一种能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统技术方案

本发明专利技术涉及可再生能源利用技术领域，公开了一种能用热泵主动保温的地埋管式储能换热‑换冷系统，包括土壤储能区、蓄热耦合器、热泵系统、太阳能集热系统和用户端，所述土壤储能区包括中央储能区和外围储能区，所述外围储能区是以中央储能区为圆心向外侧周向辐射形成的若干同心圆温差层，所述中央储能区和外围储能区的边缘部均设置有地埋管式换能器，所述土壤储能区、热泵系统、太阳能集热系统和用户端均与所述蓄热耦合器连接。本发明专利技术通过在以中央储能区为中心的周围土壤层内安装地埋管式换能器，利用吸热泵机组将散发在土壤中的热量泵送回储热井，大大提高了储热效率。

An underground tube type energy storage heat exchange system with active heat preservation of heat pump

【技术实现步骤摘要】
一种能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统
本专利技术属于可再生能源利用
，特别是涉及一种能利用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统。
技术介绍
近年来国内对太阳能地下储能装置开展了研究和应用，被认为是跨季节长期储能方案中最有前途的方案之一，但是目前采用地下土壤储热的方法大部分未进行地下绝热和防渗处理，如专利号为CN201720764357.6的中国专利“一种太阳能跨季节储能三联供系统”，其公开了将多孔材料和相变储能柱置入到地表以下深度为100-150米的土壤中，这种储能方式存储的热量会向四周土壤扩散，存在热损失严重，并且储热后可利用效率低的问题。因此，如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统，已解决现有技术的不足。本专利技术的实施案例是这样实现的：一种能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统，包括土壤储能区和热泵系统，所述土壤储能区包括中央储能区和外围保温区，所述中央储能区的外边缘部包饶设置有第一地埋管式换能器，所述外围保温区的外边缘部包饶设置有第二地埋管式换能器，所述热泵系统包括若干热泵机，所述热泵机包括蒸发器和冷凝器，所述第一地埋管式换能器与冷凝器连接形成高温水循环系统，所述第二地埋管式换能器与蒸发器连接形成低温水循环系统，所述热泵机能够将低温水循环系统的热量通过热交换作用进行升温后转移到高温水循环系统。进一步地，所述第一地埋管式换能器和第二地埋管式换能器为U型管状换能器。进一步地，所述的能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统，还包括蓄热耦合器、太阳能集热系统和用户端，所述土壤储能区、热泵系统(3)、太阳能集热系统和用户端与所述蓄热耦合器(2)连接。进一步地，所述蓄热耦合器与土壤储能区之间经由蓄热耦合器、管道、分集水器切换阀、管道、土壤储能区、管道、分集水器切换阀、管道、蓄热耦合器形成一个水热循环。进一步地，所述太阳能集热系统包括太阳能集热板和板式换热器，所述板式换热器与蓄热耦合器之间经由板式换热器、管道、蓄热耦合器、管道、板式换热器形成一个水热循环。进一步地，所述蒸发器、土壤储能区以及蓄热耦合器之间经由蒸发器、管道、分集水器切换阀、管道、土壤储能区、管道、分集水器切换阀、管道、蒸发器形成一个水热循环；所述冷凝器与蓄热耦合器之间经由冷凝器、管道、蓄热耦合器、管道、冷凝器形成一个水热循环。进一步地，所述用户端为若干风机盘管，所述风机盘管与蓄热耦合器之间经由耦蓄热耦合器、管道、风机盘管、管道、蓄热耦合器形成一个水热循环。本专利技术的有益效果是：本专利技术是一种在利用土壤可以蓄能、保温特性的基础上，再采用热泵泵送热能的主动式保温、储能换热、换冷系统，通过在包括以中央储能区为中心的周围土壤层内安装地埋管式换能器，通过地源热泵机组将散发在四周土壤中的热量重新收集，泵送到中央储能区，以消耗很少的电量维持中央储能区的温度，大大提高了储热温度和使用效率，减少了热损失、运行费用和建设投资，实现了跨季节蓄热供能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术的结构示意图；图2是地埋管式换能器的分布示意图；图3是热泵机的氟循环工作原理图；图4是地源热泵机组的能效图；图5是第一地埋管式换能器或第二地埋管式换能器的结构示意图。附图标记：1-土壤储能区，2-蓄热耦合器，3-热泵系统，4-太阳能集热系统，5-用户端，6-第一地埋管式换能器，7-第二地埋管式换能器，1A-中央储能区，1B-外围保温区，2A-耦合水箱，3A-热泵机，301-蒸发器，302-冷凝器，4A-太阳能集热板，4B-板式换热器,5A-风机盘管，(S1、S2、S3、S4)-分集水器切换阀，(101、102、201、202、303、304、305、306、401、402、403、404、3010、3011)-管道，(M1、M2、M3、M4、M5)-循环泵。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，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专利技术的限制。请参照图1至图5所示，本实施例提供一种能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统，包括土壤储能区1、蓄热耦合器2、热泵系统3、太阳能集热系统4和用户端5，所述土壤储能区1包括中央储能区1A和外围保温区1B，所述中央储能区1A的深度为60-150米，直径为50-100米的实心土壤圆柱区，所述外围保温区1B是以中央储能区1A为圆心向外侧辐射形成若干同心圆温差层，所述中央储能区1A和外围保温区1B的边缘部掘有若干圆周分布的地埋管井，所述中央储能区1A的地埋管井内置入有第一地埋管式换能器6，外围保温区1B的地埋管井内置入有第二地埋管式换能器7，所述第一地埋管式换能器6和第二地埋管式换能器7均为U形状，深度为60-150米，直径为0.15-0.3米；所述第一地埋管式换能器6包括外管601、内管602、蒸发管603、真空玻璃集热管604和密封塞605，所述内管602同心插入外管601内部，外管601的两端与内管602外壁密封焊接，形成同心套管换热结构，蒸发管103设置有多个且相互平行，每个蒸发管603一端封闭另一端按照一定间距垂直焊接在水平的外管601上，多个蒸发管603与同心套管夹套之间形成一个相通的密闭管排腔体，每一个蒸发管603穿过密封塞605中心孔插入真空玻璃集热管604中，密封塞605将真空玻璃集热管604开口处密封；所述第二地埋管式换能器7与第一地埋管式换能器6为同一种换能器；所述热泵系统3包括若本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统，其特征在于：包括土壤储能区(1)和热泵系统(3)，所述土壤储能区(1)包括中央储能区(1A)和外围保温区(1B)，所述中央储能区(1A)的外边缘部包饶设置有第一地埋管式换能器(6)，所述外围保温区(1B)的外边缘部包饶设置有第二地埋管式换能器(7)，所述热泵系统(3)包括若干热泵机(3A)，所述热泵机(3A)包括蒸发器(301)和冷凝器(302)，所述第一地埋管式换能器(6)与冷凝器(302)连接形成高温水循环系统，所述第二地埋管式换能器(7)与蒸发器(301)连接形成低温水循环系统，所述热泵机(3A)能够将低温水循环系统的热量通过热交换作用进行升温后转移到高温水循环系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统，其特征在于：包括土壤储能区(1)和热泵系统(3)，所述土壤储能区(1)包括中央储能区(1A)和外围保温区(1B)，所述中央储能区(1A)的外边缘部包饶设置有第一地埋管式换能器(6)，所述外围保温区(1B)的外边缘部包饶设置有第二地埋管式换能器(7)，所述热泵系统(3)包括若干热泵机(3A)，所述热泵机(3A)包括蒸发器(301)和冷凝器(302)，所述第一地埋管式换能器(6)与冷凝器(302)连接形成高温水循环系统，所述第二地埋管式换能器(7)与蒸发器(301)连接形成低温水循环系统，所述热泵机(3A)能够将低温水循环系统的热量通过热交换作用进行升温后转移到高温水循环系统。


2.根据权利要求1所述的能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统，其特征在于：所述第一地埋管式换能器(6)和第二地埋管式换能器(7)为U型管状换能器。


3.根据权利要求1所述的能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统，其特征在于：还包括蓄热耦合器(2)、太阳能集热系统(4)和用户端(5)，所述土壤储能区(1)、热泵系统(3)、太阳能集热系统(4)和用户端(5)与所述蓄热耦合器(2)连接。


4.根据权利要求3所述的能用热泵主动保温的地埋管式储能换热-换冷系统，其特征在于：所述蓄热耦合器(2)与土壤储能区(1)之间经由蓄热耦合器(2)、管道(201)、分集...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建国，
申请(专利权)人：绵阳永丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51