一种土壤高效蓄冷释冷系统技术方案

一种土壤高效蓄冷释冷系统，属于蓄冷释冷技术领域。包括多个地井、地埋管、置于地表的室外换热器、室内空调换热器、主管道、循环水泵、温度检测仪及阀控装置，每个地井内的地埋管间不同土壤层并联设置多个分层支管，其上设有分层控制阀，每个土壤层均设置有温度检测仪；各个地井内的地埋管的一路均并联循环水泵的一端，循环水泵另一端并联室内、外换热器进水端，室内、外换热器出水端通过主管道并联连接地埋管的另一路水管，且该路水管上分别设有分支控制阀；在循环水泵两端管路上设有阀控装置，阀控装置分别连接各层温度检测仪及各个阀门，控制水流方向，实现释冷或蓄冷循环，降低了空调制冷的电能消耗，减轻了城市的热岛效应。减轻了城市的热岛效应。减轻了城市的热岛效应。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤高效蓄冷释冷系统


[0001]本专利技术属于蓄冷释冷
，特别是涉及一种土壤高效蓄冷释冷系统。

技术介绍

[0002]随着经济的发展进步，对能源的需求和对环境的保护的矛盾越发严峻。以往夏季的空调制冷大部分都采用电制冷，耗费了电能，增加了通过火力发电的二氧化碳排放，火力发电同时转化成为热量放出，又加重了城市热岛效应。
[0003]对于寒冷和严寒地区，冬季空气中的冷量在冬季是一种不利因素，但在夏季却是一种财富。所以大家一直在努力通过冬季蓄冷夏季释冷来进行利用。古代有冬季冻冰储存于山洞，在夏季取用，但使用和储存都不方便，而且成本巨大因此得不到实际推广应用。
[0004]随着科技发展，我们对地下土壤的了解更加深入透彻，通过打井埋设管道来实现利用浅层土壤的蓄冷功能来储存冷量。地下5米以下的土壤接近该地区的年平均气温，对于寒冷和严寒地区各地平均温度略有差异。例如：沈阳地区平均气温大约10℃，现有通过打多口大约80～100米深，直径100mm～150mm 左右的井，把两根(一供、一回)换热管道下入井内，填入换热性好的沙土。通过多个井内的换热管分别并联并联后的管路连接循环水泵和地面的换热器组成闭合环路，用水作为循环介质在系统内流动进行工作。在冬季，水流经地上换热器时被空气冷却，将至接近0℃(液态)，通过管道输送循环水泵提供动力送至并联的地埋管，通过地埋管的外表面与管外的10℃的土壤进行换热，使土壤最终降到接近0℃。过度季节系统停止运行。到了夏季，系统运行，系统循环介质水可以把冷量提到地面需要的空调系统提供冷量。此方法，每口井的间距大约5米左右，控制的深度为80～100米，土壤的蓄热量可以提供给建筑一定的夏季冷量需求。
[0005]现有技术方案存在如下技术问题：1、供、回水管换热相互干扰，换热效果差，井深只能打到100米，系统蓄冷量进一步提升受限。且井内的换热管道为不保温的两根管，供水管和回水管，两根管道存在着巨大的热传递(热短路)。
[0006]2、蓄冷的土壤层随深度的变化很大，现有技术不能根据不同土壤层进行蓄冷、释冷调节。

技术实现思路

[0007]针对上述存在的技术问题，提供一种土壤高效蓄冷释冷系统，解决了原有供回水管换热相互干扰(热短路)的问题，使系统的蓄冷与释冷的效果明显提高。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0009]本专利技术一种土壤高效蓄冷释冷系统，包括多个地井、置于每个地井内的地埋管、置于地表的室外换热器、室内空调换热器、主管道、循环水泵、温度检测仪、多个阀门及阀控装置，所述每个地井内的地埋管均设有循环供、回水管，在两水管间不同土壤层并联设置多个分层支管，每个分层支管上均设有分层控制阀，每个土壤层均设置有温度检测仪；各个地井内的地埋管的一路水管均并联连接循环水泵的一端，循环水泵另一端并联连接室外换热
器、室内空调换热器的进水口端，室外换热器、室内空调换热器的出水口端通过主管道并联连接的地埋管的另一路水管，且该路水管上分别设有分支控制阀，所述室外换热器的进出水端分别连接阀门Ⅲ，室内空调换热器的进出水端分别连接阀门Ⅳ；在循环水泵与地埋管和换热器间连接的管路上设有控制地埋管水流方向的阀控装置，所述阀控装置分别连接各层温度检测仪、各层阀门及阀控装置的阀门，控制水流方向，实现地埋管中的水通过换热器流回地埋管中的释冷循环或地表换热器内的水经过地埋管流回换热器的蓄冷循环。
[0010]进一步地，所述阀控装置包括控制器及同时打开或关闭的两组阀门，分别为阀门Ⅰ和阀门Ⅱ，其中阀门Ⅰ分设于循环水泵两端，在每个阀门Ⅰ和循环水泵两端的管路上均连接支管路，在支管路上均设置有阀门Ⅱ，控制器分别连接各阀门及温度检测仪。
[0011]进一步地，所述每个地井内的地埋管连接循环水泵一侧的管路外设有防水保温外壳形成保温管道。
[0012]进一步地，所述相邻两层的分层支管间的高度H为10～20米。
[0013]本专利技术的有益效果为：
[0014]1.本专利技术解决了原有供回水管换热相互干扰的热短路问题，通过设置阀控装置及切换阀门，配合土壤分层控制阀门的交替开关，及地埋管的一支设置防水保温外壳，联合作用，共同实现对土壤进行可控的分层蓄冷与释冷，从而保证对所有能蓄冷与释冷的土壤层的充分利用。
[0015]2.本专利技术由于一根管道换热另一根管道加上了防水保温外壳，使两管道的相互干扰降到了极低。使系统的蓄冷与释冷的效果明显提高。通过打井的深度可以继续加大，可超过100米，实现了单井的蓄冷与释冷的容量的大幅提高。
[0016]3.本专利技术可以根据各层土壤的特性，在蓄冷和释冷时跳过不利于蓄冷和释冷的土壤层，对不能蓄冷与释冷的土壤层跳过蓄冷与释冷。解决了不利土壤层对蓄冷和释冷的不利影响，使系统高效节能运行。
[0017]4.本专利技术采用分层蓄冷与释冷，使循环水泵在长管路和短管路(系统大阻力和小阻力)之间工作，循环水泵可以通过变频工作实现节能运行。避免了原有循环水泵总在最长管路(最大阻力)工况下工作。节省了电能消耗，相当于减少了二氧化碳的排放量。
[0018]5.本专利技术在解决了现有技术存在的问题，使利用土壤进行冬冷夏用，如果得到大面积推广，还会带来的巨大的经济和社会效益。降低了夏季的空调制冷的电能消耗，减少了城市空调制冷的用电量，减轻了城市的热岛效应。使城市房间的冷负荷在地下放出，进一步抵消一部分其他城市设备造成的热岛效应。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的结构示意图。
[0020]图2是图1中保温管道示意图。
[0021]图3是蓄冷过程示意图。
[0022]图4是释冷过程示意图。
[0023]图中：1.循环水泵，2.室外换热器，3.主管道，4.地埋管，5.分支控制阀，6.分层控制阀，61.第1层阀门，62.第2层阀门，63.第3层阀门，6(n
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1).第(n
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1)层阀门，6n.第6n层阀门，7.保温管道，8.防水保温外壳，9. 阀门Ⅰ，10.阀门Ⅱ，11.温度测点，12.温度检测仪，13.
土壤，131.第1层土壤，132.第2层土壤，133.第3层土壤，134.第4层土壤，13(n
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1).第n
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1 层土壤，13n.第n层土壤，14.室内空调换热器，15.阀门Ⅲ，16.阀门Ⅳ。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述。
[0025]实施例：本专利技术一种土壤高效蓄冷释冷系统，包括多个地井、置于每个地井内的地埋管4、置于地表的室外换热器2、室内空调换热器14、主管道3、循环水泵1、温度检测仪12、多个阀门及阀控装置，所述每个地井内的地埋管4均设有循环供、回水管，在两水管间不同土壤层并联设置多个分层支管，每个分层支管上均设有分层控制阀6，每个土壤层均设置有温度检测仪12检测点；各个地井内的地埋管4的一路水管均并联连接循环水泵1的一端，循环水泵1另一端并联连接室外换热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤高效蓄冷释冷系统，其特征在于：包括多个地井、置于每个地井内的地埋管、置于地表的室外换热器、室内空调换热器、主管道、循环水泵、温度检测仪、多个阀门及阀控装置，所述每个地井内的地埋管均设有循环供、回水管，在两水管间不同土壤层并联设置多个分层支管，每个分层支管上均设有分层控制阀，每个土壤层均设置有温度检测仪；各个地井内的地埋管的一路水管均并联连接循环水泵的一端，循环水泵另一端并联连接室外换热器、室内空调换热器的进水口端，室外换热器、室内空调换热器的出水口端通过主管道并联连接的地埋管的另一路水管，且该路水管上分别设有分支控制阀，所述室外换热器的进出水端分别连接阀门Ⅲ，室内空调换热器的进出水端分别连接阀门Ⅳ；在循环水泵与地埋管和换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海丰，宋延丽，宋丹妮，曹石，王滕旭，丁树文，李丹，李可莹，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：新型
国别省市：