔筒(1)的上部，细水雾喷嘴(4)和热质交换塔筒(1)之间设有风机(7)；热质交换塔筒(1)上部、风机(7)和细水雾喷嘴(4)，这三者构成的空间范围布置了数个对太阳辐射起反射作用的反射板(5)。
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