CN2558932Y - 野外作业用液态冷热源采暖系统 - Google Patents

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CN2558932Y CN 02237722 CN02237722U CN2558932Y CN 2558932 Y CN2558932 Y CN 2558932Y CN 02237722 CN02237722 CN 02237722 CN 02237722 U CN02237722 U CN 02237722U CN 2558932 Y CN2558932 Y CN 2558932Y
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徐生恒
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Beijing Enterprises Ever Soure Energy Co., Ltd.
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徐生恒
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Abstract

一种野外作业用液态冷热源采暖系统,包括地热采集器、抽液泵、能量提升器和出液泵。能量提升器包括由压缩机、冷凝器和蒸发器构成的制热回路和热交换回路,其中,还包括若干由床板、支承床板的床骨架组成的床,床骨架内设置有热交换管。热交换管的一端与热交换回路的负载进液管连接,另一端与热交换回路的负载回液管连接。本实用新型的野外作业用液态冷热源采暖系统夏季制冷,冬季制热,有效地改善了野外作业的恶劣环境条件,提高了生活质量;同时由于拆、装、运输方便,故在营地转移时可随时带走,在新场地重新安装后可重复使用,节约了大量投入资金。

Description

野外作业用液态冷热源采暖系统
技术领域
本实用新型涉及一种能源系统,具体地说涉及一种野外作业用液态冷热源采暖系统。
背景技术
本申请人就有关利用地下储存的大量低位冷热源来制冷或制热已申请了一系列专利,如名称为“井式液体冷热源系统”,申请号为00123494.3,公告号为CN1339680,申请日为2000年8月18日的专利申请提供了一种只需一口水井的无污染且造价低的冷热源系统。
该已知的井式液体冷热源系统的原理图如图1和图2所示。它包括由管路连接在一起的水井20(即地热采集器),能量提升器10,出液泵50和抽液泵60,水井20为能提供15℃左右低位冷热源恒温井水的水井,其出液管12a、回液管12b分别与能量提升器10的进液管和回液管相连。抽液泵60置于水井20的下部。能量提升10的出液管102与空调器(图中未示出)相接,出液管102上装有出液泵50,空调器的回液管103和与能量提升器10的冷凝器2相偶合的热交换管路30的进液管2b相连(图3)。
图2与图1的不同之处在于在所述水井和能量提升器之间设置有换热器80。
该已知的井式液体冷热源系统的能量提升器10在冬季制热时的工作原理如图3所示。能量提升器10包括制热回路和热交换回路,其中,制热回路由压缩机1,冷凝器2,贮液器3,干燥过滤器4,节流器5,蒸发器6和气液分离器7通过管道依次连接而成。该制热回路与普通空调,冰箱采用的制热(冷)回路相同。在制热回路中填充有用于制热循环的工质R22。
在热交换回路中,设有两个二位四通阀,即第一二位四通阀8和第二二位四通阀9。其中,与冷凝器2相偶合的热交换管路30的出液管2a与第一二位四通阀8的第一接口8a相连,其进液管2b与第二二位四通阀9的第一接口9a相连;空调器的进液管102与第一二位四通阀8的第二接口8b相连,其出液管103与第二二位四通阀9的第四接口9d相连;与蒸发器6相偶合的热交换管路40出液管6a与第一二位四通阀8的第三接口8c相连,其进液管6b与第二二位四通阀9的第三接口9c相连;水井20的回液管12b与第一二位四通阀8的第四接口8d相连,其出液管12a与第二二位四通阀9的第二接口9b相连。在热交换回路中填充有水或防冻液等工作介质,发明利用井水作能源的液体冷热源系统供空调器使用时,其热交换回路充填防冻液;如只用于供应热水,其热交换回路则充填水作工作介质。
所述能量提升器10在冬季制热时的工作过程如下:热交换回路管道内的液体工作介质吸收水井20中的低位热能并在抽液泵的作用下,经第二二位四通阀9、进液管6b送入与蒸发器6相偶合的热交换管路40。在蒸发器6内进行热交换,将热量传递给蒸发器6。经热交换后的液体经出液管6a,第一二位四通阀8、水井20的回液管12b流回至水井20。与此同时,蒸发器6中的工质R22通过蒸发器6的作用被转换为低温低压气体送入气液分离器7,在气液分离器7中经气液分离后被送入压缩机1。低压低温气体通过压缩机变为高温高压气体并被送至冷凝器2。在冷凝器2中,由压缩机1送出的高温高压气体和与冷凝器2相偶合的热交换管路30内的工作介质进行热交换,热交换后,被加热的液体工作介质经出液管2a,第一二位四通阀8,出液泵50及空调器的进液管102流入空调器给室内空气升温。经空调器散热后的液体工作介质通过空调器的回液管103,第二二位四通阀9,进液管2b流回至与冷凝器2相偶合的热交换管路30,完成工作循环。
设置上文所述的两个二位四通阀的目的在于使发明的井式液体冷热源系统适用于冬夏二季的使用。如果只作为冬季取暖,则可不安装二位四通阀。
该已知的井式液体冷热源系统的能量提升器10在冬季制热时的工作原理如图4所示。在该图中,第一二位四通阀8和第二二位四通阀9换向。其中,第一二位四通阀8接通与蒸发器6相偶合的热交换管路40的出液管6a和空调器的进液管102,并接通与冷凝器2相偶合的热交换管路30的出液管2a和水井20的回液管12b;同时,第二二位四通阀9接通与蒸发器6相偶合的热交换管路40的进液管6b和空调器的回液管103,并接通与冷凝器2相偶合的热交换管路30的进液管2b和水井20的出液管12a,使与蒸发器6相偶合的热交换管路40内的低温工作介质与空调器相连,从而实现向室内提供冷气。
显然,这种已知的井式液体冷热源系统,也可直接用于向用户提供热水,此时,只需要将空调器的进液管102安装上阀门,将空调器的回液管103与自来水管连接即可。
在图1和图2所示的情况下,抽液泵60通常设置在水井20的下部。在特殊情况下,当回水不畅时,可将抽液泵60置于隔板70上,从水井上部抽水,下部回水,这样的回水为有压回水。
在冬季制热时,进入能量提升器10的液体温度例如约为15℃时,经能量提升器10输出的液体温度可达50℃左右。经负载如空调器后,在空调器回液管103内液体的温度约为45℃,在水井回液管12b中液体的温度约为10℃。
在夏季制冷时,进入能量提升器10的液体温度例如同样约为15℃时,经能量提升器10输出的液体温度约为7℃,经负载如空调器后,在空调器回液管103内液体的温度约为12℃,在水井回液管12b中液体的温度约为20℃。
已知的井式地热采集器液体冷热源系统的优点在于:它以地下水所含有的大量低位热源作为能源供冷热所需处(即负载),例如供室内冬季采暖,夏季制冷使用。其工作时不产生任何有毒有害物质,无公害,无污染。
本申请人的另一专利,如图5至图7所示,名称为“蓄能器,专利号为ZL002454068,公告号为CN2433587。该专利公开了一种蓄能器(地热采集器)的结构,它包括设有循环液体进口21和循环液体出口22的容器23,其中在容器23内靠近进口21的下面设有均流板24,靠近出口22的上面设有支板25,均流板24和支板25上均匀密布有若干通孔(图中未示出),在均流板24和支板25之间装满交错堆放的其内充满相变物质的蓄能筒26,蓄能筒26互相之间可以平行放置,也可以是相邻两层之间相互垂直放置。并且每一蓄能筒26的两端套装有支撑环27,蓄能筒26的两端与容器23的侧壁相贴合。蓄能筒26由高强耐腐蚀塑料制成。在蓄能筒26中充入的相变物质为水或甘油或乙醇,用于与地下上壤进行热交换。
这种蓄能器在工作时,系统中的循环液体从容器23的进口21进入容器23中,由于蓄能筒26的两端设有支撑环27,支撑环27使蓄能筒26之产具有缝隙,循环液体通过均流板24绕蓄能筒26之间的间隙缓慢流过(如图6所示),与蓄能筒26中的相变物质进行系统热交换。将土壤中的热能交换给系统中的循环液体。
上述的液体冷热源系统适用于城建小区、宾馆、学校、医院等长久固定不变的场所,而在远离城镇的野外作业环境中,如兵营、地质勘探、开采、远洋航行等,人们搭建的临时房屋较简陋,一般没有采暖或制冷设施,保温性能差,夏季在炎炎烈日下,房屋就象一个大火炉,令人难以忍受;冬季天寒地冻,房屋内也一样冰冷,而人们的活动如办公、开会、学习、睡眠等大多是围绕着床铺展开的,所以床的利用率很高。因此床本身性能与生活质量的提高关系密切,即增加床的制冷、制热性能是提高野外作业环境下的生活质量的关键所在。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种适于野外作业用液态冷热源采暖系统,其不但节约煤、天然气或原油等能源,而且无污染、无公害,又便于拆、装和运输。
本实用新型野外作业用液态冷热源采暖系统,包括地热采集器、抽液泵、能量提升器和出液泵。所述能量提升器包括由压缩机、冷凝器和蒸发器构成的制热回路和热交换回路,其中,还包括若干由床板、支承床板的床骨架组成的床,所述床骨架内设置有热交换管。所述热交换管的一端与热交换回路的负载进液管连接,另一端与热交换回路的负载回液管连接。
本实用新型野外作业用液态冷热源采暖系统,其中所述床骨架是由两个纵梁和连接两个纵梁的若干横梁搭接而成的框架。所述横梁与床板之间设有若干支承板。所述热交换管盘旋在床板与横梁之间。
本实用新型野外作业用液态冷热源采暖系统,其中所述横梁与支承板之间设有保温板。
本实用新型野外作业用液态冷热源采暖系统,其中所述床板上设有散热孔。
本实用新型野外作业用液态冷热源采暖系统,其中所述纵梁和横梁均由方钢制成,且横梁下面设有底板,该底板的下表面与纵梁的下表面位于同一水平面。
本实用新型野外作业用液态冷热源采暖系统,其中还包括热水器,该热水器的加热器进液管与压缩机的出液管相连,加热器出液管与所述冷凝器的进液管相连。
本实用新型野外作业用液态冷热源采暖系统,其中所述能量提升器的制热回路中还包括膨胀阀,该膨胀阀安装在冷凝器的出液管与蒸发器的进液管之间的回路上。
本实用新型野外作业用液态冷热源采暖系统,其中还包括二个二位四通阀,与所述冷凝器相偶合的热交换管路的出液管与第一二位四通阀的第一接口相连,其进液管与第二二位四通阀的第一接口相连;负载进液管与第一二位四通阀的第二接口相连,负载回液管与第二二位四通阀的第四接口(9d)相连;与所述蒸发器相偶合的热交换管路的出水管与所述第一二位四通阀的第三接口相连,其进液管与第二二位四通阀的第三接口相连;所述地热采集器的进液管与第一二位四通阀的第四接口相连,其出液管与第二二位四通阀的第二接口相连。
本实用新型的野外作业用液态冷热源采暖系统的优点在于:它可利用一年四季地下温度变化小的特性,将低位的地下冷热源用地热采集器收集储存起来,保证在任何条件下,液体冷热源能提供足够的冷或热。并通过液体将地热采集器的低位冷热能输送到能量提升器,然后再通过液体把提升后的高位冷热能输送到床骨架内的热交换管。在冬季,该系统从地下收集低位热能(包括显热和相变时产生的潜热),而到夏季再把热能归还地下,因此,它是一种取自地下,归还地下的最佳良性循环系统,既节能又无污染;本实用新型的野外作业用液态冷热源采暖系统夏季制冷,冬季制热,有效地改善了野外作业的恶劣环境条件,提高了生活质量;同时由于拆、装、运输方便,故在营地转移时可随时带走,在新场地重新安装后可重复使用,节约了大量投入资金。
下面结合附图对本实用新型的野外作业用液态冷热源采暖系统作进一步说明。
附图说明
图1是已知的井式液体冷热源系统的原理图之一;
图2是已知的井式液体冷热源系统的原理图之二;
图3是已知的井式液体冷热源系统的能量提升器在冬季制热时的工作原理示意图;
图4是已知的井式液体冷热源系统的能量提升器在夏季制冷时的工作原理示意图;
图5是已知的蓄能器的主视图;
图6是已知的蓄能器的蓄能筒堆放示意图;
图7是已知的蓄能器的蓄能筒的局部放大图;
图8是本实用新型野外作业用液态冷热源采暖系统的原理图;
图9是本实用新型野外作业用液态冷热源采暖系统中一张床的结构示意图,为了清楚表示出热交换管在床中的位置,其中画入了热交换管;
图10是图9中A-A处的剖面图。
具体实施方式
本实用新型的野外作业用液态冷热源采暖系统是本申请人的利用地下储存的大量低位冷热源来制冷或制热的系列申请之一,其热交换回路与前述的“井式液体冷热源系统”的热交换回路相同,不再赘述;其制热回路可以利用“井式液体冷热源系统”的制热回路,也可以利用下文将要叙述的制热回路;本实用新型的野外作业用液态冷热源采暖系统的地热采集器可以利用“井式液体冷热源系统”的水井,或者前述的“蓄能器”,也可以利用本申请人申请的其他形式的地热采集器。
如图8所示,本实用新型的野外作业用液态冷热源采暖系统包括地热采集器20、抽液泵60、能量提升器10、出液泵50和若干张由床板11和支承床板的床骨架12组成的床。能量提升器10包括由压缩机1、冷凝器2、膨胀阀28和蒸发器6通过管路依次连接面构成的制热回路和热交换回路。床骨架12内设置有热交换管13,热交换管13的一端与热交换回路的负载进液管102连接,另一端与热交换回路的负载回液管103连接。在能量提升器10中的压缩机1与冷凝器2之间的管路中设有热水器81,该热水器81的加热器进液管81a与压缩机1的出液管相连,加热器出液管81b与冷凝器2的进液管相连。热水器81的水筒侧壁上连接有自来水管和生活用水管,其可以提供生活用热水。
参见图9和图10。本实用新型的野外作业用液态冷热源采暖系统中的床由床板11和支承床板的床骨架12组成。其中床骨架12是由两个纵梁14和焊接在两个纵梁14内侧的若干横梁15搭接而成的框架。横梁15下面设有由刨花板或三合板等材料制成的底板18,该底板18的下表面与纵梁14的下表面位于同一水平面;横梁15上面设有保温板17,以防止不必要的热量损失;保温板17与床板11之间设有若干支承板16。热交换管13排列在保温板17与床板11之间,由卡环和螺钉固定在保温板17上,相邻两排热交换管由支承板16隔开。设置支承板16可以避免床板11压迫热交换管13,有利于延长其使用寿命。为了更好散热,可以在床板11上设置散热孔(图中未示出),床板11可以由木板或胶合板或大芯板制成。纵梁14和横梁15均可以由方钢制成,热交换管可以由铜管、钢管或交联管或其他材料制成。

Claims (10)

1.一种野外作业用液态冷热源采暖系统,包括地热采集器(20)、抽液泵(70)、能量提升器(10)和出液泵(50),所述能量提升器(10)包括由压缩机(1)、冷凝器(2)和蒸发器(6)构成的制热回路和热交换回路,其特征在于:还包括若干由床板(11)、支承床板的床骨架(12)组成的床,其中所述床骨架(12)内设置有热交换管(13),所述热交换管(13)的一端与热交换回路的负载进液管(102)连接,另一端与热交换回路的负载回液管(103)连接。
2.根据权利要求1所述的野外作业用液态冷热源采暖系统,其特征在于:所述床骨架(12)是由两个纵梁(14)和连接两个纵梁(14)的若干横梁(15)搭接而成的框架,所述横梁(15)与床板(11)之间设有若干支承板(16),所述热交换管(13)盘旋在床板(11)与横梁(15)之间。
3.根据权利要求2所述的野外作业用液态冷热源采暖系统,其特征在于:所述横梁(15)与支承板之间设有保温板(17)。
4.根据权利要求1,2或3所述的野外作业用液态冷热源采暖系统,其特征在于:所述床板(11)上设有散热孔。
5.根据权利要求2或3所述的野外作业用液态冷热源采暖系统,其特征在于:所述纵梁(14)和横梁(15)均由方钢制成,且横梁(15)下面设有底板(18),该底板(18)的下表面与纵梁(14)的下表面位于同一水平面。
6.根据权利要求4所述的野外作业用液态冷热源采暖系统,其特征在于:所述纵梁(14)和横梁(15)均由方钢制成,且横梁(15)下面设有底板(18),该底板(18)的下表面与纵梁(14)的下表面位于同一水平面。
7.根据权利要求1,2或3所述的野外作业用液态冷热源采暖系统,其特征在于:还包括热水器(81),该热水器(81)的加热器进液管(81a)与压缩机(1)的出液管相连,加热器出液管(81b)与所述冷凝器(2)的进液管相连。
8.根据权利要求6所述的野外作业用液态冷热源采暖系统,其特征在于:还包括热水器(81),该热水器(81)的加热器进液管(81a)与压缩机(1)的出液管相连,加热器出液管(81b)与所述冷凝器(2)的进液管相连。
9.根据权利要求1,2,3或6所述的野外作业用液态冷热源采暖系统,其特征在于:所述能量提升器(10)的制热回路中还包括膨胀阀(28),该膨胀阀(28)安装在冷凝器(2)的出液管与蒸发器(6)的进液管之间的回路上。
10.根据权利要求1,2,3或6所述的野外作业用液态冷热源采暖系统,其特征在于:还包括二个二位四通阀(8,9),与所述冷凝器(2)相偶合的热交换管路(30)的出液管(2a)与第一二位四通阀(8)的第一接口(8a)相连,其进液管(2b)与第二二位四通阀(9)的第一接口(9a)相连;负载进液管(102)与第一二位四通阀(8)的第二接口(8b)相连,负载回液管(103)与第二二位四通阀(9)的第四接口(9d)相连;与所述蒸发器(6)相偶合的热交换管路(40)的出水管(6a)与所述第一二位四通阀(8)的第三接口(8c)相连,其进液管(6b)与第二二位四通阀(9)的第三接口(9c)相连;所述地热采集器(20)的进液管(12b)与第一二位四通阀(8)的第四接口(8d)相连,其出液管(12a)与第二二位四通阀(9)的第二接口(9b)相连。
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