CN107339768A - 一种天然溶洞地源采冷、采暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然溶洞地源采冷、采暖系统，包括天然溶洞冷、热源采集支路、鼓风机、电机、地源冷、暖空气输送管道、地源供冷、供暖入户系统，所述的天然溶洞地源冷、暖空气经采集→经过鼓风机加压→经地源冷、暖空气输送管道输送到地源供冷、供暖入户系统的主进风管→支进风管→室内进风口进入室内，在室内完成冷、热能量交换后的室内废气经室内出风口→支出风管→主出风管排出室外。在夏天，天然溶洞地源冷、暖空气为居民房屋稳定供冷，在冬天，天然溶洞地源冷、暖空气为居民房屋稳定供暖。本发明的系统可应用在与天然溶洞距离较近的办公楼、宾馆、学校、住宅等供冷供暖工程。

Description

一种天然溶洞地源采冷、采暖系统

技术领域 本发明涉及一种天然溶洞地源采冷、采暖系统。更具体地说，它涉及利用浅层地能对室 内进行冬季供暖、夏季供冷的新型永恒可再生能源利用技术。

背景技术 人类居住的这个星球，好像一个巨大的热水瓶，外凉内热，而且是越往里温度越高，人 们把蕴藏于地球内部的热能称为地热能。浅层地热能资源开发利用潜力很大，资源的可再生、无污染的优 势，是任何化石燃料所不能替代的。

现有技术的地能利用技术主要是两种：1、水源采集系统，这种技术虽然热水抽上来容易，但是回灌 下去很难，容易导致地下水系统无法平衡等环境问题。2、地能热泵技术。地能热泵技术以近地表层土壤 为其吸收热量或排放热量的热源。在冬天，地能热泵从土壤中吸取热量，供给热泵的蒸发器，经压缩机提高 温度后，传到热泵的冷凝器，向房屋供热；在夏天，地能热泵通过其蒸发器从房屋内吸收热量，经压缩机、 冷凝器而排放到土壤中。地能热泵技术，在有地下水源的地方，不需要专门的地下换热器，可以直接抽取地 下水，经过去除杂质的处理后，根据供暖或制冷的目的，送给热泵的蒸发器或冷凝器，完成热量交换后回 灌到地下或排放到别的地方。在没有水源的地方，热泵要与土壤交换热量，就需要设置专门的地下换热器。 地能热泵所用的地下换热器是在地面下埋设的封闭管道回路，这些管路通常由高密度聚氯乙烯或聚丁烯塑 料管组成，用泵将换热介质送入这些地下管道与地下土壤进行热量交换，然后回到地面与热泵进行换热， 换热介质通常为水的盐溶液，封闭在管路系统，在地面上的热泵与地下换热器之间循环流动，完成换热任 务。地能热泵技术的缺陷是技术要求较高，设备投资较大，需要抽取地下水，容易导致地下水系统无法 平衡，其节能效果也仅只比电能空调节电30％～50％。

发明内容 本发明的目的就是要克服现有技术中的上述不足，提供一种天然溶洞地源采冷、采暖系 统。

本发明的一种天然溶洞地源采冷、采暖系统，它是一种洁净、节能、节省投资的城镇地源供冷、供暖 系统，其技术要点在于，该系统包括天然溶洞地源采冷、采暖支路、鼓风机、电机、地源冷、暖空气输送 管道、地源供冷、供暖入户系统，所述的地源采冷、采暖支路来自多处地源冷、暖空气采集点，所述的鼓 风机是可以给空气加压的风机，所述的地源冷、暖空气输送管道是深埋于地表下5～10米的地层空气输送 管道，地源冷、暖空气输送管道分为干式输送和湿式输送两种方式，在北方干旱地区，地下水位低，地源 冷、暖空气输送管道为干式输送模式，在南方，地下水位高，地源冷、暖空气输送管道为湿式输送模式， 来自多处地源冷、暖空气采集点的冷、暖空气汇集于鼓风机的入口，地源冷、暖空气经过鼓风机的增压后 经地源冷、暖空气输送管道输送到居民房屋；所述的地源供冷、供暖入户系统包括主进风管、支进风管、 主出风管、支出风管、室内进风口、室内出风口；天然溶洞地源冷、暖空气经采集→经过鼓风机加压→经 地源冷、暖空气输送管道输送到地源供冷、供暖入户系统的主进风管→支进风管→室内进风口进入室内， 在室内完成冷、热能量交换后的室内废气经室内出风口→支出风管→主出风管排出室外。

地源供冷、供暖入户系统在房间内实现冷、热能量交换的方式除了室内进风口、室内出风口这种开放 式能量交换方式外，还包括暖气片能量交换方式、地源空调机能量交换方式、地下盘管能量交换方式等封 闭式能量交换方式。

天然溶洞是可溶性岩石中因喀斯特作用所形成的地下空间，又称喀斯特地貌，天然溶洞冬暖夏凉，地 表以下5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，天然溶洞地源供冷、供暖系统是以天然溶洞地源令、 暖空气作为能量传递介质，利用地层的冬暖夏凉的特性，通过提取和释放地层中的冷量或者热量，在夏天， 实现居民房屋的降温供冷，在冬天，实现居民房屋的升温供暖。由于地表以下5～10米的地层温度常年维 持在16℃～18℃，所以，地源供冷、供暖入户系统实现居民房屋四季恒温的效果如同春天一般的温暖宜人。

本发明的天然溶洞地源供冷、供暖系统与现有技术相比，其有益效果是：1、高效节能，地源供冷、 供暖系统户均耗电量仅一台电扇的功率，夏季供冷耗电量仅相当于电能空调耗电量的1/20，冬季耗电量 微乎其微；2、无环境污染；3、运行维护费用低，4、使用寿命长，一次投资，永久受益；5、不需要抽 取地下水，不会对地下水的平衡和地下水的品质造成任何影响。

附图说明

图1 天然溶洞地源供冷、供暖系统示意图。

图2 地源供冷、供暖入户系统运行示意图。

图3 室内进风口、室内出风口开放式能量交换方式示意图。

图4 室内暖气片能量交换方式示意图。

图5 室内地源空调机能量交换方式示意图。

图6 室内地下盘管能量交换方式示意图。

图中：1.天然溶洞地源采冷采暖支路，2.鼓风机，3.地源冷暖空气输送管道，4.主进风管，5.支 进风管，6.主出风管，7.支出风管，8.室内进风口，9.室内出风口，10.房屋，11.地面，12.电 风扇，13.暖气片，14.地源空调机，15.地下盘管。

具体实施方式 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步描述。

一种天然溶洞地源采冷、采暖系统，其技术要点在于，天然溶洞地源供冷、供暖系统包括天然溶洞地 源采冷、采暖支路1，鼓风机2，地源冷、暖空气输送管道3、地源供冷、供暖入户系统，所述的地源采 冷、采暖支路来自多处地源冷、暖空气采集点，所述的鼓风机2是可以给空气加压的风机，本实施例采用 的是罗茨鼓风机，所述的地源冷、暖空气输送管道3是深埋于地表下5～10米的地层空气输送管道，地源 冷、暖空气输送管道3分为干式输送和湿式输送两种方式，在北方干旱地区，地下水位低，地源冷、暖空 气输送管道3为干式输送模式，在南方，地下水位高，地源冷、暖空气输送管道3为湿式输送模式，来自 多处天然溶洞地源采冷、采暖支路1的冷、暖空气汇集于鼓风机2的入口，天然溶洞地源采冷、采暖支路 1的空气经过鼓风机2的增压后经地源冷、暖空气输送管道3输送到居民房屋。

地源供冷、供暖入户系统包括主进风管4、支进风管5、主出风管6、支出风管7、室内进风口8、室 内出风口9；地源冷、暖空气经采集支路1→经过罗茨鼓风机2加压→经地源冷、暖空气输送管道3输送 到地源供冷、供暖入户系统的主进风管4→支进风管5→室内进风口8进入室内10，在室内完成冷、热能 量交换后的室内废气经室内出风口9→支出风管7→主出风管6排出室外。

Claims (1)

1.一种天然溶洞地源采冷、采暖系统，它是一种节约能源、节省投资的城镇地源供冷、供暖系统，其特征在于，该系统包括天然溶洞地源采冷、采暖支路、鼓风机、电机、地源冷、暖空气输送管道、地源供冷、供暖入户系统，所述的天然溶洞地源采冷、采暖支路来自多处地源冷、暖空气采集点，所述的鼓风机是可以给空气加压的风机，所述的地源冷、暖空气输送管道是深埋于地表下5～10米的地层空气输送管道，地源冷、暖空气输送管道分为干式输送和湿式输送两种方式，在北方干旱地区，地下水位低，地源冷、暖空气输送管道为干式输送模式，在南方，地下水位高，地源冷、暖空气输送管道为湿式输送模式，来自多处地源冷、暖空气采集点的冷、暖空气汇集于鼓风机的入口，地源冷、暖空气经过鼓风机的增压后经地源冷、暖空气输送管道输送到居民房屋；所述的地源供冷、供暖入户系统包括主进风管、支进风管、主出风管、支出风管、室内进风口、室内出风口；天然溶洞地源冷、暖空气经采集→经过鼓风机加压→经地源冷、暖空气输送管道输送到地源供冷、供暖入户系统的主进风管→支进风管→室内进风口进入室内，在室内完成冷、热能量交换后的室内废气经室内出风口→支出风管→主出风管排出室外；

地源供冷、供暖入户系统在房间内实现冷、热能量交换的方式除了室内进风口、室内出风口这种开放式能量交换方式外，还包括暖气片能量交换方式、地源空调机能量交换方式、地下盘管能量交换方式等封闭式能量交换方式；

天然溶洞是可溶性岩石中因喀斯特作用所形成的地下空间，又称喀斯特地貌，天然溶洞冬暖夏凉，地表以下5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，天然溶洞地源供冷、供暖系统是以天然溶洞地源冷、暖空气作为能量传递介质，利用地层的冬暖夏凉的特性，通过提取和释放地层中的冷量或者热量，在夏天，实现居民房屋的降温供冷，在冬天，实现居民房屋的升温供暖；由于地表以下5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，所以，地源供冷、供暖入户系统实现居民房屋四季恒温的效果如同春天一般的温暖宜人；

所述的天然溶洞地源供冷、供暖系统具有如下显著的优势：1、高效节能，地球地热资源丰富，该系统户均耗电量仅一台电扇的功率；2、无环境污染；3、运行维护费用低，该系统夏季供冷耗电量仅相当于电能空调耗电量的1/20，冬季耗电量微乎其微；4、使用寿命长，一次投资，永久受益；5、该系统不需要抽取地下水，不会对地下水的平衡和地下水的品质造成任何影响。