CN205783475U - 一种地能热交换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地能热交换系统，该系统包括储能液(01)、预埋在地下用于储存储能液(01)的储能液容器(02)、设置在储能液容器(02)内部的、用于实现空气与储能液(01)进行热量交换的换热组件(03)和设置在储能液容器(02)外部的、用于实现储能液(01)与土壤进行热量交换的导热棒(04)。该系统利用了地球表面浅层地热资源(土壤吸收太阳能、地热能)作为冷热源，进行能量转换，不受地域、资源等限制；环境效益显著，无污染、无废弃物，且不用远距离输送热量；该系统所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，维护费用低，而且自动化程度高。

Description

一种地能热交换系统

技术领域

本实用新型涉及建筑物室内空气调节领域，尤其涉及一种地能热交换系统。

背景技术

近年来，能源与环境已成为各国共同关注的话题，节能减排也越来越成为国家发展中的一项重要任务。

基站一般安置在密封的房间内，通过空调常年运行来维持温度和湿度。由于处于密封环境，基站热源主要来自内部设备，基站外部环境对其影响较小。故基站空调一年四季24小时都处于运行状态，耗能巨大。随着通信技术的不断发展，特别是近几年第四代通讯技术(4G)的逐渐应用，通信基站机房的建设逐年增加，据有关部门统计全国通信基站站址超过200万个，全年耗电超过360亿度，据统计基站耗电中用于保持运行环境的耗电占54％以上，年耗电可达194亿度。

由于通信基站对环境要求严格，所以如何能够有效降低通信基站机房保持运行环境的能耗是绿色节能的主要方向，由此针对通信基站的各类节能设备也得到广泛的应用。

目前比较常见的通信基站机房保持运行环境方法主要包括以下几种：

第一种是以空调+加热器形式，该方法为传统的通信基站机房保持运行环境的方法，优点是输出稳定、效果显著；缺点是能耗高，维护成本高。

第二种是换风系统+空调+加热器，该方法在第一种方法的基础上增加了换风系统，利用自然环境为基站制冷，减少了空调的使用，其优点是降低了能耗，据统计通信基站机房安装换风系统能耗可降低30％以上；缺点是此方法降低能耗有限，缺少智能控制，无法同其他保持运行环境设备形成联动，另外防尘效果差无法满足通信设备的环境要求，同时仍需依赖基站原有的保持运行环境的设备。

第三种是其他节能设备，如热管、空调节温器等，都是辅助空调工作，减少空调的使用，但均未达到有效降低能耗的作用，并且投入成本高，仍需依赖原有的保持运行环境系统。

综上所述，现有通信基站机房的保持运行环境设备，普遍存在能耗高，无法独立使用等问题。基于上述问题，本实用新型人设计了一种能够独立工作、自动化程度高、同时兼备制冷制热的地能热交换系统，该系统能够有效地降低能耗，降低投入成本。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种高效节能的地能热交换系统，该系统利用储能液、导热棒的高效的导温性能对室内空气进行热交换，将热量存储和释放到储能液、土壤中，相对传统的建筑物内保持运行环境的方式，能耗降低80％以上，尤其适用于昼夜温差大，全年平均气温较低的地域。

具体来说，本实用新型的目的在于提供以下方面：

第一方面、一种地能热交换系统，其特征在于，该系统包括储能液01、预埋在地下用于储存储能液01的储能液容器02、设置在储能液容器02内部的、用于实现空气与储能液01进行热量交换的换热组件03和设置在储能液容器02外部的、用于实现储能液01与土壤进行热量交换的导热棒04。

第二方面、根据第一方面所述的地能热交换系统，其特征在于，该系统还包括预埋在地下的交换井05和联通室内与交换井05的第一连接管道06、第二连接管道07。

第三方面、根据第二方面所述的地能热交换系统，其特征在于，该系统还包括设置在交换井05内部的储能液冷却风路08，其用于对储能液01进行降温。

第四方面、根据第二方面所述的地能热交换系统，其特征在于，所述换热组件03为列管式换热器，其一端与第一连接管道06相连，另一端与第二连接管道07相连。

第五方面、根据第四方面所述的地能热交换系统，其特征在于，该系统还包括进气管道09，其一端与交换井05相连，另一端暴露在室外空气中。

第六方面、根据第五方面所述的地能热交换系统，其特征在于，所述进气管道09包括进气口10和出气口11，

在进气口10处设置有防雨帽12，

在出气口11处设置有防尘过滤器13。

第七方面、根据第六方面所述的地能热交换系统，其特征在于，该系统还包括换风子系统S01，

所述换风子系统S01包括进风口15、换风管道、风机和电动风阀，

所述进风口与第二连接管道07相连，用于将经过热量交换的空气引到室内。

第八方面、根据第七方面所述的地能热交换系统，其特征在于，该系统还包括控制子系统S02，

所述控制子系统S02括输入装置、检测装置、中央控制装置和显示装置，

所述输入装置用于用户设定系统参数，

所述检测装置用于检测室内温度、交换井05温度和储能液01温度，并且将检测得到的室内温度、交换井05温度和储能液01温度传递给中央控制装置，

所述中央控制装置根据接收的室内温度、交换井05温度和储能液01温度控制所述电动风阀，

所示显示装置用于显示室内温度、交换井05温度和储能液01温度。

本实用新型所具有的有益效果包括：

(1)该系统利用了地球表面浅层地热资源(土壤吸收太阳能、地热能)作为冷热源，进行能量转换，不受地域、资源等限制；

(2)环境效益显著，无污染、无废弃物，且不用远距离输送热量；

(3)该系统所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，维护费用低；

(4)自动化程度高。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的地能热交换系统的结构示意图。

附图标号说明：

01-储能液

02-储能液容器

03-换热组件

04-导热棒

05-交换井

06-第一连接管道

07-第二连接管道

08-储能液冷却风路

09-进气管道

10-进气口

11-出气口

12-防雨帽

13-防尘过滤器

14-风机

15-进风口

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本实用新型提供的一种地能热交换系统，该系统包括储能液01、预埋在地下用于储存储能液01的储能液容器02、设置在储能液容器02内部的、用于实现空气与储能液01进行热量交换的换热组件03和设置在储能液容器02外部的、用于实现储能液01与土壤进行热量交换的导热棒。

进一步地，所述储能液01具备热交换性能，能够快速实现热量交换，室内热源通过换热组件将热能交换到储能液01中，并暂时储存，最终缓慢释放到周围土壤中。

更进一步地，所述储能液01为乙二醇，储能液01工作温度范围为-10～40℃。

在一个优选的实施方式中，所述储能液容器02的材质为316不锈钢，制作要求为保护焊接，容积不少于500L。储能液容器02埋入地下使用年限应大于8年。

在一个优选的实施方式中，所述换热组件03为列管式换热器，更优选地，所述列管式换热器为304不锈钢制作，U型设计，列管总长度大于1.2米，保证空气与储能液01能够充分地进行热交换。

在一个优选的实施方式中，所述导热棒04为高导热棒，具有高导热性，能够将储能液01中储存的热量传到到土壤中，并进行储存，改变土壤的导温性，同时根据系统需求提供热量或冷量。

“冷量”是在制冷领域的一种习惯用语，是指比环境温度低的物质所具有的吸收热量的能力，吸热能力的大小就称为冷量。

在一个优选的实施方式中，在储能液容器02底部及四周设置48根以上高导热棒，更优选地，高导热棒以石墨为主要导热体，每根长度不低于1米，在接触储能液容器02部分填充导热石墨，以增加热传导。

通过多根导热棒04和储能液容器02组成一个直径不小于3米左右，高度不小于2米的土壤储热层，通过储能液热交换，改变土壤的导温率，将热量或冷量传导到土壤中，并进行存储，同时根据系统需求提供热量或冷量；并且根据系统容量要求，可调整储存范围，直到满足需求。

在一个优选的实施方式中，该系统还包括预埋在地下的交换井05和联通室内与交换井05的第一连接管道06、第二连接管道07。

在一个优选的实施方式中，交换井05设置在房屋背阴面，井深大于2.5米，井直径大于1.2米，更优选地，在井壁四周悬挂防尘布，降低灰尘浓度。

在一个优选的实施方式中，第一连接管道06相连和第二连接管道07相连分别与列管式换热器一端相连，更优选地，所述第一连接管道06和第二连接管道07为直径110mm的钢丝软管，更优选地，在布置第一连接管道06和第二连接管道07时，应减少弯路，降低风阻。

在一个优选的实施方式中，该地能热交换系统还包括设置在交换井05内部的储能液冷却风路08，其用于对储能液01进行降温。

储能液冷却风路08根据地能热交换系统的工作情况以及储能液的温度情况，利用昼夜温差大的特性，在夜间系统工作闲时开启风路，辅助储能液降温，比便增加储能液次日的工作能力，提高制冷效率。

在一个优选的实施方式中，在储能液冷却风路08内安装风机14，提高储能液降温效率。

在一个优选的实施方式中，该地能热交换系统还包括进气管道09，其一端与交换井05相连，另一端暴露在室外空气中，所述进气管道09包括进气口10和出气口11。

在一个优选的实施方式中，进气管道09需要单独埋置，在进气口10处设置有防雨帽12，避免进入蚊虫或者雨水，在出气口11处设置有防尘过滤器13，过滤掉空气中的灰尘，更优选地，防尘过滤器由多组过滤网组成。

室外空气通过进气管道09经过防尘过滤器进入交换井05内，在交换井05内与储能液01进行自然换热后进入室内，通过换热组件03和导热棒将热量或冷量有效地储存在储能液01和土壤中，并且根据系统需求提供热量或冷量，形成良性循环。

在一个优选的实施方式中，在进气管道09内安装电动风阀，用于开启或关闭进气管道09。

在一个优选的实施方式中，进气管道09的直径为200mm，保证进气量。

在一个优选的实施方式中，该系统还包括换风子系统。

具体地，所述换风子系统包括进风口15、换风管道、风机和电动风阀，

所述进风口15与第二连接管道07相连，用于将经过热量交换的空气引到室内，优选地，在进风口设置扇叶，可以手动改变风向。

在一个优选的实施方式中，该系统还包括控制子系统。

具体地，所述控制子系统包括输入装置、检测装置、中央控制装置和显示装置，

所述输入装置用于用户设定系统参数，

所述检测装置用于检测室内温度、交换井05温度和储能液01温度，并且将检测得到的室内温度、交换井05温度和储能液01温度传递给中央控制装置，

所述中央控制装置根据接收的室内温度、交换井05温度和储能液01温度控制所述电动风阀，

所示显示装置用于显示室内温度、交换井05温度和储能液01温度。

更具体地，所述检测装置为温度传感器。

在一个优选的实施方式中，所述输入装置和检测装置集成在一块控制面板上，所述控制面板位于房间内。更优选地，所述输入装置为键盘，所述显示装置为显示屏。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种地能热交换系统，其特征在于，该系统包括储能液(01)、预埋在地下用于储存储能液(01)的储能液容器(02)、设置在储能液容器(02)内部的、用于实现空气与储能液(01)进行热量交换的换热组件(03)和设置在储能液容器(02)外部的、用于实现储能液(01)与土壤进行热量交换的导热棒(04)。

2.根据权利要求1所述的地能热交换系统，其特征在于，该系统还包括预埋在地下的交换井(05)和联通室内与交换井(05)的第一连接管道(06)、第二连接管道(07)。

3.根据权利要求2所述的地能热交换系统，其特征在于，该系统还包括设置在交换井(05)内部的储能液冷却风路(08)，其用于对储能液(01)进行降温。

4.根据权利要求2所述的地能热交换系统，其特征在于，所述换热组件(03)为列管式换热器，其一端与第一连接管道(06)相连，另一端与第二连接管道(07)相连。

5.根据权利要求4所述的地能热交换系统，其特征在于，该系统还包括进气管道(09)，其一端与交换井(05)相连，另一端暴露在室外空气中。

6.根据权利要求5所述的地能热交换系统，其特征在于，所述进气管道(09)包括进气口(10)和出气口(11)，

在进气口(10)处设置有防雨帽(12)，

在出气口(11)处设置有防尘过滤器(13)。

7.根据权利要求6所述的地能热交换系统，其特征在于，该系统还包括换风子系统(S01)，

所述换风子系统(S01)包括进风口(15)、换风管道、风机和电动风阀，

所述进风口与第二连接管道(07)相连，用于将经过热量交换的空气引到室内。

8.根据权利要求7所述的地能热交换系统，其特征在于，该系统还包括控制子系统(S02)，

所述控制子系统(S02)括输入装置、检测装置、中央控制装置和显示装置，

所述输入装置用于用户设定系统参数，

所述检测装置用于检测室内温度、交换井(05)温度和储能液(01)温度，并且将检测得到的室内温度、交换井(05)温度和储能液(01)温度传递给中央控制装置，

所述中央控制装置根据接收的室内温度、交换井(05)温度和储能液(01)温度控制所述电动风阀，

所示显示装置用于显示室内温度、交换井(05)温度和储能液(01)温度。