CN111928533A - 一种以雨水热交换介质的地源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，属于地源热泵系统领域，一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，本方案利用弹性纤维簇对雨水进行净化，利用相互纠缠形成多个相互连通的隔间的弹性纤维簇实现对雨水流的减速和分流，减小其裹挟泥沙的能力，而雨水流中分离的泥沙也会被上述隔间捕获，不易随着水流流向地源热泵的热交换区域，在净化装置外壳内填充的填充球是为了增加弹性纤维簇的稳定性，使弹性纤维簇不易在持续的雨水流冲刷下变形，可以实现在收集的雨水进入地源热泵的热交换系统前，对雨水进行除尘净化，不易出现灰尘随着雨水进入地源热泵系统后极易对地源热泵系统的热交换管等位置造成侵蚀的现象。
Description
技术领域
本发明涉及地源热泵系统领域，更具体地说，涉及一种以雨水热交换介质的地源热泵系统。
背景技术
地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源(如电能等)实现由低品位热能向高品位热能转移的装置。通常地源热泵消耗1kwh的能量，用户可以得到4kwh以上的热量或冷量，地源热泵是以岩土体、地层土壤、地下水或地表水为低温热源，由水地源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热中央空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
地源热泵是一种利用土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统，地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用的500倍还多；它又是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的平衡，地源热泵技术的成功使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为现实。如果实行冬夏连用，地源热泵的系统将具有更高的稳定性，能够实现理论上的可再生，因此在部分高档自建房和独户别墅的建设过程中，通常会考虑建设对应的地源热泵系统来为建筑实现功能，虽然在前期会有较大的投入，但是在后期节能方面就有较大的是收益。
在部分降水较为充沛的地区，地源热泵可以利用雨水作为自身的热交换介质，可以节约大量的淡水资源，但是雨水在其形成的过程中，其内部会夹杂少量的灰尘，这些灰尘随着雨水进入地源热泵系统后极易对地源热泵系统的热交换管等位置造成侵蚀，严重影响地源热泵的使用寿命。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，它可以实现在收集的雨水进入地源热泵的热交换系统前，对雨水进行除尘净化，不易出现灰尘随着雨水进入地源热泵系统后极易对地源热泵系统的热交换管等位置造成侵蚀的现象，有助于地源热泵系统的长时间使用。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，包括插设在地面的导水管，所述地面上开凿有蓄雨池，所述导水管靠近地面的一端位于蓄雨池地势最低处，所述导水管的侧壁上固定有进水管，所述进水管的一段贯穿导水管并与导水管相连通，所述进水管远离导水管的一端固定连接有雨水净化装置，所述进水管靠近雨水净化装置的一端贯穿雨水净化装置的侧壁，所述雨水净化装置远离进水管的一端固定连接有出水管，所述出水管靠近雨水净化装置的一端贯穿雨水净化装置的侧壁，所述雨水净化装置包括净化装置外壳，所述净化装置外壳埋设有强化网，所述强化网与净化装置外壳固定连接，所述净化装置外壳内填充有多个填充球和弹性纤维簇，所述弹性纤维簇包括多个呈不规则形状的弹性纤维，多个相邻所述弹性纤维之间相互纠缠形成多个相互连通的隔间，多个所述弹性纤维的一端固定连接有填充球，相邻所述填充球之间通过弹性纤维相互连接，多个所述弹性纤维远离填充球的一端贯穿净化装置外壳并与强化网固定连接，可以实现在收集的雨水进入地源热泵的热交换系统前，对雨水进行除尘净化，不易出现灰尘随着雨水进入地源热泵系统后极易对地源热泵系统的热交换管等位置造成侵蚀的现象，有助于地源热泵系统的长时间使用。
进一步的，所述导水管的上端固定连接有与自身相匹配的雨水地排，所述雨水地排位于蓄雨池的上侧，所述水地排包括地排主体，所述地排主体的侧壁上开凿有多个进水孔，所述进水孔内固定连接有与自身相匹配的滤网，可以对蓄雨池内汇集的雨水进行过滤，将雨水中混杂的大颗粒杂物滤去，不易造成导水管内堵塞或者损伤。
进一步的，所述进水孔的高度高于蓄雨池的底端，使得被滤网滤去的杂物不易在进水孔处累积，不易造成进水孔堵塞，不易影响雨水通过进水孔进入导水管内。
进一步的，所述进水管内固定连接有次级滤网，且次级滤网位于进水管靠近导水管的一侧，可以对雨水进行进一步的过滤，使得部分尺寸较大的杂质颗粒不易进入雨水净化装置内，不易造成雨水净化装置内堵塞，不易影响雨水净化装置的净水效果。
进一步的，所述地面内开凿有泄砂池，所述泄砂池位于导水管的下侧，所述导水管的下端内插接有与自身相配的排砂阀，所述导水管的下端固定连接有一对限位杆，两个所述限位杆远离导水管的一端均贯穿排砂阀，所述排砂阀与限位杆之间固定连接有压缩弹簧，所述压缩弹簧套接在限位杆的外侧，所述排砂阀包括阀体，所述阀体的侧壁上开凿有一对排砂孔，在排砂阀内囤积过量尺寸较大的杂质颗粒时，会将排砂阀整体下压，雨水裹挟杂质颗粒通过排砂孔进入泄砂池内，雨水渗入地下与地下水混合，可以对雨水中夹杂的大颗粒杂质进行定期的清理，避免出现导水管堵塞的现象。
进一步的，所述泄砂池的外侧设有混凝土强化壁，且混凝土强化壁选用高透水材料制成，可以有效防止泄砂池的空间结构因雨水冲刷而崩塌，不易影响排砂阀的正常排砂工作。
进一步的，所述阀体与限位杆之间连接有耐磨环，所述耐磨环与阀体固定连接，可以大幅减小排砂阀与限位杆之间的磨损，使排砂阀与限位杆之间的连接不易出现晃动。
进一步的，所述阀体内放置有斜顶石碓，所述斜顶石碓的上端呈锥头状，所述斜顶石碓由多个砂石利用胶水粘合而成，且砂石之间存在明显的间隙，减小导水管内下落的雨水对排砂阀的直接冲刷，同时方便雨水中夹杂的杂质从排砂孔处滚落。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本方案利用弹性纤维簇对雨水进行净化，利用相互纠缠形成多个相互连通的隔间的弹性纤维簇实现对雨水流的减速和分流，减小其裹挟泥沙的能力，而雨水流中分离的泥沙也会被上述隔间捕获，不易随着水流流向地源热泵的热交换区域，在净化装置外壳内填充的填充球是为了增加弹性纤维簇的稳定性，使弹性纤维簇不易在持续的雨水流冲刷下变形或结构崩溃，与强化网相连接的弹性纤维簇也可以在一定程度上稳定弹性纤维簇的结构，使得弹性纤维簇不易在雨水冲刷下变形、失效，可以实现在收集的雨水进入地源热泵的热交换系统前，对雨水进行除尘净化，不易出现灰尘随着雨水进入地源热泵系统后极易对地源热泵系统的热交换管等位置造成侵蚀的现象，有助于地源热泵系统的长时间使用。
附图说明
图1为本发明的地源热泵系统的主要结构示意图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为本发明的排砂阀的结构示意图；
图4为本发明的排砂阀的正面剖视图；
图5为本发明的雨水地排的结构示意图；
图6为本发明的雨水净化装置的正面剖视图；
图7为图6中B处的结构示意图。
图中标号说明：
1泄砂池、2导水管、3雨水地排、301地排主体、302进水孔、303滤网、4蓄雨池、5进水管、6雨水净化装置、601净化装置外壳、602强化网、603填充球、604弹性纤维簇、7出水管、8混凝土强化壁、9排砂阀、901阀体、902排砂孔、903斜顶石堆、904耐磨环、10限位杆、11压缩弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1和图6-7，一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，包括插设在地面的导水管2，地面上开凿有蓄雨池4，导水管2靠近地面的一端位于蓄雨池4地势最低处，导水管2的侧壁上固定有进水管5，进水管5的一段贯穿导水管2并与导水管2相连通，进水管5远离导水管2的一端固定连接有雨水净化装置6，进水管5靠近雨水净化装置6的一端贯穿雨水净化装置6的侧壁，雨水净化装置6远离进水管5的一端固定连接有出水管7，出水管7靠近雨水净化装置6的一端贯穿雨水净化装置6的侧壁，导水管2、进水管5、雨水净化装置6和出水管7相连通，由蓄雨池4收集的雨水可以依次通过导水管2、进水管5、雨水净化装置6和出水管7后进入地源热泵的热交换系统，雨水净化装置6包括净化装置外壳601，净化装置外壳601埋设有强化网602，强化网602与净化装置外壳601固定连接，净化装置外壳601内填充有多个填充球603和弹性纤维簇604，弹性纤维簇604包括多个呈不规则形状的弹性纤维，多个相邻弹性纤维之间相互纠缠形成多个相互连通的隔间，多个弹性纤维的一端固定连接有填充球603，相邻填充球603之间通过弹性纤维相互连接，多个弹性纤维远离填充球603的一端贯穿净化装置外壳601并与强化网602固定连接，可以实现在收集的雨水进入地源热泵的热交换系统前，对雨水进行除尘净化，不易出现灰尘随着雨水进入地源热泵系统后极易对地源热泵系统的热交换管等位置造成侵蚀的现象，有助于地源热泵系统的长时间使用。
特别的，为了方便展示说明，图1中个结构并未按照实际比例进行绘制，其中蓄雨池4的倾斜角度不宜超过10度，而导水管2、进水管5、雨水净化装置6和出水管7之间的连接处均需设置密封结构，防止出现渗水的事故。
请参阅图1和图5，导水管2的上端固定连接有与自身相匹配的雨水地排3，雨水地排3位于蓄雨池4的上侧，水地排3包括地排主体301，地排主体301的侧壁上开凿有多个进水孔302，进水孔302内固定连接有与自身相匹配的滤网303，可以对蓄雨池4内汇集的雨水进行过滤，将雨水中混杂的大颗粒杂物滤去，不易造成导水管2内堵塞或者损伤，进水孔302的高度高于蓄雨池4的底端，使得被滤网303滤去的杂物不易在进水孔302处累积，不易造成进水孔302堵塞，不易影响雨水通过进水孔302进入导水管2内。
请参阅图1-4，进水管5内固定连接有次级滤网，且次级滤网位于进水管5靠近导水管2的一侧，可以对雨水进行进一步的过滤，使得部分尺寸较大的杂质颗粒不易进入雨水净化装置6内，不易造成雨水净化装置6内堵塞，不易影响雨水净化装置6的净水效果，地面内开凿有泄砂池1，泄砂池1位于导水管2的下侧，导水管2的下端内插接有与自身相配的排砂阀9，导水管2的下端固定连接有一对限位杆10，两个限位杆10远离导水管2的一端均贯穿排砂阀9，排砂阀9与限位杆10之间固定连接有压缩弹簧11，压缩弹簧11套接在限位杆10的外侧，排砂阀9包括阀体901，阀体901的侧壁上开凿有一对排砂孔902，在排砂阀9内囤积过量尺寸较大的杂质颗粒时，会将排砂阀9整体下压，雨水裹挟杂质颗粒通过排砂孔902进入泄砂池1内，雨水渗入地下与地下水混合，可以对雨水中夹杂的大颗粒杂质进行定期的清理，避免出现导水管2堵塞的现象，泄砂池1的外侧设有混凝土强化壁8，且混凝土强化壁8选用高透水材料制成，可以有效防止泄砂池1的空间结构因雨水冲刷而崩塌，不易影响排砂阀9的正常排砂工作，阀体901与限位杆10之间连接有耐磨环904，耐磨环904与阀体901固定连接，可以大幅减小排砂阀9与限位杆10之间的磨损，使排砂阀9与限位杆10之间的连接不易出现晃动，阀体901内放置有斜顶石碓903，斜顶石碓903的上端呈锥头状，斜顶石碓903由多个砂石利用胶水粘合而成，且砂石之间存在明显的间隙，减小导水管2内下落的雨水对排砂阀9的直接冲刷，同时方便雨水中夹杂的杂质从排砂孔902处滚落。
本方案利用弹性纤维簇604对雨水进行净化，利用相互纠缠形成多个相互连通的隔间的弹性纤维簇604实现对雨水流的减速和分流，减小其裹挟泥沙的能力，而雨水流中分离的泥沙也会被上述隔间捕获，不易随着水流流向地源热泵的热交换区域，在净化装置外壳601内填充的填充球603是为了增加弹性纤维簇604的稳定性，使弹性纤维簇604不易在持续的雨水流冲刷下变形或结构崩溃，与强化网602相连接的弹性纤维簇604也可以在一定程度上稳定弹性纤维簇604的结构，使得弹性纤维簇604不易在雨水冲刷下变形、失效，可以实现在收集的雨水进入地源热泵的热交换系统前，对雨水进行除尘净化，不易出现灰尘随着雨水进入地源热泵系统后极易对地源热泵系统的热交换管等位置造成侵蚀的现象，有助于地源热泵系统的长时间使用。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；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；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，包括插设在地面的导水管(2)，其特征在于：所述地面上开凿有蓄雨池(4)，所述导水管(2)靠近地面的一端位于蓄雨池(4)地势最低处，所述导水管(2)的侧壁上固定有进水管(5)，所述进水管(5)的一段贯穿导水管(2)并与导水管(2)相连通，所述进水管(5)远离导水管(2)的一端固定连接有雨水净化装置(6)，所述进水管(5)靠近雨水净化装置(6)的一端贯穿雨水净化装置(6)的侧壁，所述雨水净化装置(6)远离进水管(5)的一端固定连接有出水管(7)，所述出水管(7)靠近雨水净化装置(6)的一端贯穿雨水净化装置(6)的侧壁，所述雨水净化装置(6)包括净化装置外壳(601)，所述净化装置外壳(601)埋设有强化网(602)，所述强化网(602)与净化装置外壳(601)固定连接，所述净化装置外壳(601)内填充有多个填充球(603)和弹性纤维簇(604)，所述弹性纤维簇(604)包括多个呈不规则形状的弹性纤维，多个相邻所述弹性纤维之间相互纠缠形成多个相互连通的隔间，多个所述弹性纤维的一端固定连接有填充球(603)，相邻所述填充球(603)之间通过弹性纤维相互连接，多个所述弹性纤维远离填充球(603)的一端贯穿净化装置外壳(601)并与强化网(602)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，其特征在于：所述导水管(2)的上端固定连接有与自身相匹配的雨水地排(3)，所述雨水地排(3)位于蓄雨池(4)的上侧，所述水地排(3)包括地排主体(301)，所述地排主体(301)的侧壁上开凿有多个进水孔(302)，所述进水孔(302)内固定连接有与自身相匹配的滤网(303)。
3.根据权利要求2所述的一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，其特征在于：所述进水孔(302)的高度高于蓄雨池(4)的底端。
4.根据权利要求1所述的一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，其特征在于：所述进水管(5)内固定连接有次级滤网，且次级滤网位于进水管(5)靠近导水管(2)的一侧。
5.根据权利要求1所述的一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，其特征在于：所述地面内开凿有泄砂池(1)，所述泄砂池(1)位于导水管(2)的下侧，所述导水管(2)的下端内插接有与自身相配的排砂阀(9)，所述导水管(2)的下端固定连接有一对限位杆(10)，两个所述限位杆(10)远离导水管(2)的一端均贯穿排砂阀(9)，所述排砂阀(9)与限位杆(10)之间固定连接有压缩弹簧(11)，所述压缩弹簧(11)套接在限位杆(10)的外侧，所述排砂阀(9)包括阀体(901)，所述阀体(901)的侧壁上开凿有一对排砂孔(902)。
6.根据权利要求5所述的一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，其特征在于：所述泄砂池(1)的外侧设有混凝土强化壁(8)，且混凝土强化壁(8)选用高透水材料制成。
7.根据权利要求5所述的一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，其特征在于：所述阀体(901)与限位杆(10)之间连接有耐磨环(904)，所述耐磨环(904)与阀体(901)固定连接。
8.根据权利要求5所述的一种以雨水热交换介质的地源热泵系统，其特征在于：所述阀体(901)内放置有斜顶石碓(903)，所述斜顶石碓(903)的上端呈锥头状，所述斜顶石碓(903)由多个砂石利用胶水粘合而成，且砂石之间存在明显的间隙。
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