CN2541797Y - 节能供暖供冷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及节能供暖供冷装置。其特征是具有太阳能集热器1及与其连接的土壤换热器22和24、热泵14、供暖和供冷设备15和16及工作阀门部分，它可把太阳能集热器1获得的热量通过土壤换热器22、24蓄贮于土壤26中，冬季时进行供暖，供暖结束后可再进行土壤蓄热以备冬季供暖，夏季用循环泵17进行循环，通过土壤换热器22、24取出土壤中蓄贮的冷量进行供冷，供冷期后可再进行土壤蓄热以备冬季供暖，具有节能环保、低成本，用之不竭等特点。
Description
所属领域：本实用新型涉及太阳能利用和热量蓄贮技术领域，特别是一种节能供暖供冷装置。
背景技术：目前有两种利用“地热”进行供暖的装置，第一种是打地下深井，用水泵把地下水提升到地面，再用热泵取出其热量进行供暖，把降温后的水在附近深井回灌到地下，这种方法虽然能取得热量，但不可避免地污染了地下水源和土壤，造成无法挽救的损失。而且，若长期使用，回灌率逐年减小，水温越来越低，取热量越来越少，乃至不能长期使用。第二种是用土壤换热器和热泵取热，换热器中装入介质，在循环泵的作用下，介质流动并通过换热器的管壁与土壤进行换热，被提高温度的介质作为热泵的热源，使热泵产热进行供暖。但是，由于地下换热器传热所涉及到的土壤所能蓄储的热量进行补充，那么土壤换热器周围的土壤温度就会越来越低，热泵的效率及产热量也越来越低，不能长期使用。
发明内容：本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，设计提供一种结构简单，使用方便，利用太阳能及土壤蓄热，即可全年或任意季节把取得的太阳热蓄贮于土壤之中，使土壤温度升高，待需要时，用热泵取出供暖(或供热)，这样既可提高热泵的供热效率又可补充土壤失去的热量；并且当供暖结束后，若夏季需要供冷(空调)，可根据需要冷量的多少，部分或全部暂不进行土壤蓄热，即因为供暖结束时，土壤的温度很低，这样通过土壤换热器和循环泵可提供大量的冷量进行供冷空调(夏季供冷的过程对换热器周围的土壤蓄热，直至冬季供暖，并且冬季昼间可由土壤换热器和太阳能集热器联合作为热泵的热源进行供暖，夜间用土壤换热器单独作为热泵的热源进行供暖，这样可长期用1/3左右的能量实现供暖和供冷)，节能环保，高效率，低成本，可长期供暖和供冷的装置。
一种节能供暖供冷装置，其特征在于：具有太阳能集热器1及与其进、出口通过管路34连通形成循环回路的保温水箱2，以及与保温水箱2的出口和循环出口的管路34上分别通过管路6、 35连通并形成循环回路的地下土壤换热器22、24，如图1所示，并且在太阳能集热器1和保温水箱2的循环回路的管路34上设置工作阀门部分，如图1的右上部分所示，同时在保温水箱2和太阳能集热器1同地下土壤换热器22、24之间的循环回路的管路6和35上也设置工作阀门部分，如图1的左侧部分所示。
所说的在太阳能集热器1和保温水箱2的循环回路的管路34上设置的工作阀门部分，由在保温水箱2的循环出口和太阳能集热器1的进口之间的管路34上依次设置的电磁阀4和充放水阀5构成，如图1的右上部分所示，其中，电磁阀4通过控制线路31接控制仪表30。
所说的在保温水箱2和太阳能集热器1同地下土壤换热器22、24之间的循环回路的管路6和35上分别设置的工作阀门部分，其中，在管路6上的工作阀门部分由依次在其上设置的阀门9、10、29及循环泵27和阀门33及地下土壤换热器22和24的进口阀门25和21组成，在管路35上设置的工作阀门部分由依次设置的电磁阀8、充放水阀28及阀门23和20组成。
在管路6上依次并排设置的阀门9和10及10和29间分别设有通过管路36及其阀门11和管路37及其阀门12连通的热泵蒸发换热器13、热泵14和供热装置15，如图1的左上部分所示，其中，管路36与阀门9和10间的管路6连通后再与电磁阀8和充放水阀28间的管路35连通，最后在管路6和35间的管路36上设置电磁阀7后再接控制仪表30，如图1的右下部分所示。
在管路6和35经过地下土壤换热器22和24的末端分别设有并接的阀门18、门阀19及其循环泵17和供冷装置16，如图1的左下部分所示。本技术中的地下土壤换热器22、24可根据使用要求，可以是如图中给出的两个(即22、24)，当然也可以是一个，也可以是两个以上，如三或四个，也可以是四个以上等等。
本技术按照图1所示安装完成后，首先由阀5向系统注入不冻介质(如可以是水或其它液体)直至由通气管3流出为止。具体工作原理及过程分为如下三个步骤：
步骤一：由于太阳幅射的作用，太阳能集热器1中的介质吸热温度不断升高，由于此时电磁阀4是打开的，保温水箱2与太阳能集热器1和管道34构成了自然循环回路，介质在循环回路中循环，保温水箱2中介质温度随之升高，当升到某一数值时，测量控制仪表30就使电磁阀4关闭，同时启动循环泵27，使保温水箱2中的热介质经过管道6和打开的阀门9、10、29、25、33、2 进入土壤换热器24、22中。在换热器24、22中，流动的介质通过管壁与土壤26换热，使土壤26温度上升，同时介质的温度降低。被冷却的介质通过打开的阀门23、20和32及电磁阀8流向太阳能集热器1，在循环泵27的驱动下，介质在流过太阳能集热器1的同时被加热，按照上述的路线进行循环，同时进行土壤蓄热。夜间水箱2中的温度降至某一数值时，控制仪表30便指令循环泵27停止，电磁阀4关闭。次日仍按上述方法进行蓄热，土壤温度不断升高，直至冬季供暖。
步骤二：冬季供暖时，当昼间保温水箱2中的介质温度升高到某一数值时，电磁阀4关闭，介质在循环泵27的驱动下通过管道6，阀门9、11(阀门10关闭)，进入运行的热泵14的热泵蒸发换热器13中进行换热，介质升温，热量被热泵蒸发换热器13吸收并由热泵14提供给供暖设备15进行供暖。降温后的介质通过管道37、6、阀门12、29，循环泵27及阀门25、33、21进入土壤换热器24、22中，由于介质的温度低于土壤温度，所以介质流过土壤换热器24、22获得热量，温度升高，然后再通过管道35、阀门8进入太阳能集热器1再进行加热、升温，流入保温水箱2中，通过管道6、阀门9、11等进入热泵蒸发换热器13进行换热降温，由热泵14提供给供暖设备15热量进行供暖。夜间或阴天，保温水箱2中的温度低于数值时，电磁阀4、7打开而电磁阀8关闭，介质在循环泵27的驱动下，流经土壤换热器13进行换热降温，由热泵14向供暖设备15提供热量进行供暖。
步骤三：夏季需要冷量进行供冷时，供暖结束后根据需要，部分或全部的地下土壤换热器22、24暂不畜热。夏季供冷时，打开阀门18、19，启动循环泵17，介质流经管道进入土壤换热器22(或和24)，由于采暖时土壤中被提取了大量的热，所以此时土壤温度仍很低，介质流过土壤换热器22时进行热量交换，介质温度降低，降温后的介质进入供冷设备16吸热供冷，周而复始，供冷设备不断地输出冷量，土壤换热器周围的土壤温度不断升高，直至空调结束。
实际上，从土壤中取冷空调的过程也是对土壤的蓄热过程，或者说是蓄热的一部分。取冷空调结束后，仍可按“步骤一”进行蓄热，直至冬季供暖。
以供暖为主，夏季只进行部分供冷的地区夏季供冷时，关闭阀门33、32，只用1个(或部分)土壤换热器进行取冷，按“步骤三”进行夏季供冷空调，其他土壤换热器可仍按“步骤一”进行土壤蓄热。
不同的区域可选择不同(或组合)的步骤来实现供暖和供冷。
本实用新型和现有技术相比，具有结构简单，使用方便，利用太阳能及土壤蓄热，即可全年或任意季节把取得的太阳热蓄贮于土壤之中，使土壤温度升高，待需要时，用热泵取出供暖(或供热)，这样既可提高热泵的供热效率又可补充土壤失去的热量；并且当供暖结束后，若夏季需要供冷(空调)，可根据需要冷量的多少，部分或全部暂不进行土壤蓄热，即因为供暖结束时，土壤的温度很低，这样通过土壤换热器和循环泵可提供大量的冷量进行供冷空调，节能环保，高效率，低成本，可长期供暖和供冷等特点。
图1是本实用新型的整体结构的示意图。
实施方案：下面结合附图1对本实用新型作进一步描述：一种节能供暖供冷装置，其特征在于：具有太阳能集热器1及与其进、出口通过管路34连通形成循环回路的保温水箱2，以及与保温水箱2的出口和循环出口的管路34上分别通过管路6、35连通并形成循环回路的地下土壤换热器22、24，如图1所示，并且在太阳能集热器1和保温水箱2的循环回路的管路34上设置工作阀门部分，如图1的右上部分所示，同时在保温水箱2和太阳能集热器1同地下土壤换热器22、24之间的循环回路的管路6和35上也设置工作阀门部分，如图1的左侧部分所示。
所说的在太阳能集热器1和保温水箱2的循环回路的管路34上设置的工作阀门部分，由在保温水箱2的循环出口和太阳能集热器1的进口之间的管路34上依次设置的电磁阀4和充放水阀5构成，如图1的右上部分所示，其中，电磁阀4通过控制线路31接控制仪表30。
所说的在保温水箱2和太阳能集热器1同地下土壤换热器22、24之间的循环回路的管路6和35上分别设置的工作阀门部分，其中，在管路6上的工作阀门部分由依次在其上设置的阀门9、10、29及循环泵27和阀门33及地下土壤换热器22和24的进口阀门25和21组成，在管路35上设置的工作阀门部分由依次设置的电磁阀8、充放水阀28及阀门23和20组成。
在管路6上依次并排设置的阀门9和10及10和29间分别设有通过管路36及其阀门11和管路37及其阀门12连通的热泵蒸发换热器13、热泵14和供热装置15，如图1的左上部分所示，其中，管路36与阀门9和10间的管路6连通后再与电磁阀8和充放水阀28间的管路35连通，最后在管路6和35间的管路36上设置电磁阀7后再接控制仪表30，如图1的右下部分所示。
在管路6和35经过地下土壤换热器22和24的末端分别设有并接的阀门18、门阀19及其循环泵17和供冷装置16，如图1的左下部分所示。本技术中的地下土壤换热器22、24可根据使用要求，可以是如图中给出的两个(即22、24)，当然也可以是一个，也可以是两个以上，如三或四个，也可以是四个以上等等。
本技术按照图1所示安装完成后，首先由阀5向系统注入不冻介质(如可以是水或其它液体)直至由通气管3流出为止。具体工作原理及过程简单叙述如下：从充液阀5充注不冻介质，当太阳能集热器1接收太阳热加热了内部介质时，由于太阳能集热器1、保温水箱2和管道34构成自然循环(电磁阀4打开)回路，所以保温水箱2内温度上升，当升到某一数值时，电磁阀4关闭，循环泵27打开，介质便由保温水箱2经过管道6，阀门9、10、29、循环泵27、阀门33、21、25进入土壤换热器24、22中，通过管壁与土壤进行热交换，介质把热量传给土壤26，土壤温度上升，介质温度下降且再通过阀门20、23、32、电磁阀8进入太阳能集热器1中，再被加热进入保温水箱2，沿着上述的路线进行循环，周而复始，土壤温度升高，达到把太阳能蓄存于土壤之中的目的。
冬季供暖时，介质通过热泵蒸发换热器13降温后流过阀门12、29，通过循环泵27、阀门25、33、21进入土壤换热器24、22中进行换热，介质温度升高，然后进入保温水箱2，通过管道6、阀门9、11、进入热泵蒸发换热器13进行换热、降温，为热泵14提供热源，向供暖设备15提供热量进行供暖。夜间或阴天，保温水箱2中的温度低于数值时，电磁阀4、7打开而8关闭，介质在循环泵27的驱动下，流经土壤换热器13进行换热降温，由热泵14向供暖设备15提供热量进行供暖。通过热泵蒸发换热器降温的介质再通过阀门12、29，沿着上述路线流动再被加热，周而复始，使供暖设备15不断地输出热量。当保温水箱2中介质温度低于某一数值时，譬如低于或等于土壤换热器出口温度时，电磁阀门7打开而8关闭，介质从热泵蒸发换热器13出来后，经过阀门12、29、循环泵27，再经过阀门25、33、21进入土壤换热器24、22进行换热升温后，通过阀门20、32、23、电磁阀7、阀门11、流入热泵蒸发换热器13进行换热，使供暖设备15不断输出热量。
当夏季供冷时，关闭阀门29，打开阀门18、19、20、21、33、32、23、25，在循环泵17的驱动下，介质通过供冷设备16后分别进入土壤换热器22和24，在土壤换热器22、24中与土壤进行换热，由于采暖后的土壤温度很低，所以介质温度下降，土壤温度升高，降温后的介质通过管道、阀门19后进入供冷设备16进行吸热，介质温度升高，供冷设备16不断地输出冷量。
Claims (5)
1、一种节能供暖供冷装置，其特征在于：具有太阳能集热器1及与其进、出口通过管路(34)连通形成循环回路的保温水箱(2)以及与保温水箱(2)的出口和循环出口的管路(34)上分别通过管路(6)、(35)连通并形成循环回路的地下土壤换热器(22)、(24)，并且在太阳能集热器(1)和保温水箱(2)的循环回路的管路(34)上设置工作阀门部分，同时在保温水箱(2)和太阳能集热器(1)同地下土壤换热器(22)、(24)之间的循环回路的管路(6)和(35)上也设置工作阀门部分。
2、如权利要求1所述的一种节能供暖供冷装置，其特征在于：所说的在太阳能集热器(1)和保温水箱(2)的循环回路的管路(34)上设置的工作阀门部分，由在保温水箱(2)的循环出口和太阳能集热器(1)的进口之间的管路(34)上依次设置的电磁阀(4)和充放水阀(5)构成，其中，电磁阀(4)通过控制线路(31)接控制仪表(30)。
3、如权利要求1所述的一种节能供暖供冷装置，其特征在于：所说的在保温水箱(2)和太阳能集热器(1)同地下土壤换热器(22)、(24)之间的循环回路的管路(6)和(35)上分别设置的工作阀门部分，其中，在管路(6)上的工作阀门部分由依次在其上设置的阀门(9)、(10)、(29)及循环泵(27)和阀门(33)及地下土壤换热器(22)和(24)的进口阀门(25)和(21)组成，在管路(35)上设置的工作阀门部分由依次设置的电磁阀(8)、充放水阀(28)及阀门(23)和(20)组成。
4、如权利要求1、2或3所述一种节能供暖供冷装置，其特征在于：在管路(6)上依次并排设置的阀门(9)和(10)及(10)和(29)间分别设有通过管路(36)及其阀门(11)和管路(37)及其阀门(12)连通的热泵蒸发换热器(13)、热泵(14)和供热装置(15)，其中，管路(36)与阀门(9)和(10)间的管路(6)连通后再与电磁阀(8)和充放水阀(28)间的管路(35)连通，最后在管路(6)和(35)间的管路(36)上设置电磁阀(7)后再接控制仪表(30)。
5、如权利要求1、2或3所述一种节能供暖供冷装置，其特征在于：在管路(6)和(35)经过地下土壤换热器(22)和(24)的末端分别设有并接的阀门(18)、门阀(19)及其循环泵(17)和供冷装置(16)。
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| CN106642747A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-10 | 汪哲荪 | 一种网式太阳能地下储热取冷设施及其施工方法 |
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