CN203731726U - 蓄能罐式地能采集装置及使用该装置的空调系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种蓄能罐式地能采集装置,其结构简单,成本低,制造工艺简单,便于运输和安装,同时提供一种使用该装置的空调系统。本实用新型蓄能罐式地能采集装置包括充有水的罐体,所述罐体内设置充有液体介质的换热管,所述罐体具有连通到外部的第一进口端,罐体内设有支撑框架,所述换热管围绕支撑框架螺旋盘布多圈,并保持在支撑框架上,所述换热管的两端部连通到罐体外部。

Description

蓄能罐式地能采集装置及使用该装置的空调系统
技术领域
本实用新型涉及一种热交换蓄能装置,特别是涉及一种采集浅层地能热用于热交换、热贮存的装置。
背景技术
为了满足人们日渐提高的生活质量要求,空调的使用越来越多,其消耗电能进行制冷或制热,能源消耗大,且带来一系列环境问题。申请人在之前取得的中国发明专利CN1339677A中记载了一种采集地能进行换热达到制冷、取暖目的的蓄能器,将蓄能器置于地下恒温层,在蓄能器中安装充有相变物质(如:水)的蓄能筒以提升换热效率,液体介质(如:防冻液)在蓄能器壳体与蓄能筒外壁之间循环流动,蓄能筒中的相变物质与大地换热蓄能,循环液体介质与蓄能筒中的相变物质热交换,在冬季利用循环液体介质取暖,夏季利用循环液体介质降温。
上述蓄能器采集地能制冷、取暖,节约了能源,环保无污染,但这种结构蓄能器的相变物质需预先封装在蓄能筒内,制作工艺复杂,成品重量大,使蓄能器安装、运输不方便,循环液体介质充在蓄能器壳体中,用量较大,成本高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种蓄能罐式地能采集装置,其结构简单,成本低,制造工艺简单,便于运输和安装,同时提供一种使用该装置的空调系统。
本实用新型蓄能罐式地能采集装置,包括充有水的罐体,所述罐体内设置充有液体介质的换热管,所述罐体具有连通到外部的第一进口端,罐体内设有支撑框架,所述换热管围绕支撑框架螺旋盘布多圈,并保持在支撑框架上,所述换热管的两端部连通到罐体外部。
本实用新型蓄能罐式地能采集装置,其中所述罐体还设有第一出口端,罐体的第一进口端和第一出口端均设置在罐体的顶壁上,罐体内还设有进水管,所述进水管自第一进口端延伸至罐体下部。
本实用新型蓄能罐式地能采集装置,其中所述罐体顶壁上还设有第二进口端和第二出口端,换热管的两端部分别通过第二进口端和第二出口端连通到罐体外部。
本实用新型蓄能罐式地能采集装置,其中所述支撑框架包括至少两个水平设置的圆环和垂直固定在圆环外壁上多条纵梁,所述纵梁两端分别固定在罐体的顶壁和底壁上,所述换热管围绕纵梁螺旋盘布。
本实用新型蓄能罐式地能采集装置,其中所述纵梁上设有若干托板,所述螺旋盘布换热管支撑在托板上。
本实用新型蓄能罐式地能采集装置,其中所述换热管采用PE管。
本实用新型蓄能罐式地能采集装置,其中所述罐体的顶壁上设有吊耳。
本实用新型蓄能罐式地能采集装置,其中所述换热管中的液体介质采用冰点低于-5℃的防冻液。
本是实用新型空调系统,使用上述蓄能罐式地能采集装置,所述空调系统包括水源侧换热器,所述水源侧换热器包括与蓄能罐式地能采集装置相连通的能量输入侧,所述水源侧换热器能量输入侧的进、出口分别与蓄能罐式地能采集装置的换热管的两端部相连通。
本实用新型空调系统,其中所述空调系统设置有第一、第二两个蓄能罐式地能采集装置,第一、第二蓄能罐式地能采集装置并联设置,与水源侧换热器能量输入侧之间的连通分别通过第一阀门、第二阀门控制。
本实用新型空调系统,其中所述第一、第二阀门处分别安装有温度传感器,第一、第二阀门的启闭根据温度传感器控制。
本实用新型蓄能罐式地能采集装置与现有技术不同之处在于本实用新型蓄能罐式地能采集装置设置换热管螺旋盘布在罐体内,且换热管的两端与罐体外部相连通,罐体也具有与外部连通的第一进口端,这种结构的蓄能罐式地能采集装置,制造工艺简单,罐体中的水和换热管中的液体介质在安装好后再通入,这大大降低了成品重量,使安装、运输更加方便,液体介质充在换热管中,减少了用量,降低了成本。
本实用新型空调系统,使用上述蓄能罐式地能采集装置,通过采集换热管中循环流动液体介质的能量,实现制冷、取暖目的,节约了能源,环保无污染。
下面结合附图对本实用新型的蓄能罐式地能采集装置及使用该装置的空调系统作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型蓄能罐式地能采集装置优选实施方式的结构示意图;
图2为图1中沿A-A方向的剖视图;
图3为本实用新型优选实施方式中支撑框架的结构示意图;
图4为本实用新型使用蓄能罐式地能采集装置的空调系统的一种使用状态图;
图5为本实用新型使用蓄能罐式地能采集装置的空调系统的另一种使用状态图。
具体实施方式
如图1、2、3所示,本实施方式蓄能罐式地能采集装置包括置于土壤恒温层中的罐体1和位于罐体1内的换热管2,罐体为采用钢板制成的圆柱筒,在其顶壁上设有用于吊装的吊耳5。罐体1具有连通到外部的第一进口端1a和第一出口端1b,均设置在罐体1的顶壁上,罐体1内还设有进水管4与第一进口端1a连通,进水管4自第一进口端1a延伸至罐体1下部。
罐体1内设置支撑框架3,支撑框架3包括4个水平设置的钢制圆环3a,沿竖直方向等间距分布,沿圆环3a圆周方向均布有6条纵梁3b,纵梁3b采用钢管,垂直焊接在圆环的外壁上,纵梁3b的两端焊接在罐体1的顶壁和底壁上。
换热管2采用PE管,围绕支撑框架3螺旋盘布多圈,相邻两圈螺旋管之间具有间隙L,每条纵梁3b上焊接有多块托板3c,支托在螺旋盘布换热管2的下面,将换热管2保持在支撑框架3上。罐体1的顶壁上还设有第二进口端1c和第二出口端1d,换热管2的两端部分别通过第二进口端1c和第二出口端1d连通到罐体1外部。
安装时,将该装置吊装置于地下恒温层中,就位后,通过第一进口端1a向换热管外罐体内通入水,通过第二进口端1c向换热管2内通入冰点低于-5℃的液体介质,该液体介质是通过水与防冻液混合获得,也可以是冰点在-5℃的其他物质,如:盐水、环保冷媒。
将该装置应用在空调系统中,如图4所示,该空调系统包括室内换热器、压缩机、水源侧换热器,水源侧换热器包括与蓄能罐式地能采集装置相连通的能量输入侧和与压缩机、室内换热器相连通的能量输出侧,水源侧换热器能量输入侧的进口与第二出口端1d相连通,出口与第二进口端1c相连通。
冬季,热量流向如图4中虚线箭头所示,罐体1内的水吸收恒温层土壤的热量蓄存,换热管2内的液体介质循环流动与罐体1内的水热交换,吸取水中蓄存的热量后的循环液体介质被泵入空调系统水源侧换热器中,向水源侧换热器中的液体冷剂放热使其蒸发,蒸发后的蒸汽经压缩机压缩后供给到室内换热器,在室内换热器内冷凝放热,将室内空气加热,达到室内取暖的目的,放热后的液体冷剂重新回到水源侧换热器中,循环吸收换热管2中循环液体介质采集的地能。其中换热管2中的循环液体介质吸取水中蓄存的热量后,罐体1内水的温度下降,水与罐体1外的土壤进行热交换,不断吸取土壤中的热量,进而可不断向换热管2中的循环液体介质释放热量。
夏季,热量流向如图4中实线箭头所示,换热管2内的液体介质循环流动与罐体1内的水热交换,将循环液体介质的热量排放到水中,降温后的循环液体介质被泵入空调系统水源侧换热器中,吸收水源侧换热器中的冷剂蒸汽的热量,使蒸汽冷凝为液态,液态冷剂流入到室内换热器,在室内换热器内吸热蒸发,将室内空气冷却,达到室内降温的目的,吸热蒸发的冷剂蒸汽经压缩机压缩后,进入到水源侧换热器中,循环向换热管2中的循环液体介质释放热量。其中换热管2中的循环液体介质向罐体1中水释放热量后,罐体1内水的温度上升,水与罐体1外的土壤进行热交换,不断向土壤中释放热量,进而可不断向换热管2中的循环液体介质供给冷水。
同时,在夏季,罐体1的第一出口端1b也可与生活用水端接通,作为生活热水源。
为进一步保证空调系统的长时间持续使用,可并联设置第一、第二两个蓄能罐式地能采集装置A、B,如图5所示,二者分别通过第一、第二阀门10、20控制与水源侧换热器能量输入侧的连通,在第一、第二阀门10、20处分别安装温度传感器启闭第一、第二阀门。
当第一蓄能罐式地能采集装置的换热管中循环液体介质的温度能满足水源侧换热器的使用需求时,第一阀门开启,第二阀门关闭,由第一蓄能罐式地能采集装置供给水源侧换热器的换热需求。
当温度传感器检测到换热管中循环流动的液体介质温度不能满足换热需求时,控制关闭第一阀门,开启第二阀门,使第一蓄能罐式地能采集装置进入蓄能状态,由第二蓄能罐式地能采集装置供给水源侧换热器的换热需求,二者切换蓄能供给,保证空调系统的持续运行。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新型的范围进行限定,在不脱离本实用新型设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种蓄能罐式地能采集装置,包括充有水的罐体(1),其特征在于:所述罐体(1)内设置充有液体介质的换热管(2),所述罐体(1)具有连通到外部的第一进口端(1a),罐体(1)内设有支撑框架(3),所述换热管(2)围绕支撑框架(3)螺旋盘布多圈,并保持在支撑框架(3)上,所述换热管(2)的两端部连通到罐体(1)外部。
2.根据权利要求1所述的蓄能罐式地能采集装置,其特征在于:所述罐体(1)还设有第一出口端(1b),罐体的第一进口端(1a)和第一出口端(1b)均设置在罐体(1)的顶壁上,罐体(1)内还设有进水管(4),所述进水管(4)自第一进口端(1a)延伸至罐体(1)下部。
3.根据权利要求1或2所述的蓄能罐式地能采集装置,其特征在于:所述罐体(1)顶壁上还设有第二进口端(1c)和第二出口端(1d),换热管(2)的两端部分别通过第二进口端(1c)和第二出口端(1d)连通到罐体(1)外部。
4.根据权利要求3所述的蓄能罐式地能采集装置,其特征在于:所述支撑框架(3)包括至少两个水平设置的圆环(3a)和垂直固定在圆环外壁上多条纵梁(3b),所述纵梁(3b)两端分别固定在罐体(1)的顶壁和底壁上,所述换热管(2)围绕纵梁螺旋盘布。
5.根据权利要求4所述的蓄能罐式地能采集装置,其特征在于:所述纵梁(3b)上设有若干托板(3c),所述螺旋盘布换热管(2)支撑在托板(3c)上。
6.根据权利要求5所述的蓄能罐式地能采集装置,其特征在于:所述换热管(2)采用PE管。
7.根据权利要求6所述的蓄能罐式地能采集装置,其特征在于:所述罐体(1)的顶壁上设有吊耳(5)。
8.根据权利要求7所述的蓄能罐式地能采集装置,其特征在于:所述换热管(2)中的液体介质采用冰点低于-5℃的防冻液。
9.一种空调系统,使用权利要求1至8任一项所述的蓄能罐式地能采集装置,其特征在于:所述空调系统包括水源侧换热器,所述水源侧换热器包括与蓄能罐式地能采集装置相连通的能量输入侧,所述水源侧换热器能量输入侧的进、出口分别与蓄能罐式地能采集装置的换热管(2)的两端部相连通。
10.根据权利要求9所述的空调系统,其特征在于:所述空调系统设置有第一、第二两个蓄能罐式地能采集装置,第一、第二蓄能罐式地能采集装置并联设置,与水源侧换热器能量输入侧之间的连通分别通过第一阀门(10)、第二阀门(20)控制。
11.根据权利要求10所述的空调系统,其特征在于:所述第一、第二阀门(10、20)处分别安装有温度传感器,第一、第二阀门(10、20)的启闭根据温度传感器控制。
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