CN201935428U - 利用土壤的储能装置 - Google Patents

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张瑞明
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张滕龙
杨北桥
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Abstract

本实用新型涉及一种储能装置,特别是利用土壤的储能装置,该储能装置包括太阳能集热装置和散热装置,其特征在于在适合储能的土壤上,开有竖直的用于散热或吸热的孔,在孔中安装有热交换器,热交换器通过管路相互连通,在管路的进口或出口连接有太阳能集热装置。本实用新型是将夏季或过剩的太阳能进行储存,跨季节使用。利用土壤导热系数低的特性,将夏季或过剩的太阳能通过太阳能集热装置转化为热能,对土壤进行加热储能,在冬季时将土壤中储存的热能取出再利用,解决了目前太阳能利用过程中受地理位置、季节和天气影响非常大的问题;本装置具有结构简单、使用寿命长、占用土地资源小等特点,非常适合在太阳能充足的荒漠地区推广使用。

Description

利用土壤的储能装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种储能装置,特别是利用土壤的储能装置。 背景技术
[0002] 太阳能既是一次能源,又是可再生能源,它资源丰富,既可免费使用,又无需运输, 对环境无任何污染,越来越受到人们的关注。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/ m2,太阳能资源总量相当于现在人类所利用能源的一万多倍,但由于太阳能的能量密度低, 而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题,也使得它在整个综合能 源体系中的作用受到一定的限制。
[0003] 目前太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式。上述两种常用方式受地理位 置、季节和天气影响非常大。特别是如何将夏季大量的太阳能进行储存,跨季节进行释放, 成为太阳能利用研究的焦点问题。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足,提供一种将夏季或过剩的太阳能 转化为热能,对土壤进行加热储能,在需要时将土壤中储存的热能取出再利用的土壤的储 能装置。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型的技术方案是:一种利用土壤的储能装置,包括太阳 能集热装置和散热装置,其特征在于在适合储能的土壤上,开有竖直的用于散热或吸热的 孔,在孔中安装有热交换器,热交换器通过管路相互连通,在管路的进口或出口连接有太阳 能集热装置。
[0006] 在上述用于散热或吸热的孔,孔口上覆盖有保温层,在保温层上覆盖有土壤。
[0007] 上述适合储能的土壤为没有水源流动的土壤层。
[0008] 上述用于散热或吸热的孔的孔径为100— 300 mm。
[0009] 上述保温层上覆盖的土壤厚度为0. 5— :3m。
[0010] 上述太阳能集热装置为液体集热器或空气集热器。
[0011] 本实用新型是将夏季或过剩的太阳能进行储存,跨季节使用。利用土壤导热系数 低的特性,将夏季或过剩的太阳能通过太阳能集热装置转化为热能,对土壤进行加热储能, 在冬季时将土壤中储存的热能取出再利用,解决了目前太阳能利用过程中受地理位置、季 节和天气影响非常大的问题;本装置具有结构简单、使用寿命长、占用土地资源小等特点, 非常适合在太阳能充足的荒漠地区推广使用。
附图说明
[0012] 附图1为本实用新型的结构示意图;
[0013] 附图2为本实用新型附图1的A-A剖视图。具体实施方式
[0014] 如图1、2所示,首先在需要建立储能的土壤位置进行勘探,确定地下水的深度,然 后开挖宽度为2-3米,深度为0. 5-3m的沟。沟的深度可根据当地的情况设计在0. 5米或 1米或2米左右。在沟内每隔4米左右向下打孔2,孔深根据地下水位确定,离开地下水层 就行。孔径根据热交换器4的形式和储热情况进行确定。如在孔内安装U型PI^R管作为热 交换器时,孔径在100 mm或150mm左右,如果安装金属热交换器时,孔径根据金属热交换器 的外形尺寸进行确定,一般选择在300 mm以下。将热交换器通过管路相互连通后,然后在沟 中覆盖保温层3,将储能的土壤与上部土壤进行隔离,将土壤5回填,将太阳能集热装置7与 连接热交换器的管路6进行连接,就完成了本装置的安装。在表层土壤5上可以进行种植 或建设建筑。
[0015] 用于散热或吸热的孔2的排布和数量,可根据当地的地形和储能需要进行设计。
[0016] 利用本装置进行冬季采暖时,将热交换器的出口管1与空气集热器的进口管8进 行连接,利用安装在热交换器的出口管1上的风机,将空气集热器与热交换器所形成的换 热系统中的空气进行循环,将空气集热器所收集的太阳能转换成热空气,通过热交换器对 土壤进行加热。在冬季采暖季节,根据采暖需要,可将循环介质变为液体,反向循环,利用 土壤储存的热量对热交换器进行一次加热,然后利用液体集热器对采暖需液体进行二次加 热,以满足采暖需要。采用空气进行采暖时,只需将上述装置反向循环即可。
[0017] 在上述实施例中,利用热交换器向土壤中储能和从土壤中取能的方式中,采用的 储能和取能介质可以是液体或气体或两种介质交替使用的方式。
[0018] 储能和取能介质的循环方式也可在上述实施例的基础上,直接进行循环,而不采 用反向循环。
[0019] 在夏季需要对房屋内进行制冷时,也可将太阳能集热装置7不用,直接将房屋中 的热空气通过直接通过管路6送入由土壤中的热交换器4和出口管1组成的循环系统,将 房屋内的热空气通过热交换器4进行热交换降温后,由安装在房屋中的出口管1对房屋内 的空气进行降温。这是太阳能集热装置7可以为住户提供生活用热水。
[0020] 冬季采暖或夏季制冷时,也可采用热泵进行循环。

Claims (6)

1. 一种利用土壤的储能装置,包括太阳能集热装置和散热装置,其特征在于在适合储 能的土壤上,开有竖直的用于散热或吸热的孔(2),在孔(2)中安装有热交换器(4),热交换 器(4)通过管路相互连通,在管路的进口或出口连接有太阳能集热装置(7)。
2.根据权利要求1所述的利用土壤的储能装置,其特征在于在上述用于散热或吸热的 孔(2 ),孔口上覆盖有保温层(3 ),在保温层上覆盖有土壤(5 )。
3.根据权利要求2所述的利用土壤的储能装置,其特征在于上述适合储能的土壤为没 有水源流动的土壤层。
4.根据权利要求3所述的利用土壤的储能装置,其特征在于上述用于散热或吸热的孔 (2)的孔径为 100— 300 mm。
5.根据权利要求4所述的利用土壤的储能装置,其特征在于上述保温层上覆盖的土壤 (5)厚度为 0. 5—3m。
6.根据权利要求4所述的利用土壤的储能装置,其特征在于上述太阳能集热装置(7) 为液体集热器或空气集热器。
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CN102080886A (zh) * 2011-02-23 2011-06-01 张瑞明 利用土壤的储能装置

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