技术领域

本发明涉及一种热交换蓄能装置， 特别是涉及一种采集浅层地能热用于热交换、 热 贮存的装置。

背景技术

为了满足人们日渐提高的生活质量要求， 空调的使用越来越多， 其消耗电能进行制 冷或制热， 能源消耗大， 且带来一系列环境问题。 申请人在之前取得的中国发明专利

CN1339677A中记载了一种采集地能进行换热达� �制冷、 取暖目的的蓄能器， 将蓄能器置 于地下恒温层， 在蓄能器中安装充有相变物质 （如： 水） 的蓄能筒以提升换热效率， 液 体介质 （如： 防冻液） 在蓄能器壳体与蓄能筒外壁之间循环流动， 蓄能筒中的相变物质 与大地换热蓄能， 循环液体介质与蓄能筒中的相变物质热交换， 在冬季利用循环液体介 质取暖， 夏季利用循环液体介质降温。

上述蓄能器采集地能制冷、 取暖， 节约了能源， 环保无污染， 但这种结构蓄能器的 相变物质需预先封装在蓄能筒内， 制作工艺复杂， 成品重量大， 使蓄能器安装、 运输不 方便， 循环液体介质充在蓄能器壳体中， 用量较大， 成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种蓄能罐式 地能采集装置， 其结构简单， 成本低， 制造工艺简单， 便于运输和安装， 同时提供一种使用该装置的空调系统。

本发明蓄能罐式地能采集装置， 包括充有水的罐体， 所述罐体内设置充有液体介质 的换热管， 所述罐体具有连通到外部的第一进口端， 罐体内设有支撑框架， 所述换热管 围绕支撑框架螺旋盘布多圈， 并保持在支撑框架上， 所述换热管的两端部连通到罐体外 部。

本发明蓄能罐式地能采集装置， 其中所述罐体还设有第一出口端， 罐体的第一进口 端和第一出口端均设置在罐体的顶壁上， 罐体内还设有进水管， 所述进水管自第一进口 端延伸至罐体下部。

本发明蓄能罐式地能采集装置， 其中所述罐体顶壁上还设有第二进口端和第二 出口 端， 换热管的两端部分别通过第二进口端和第二出 口端连通到罐体外部。

本发明蓄能罐式地能采集装置， 其中所述支撑框架包括至少两个水平设置的圆 环和 垂直固定在圆环外壁上多条纵梁， 所述纵梁两端分别固定在罐体的顶壁和底壁上 ， 所述 换热管围绕纵梁螺旋盘布。

本发明蓄能罐式地能采集装置， 其中所述纵梁上设有若干托板， 所述螺旋盘布换热 管支撑在托板上。

本发明蓄能罐式地能采集装置， 其中所述换热管采用 PE管。

本发明蓄能罐式地能采集装置， 其中所述罐体的顶壁上设有吊耳。

本发明蓄能罐式地能采集装置， 其中所述换热管中的液体介质采用冰点低于 -5°C的 防冻液。

本是发明空调系统， 使用上述蓄能罐式地能采集装置， 所述空调系统包括水源侧换 热器， 所述水源侧换热器包括与蓄能罐式地能采集装 置相连通的能量输入侧， 所述水源 侧换热器能量输入侧的进、 出口分别与蓄能罐式地能采集装置的换热管的 两端部相连通。

本发明空调系统， 其中所述空调系统设置有第一、 第二两个蓄能罐式地能采集装置， 第一、 第二蓄能罐式地能采集装置并联设置， 与水源侧换热器能量输入侧之间的连通分 别通过第一阀门、 第二阀门控制。

本发明空调系统， 其中所述第一、 第二阀门处分别安装有温度传感器， 第一、 第二 阀门的启闭根据温度传感器控制。

本发明蓄能罐式地能采集装置与现有技术不同 之处在于本发明蓄能罐式地能采集装 置设置换热管螺旋盘布在罐体内， 且换热管的两端与罐体外部相连通， 罐体也具有与外 部连通的第一进口端， 这种结构的蓄能罐式地能采集装置， 制造工艺简单， 罐体中的水 和换热管中的液体介质在安装好后再通入， 这大大降低了成品重量， 使安装、 运输更加 方便， 液体介质充在换热管中， 减少了用量， 降低了成本。

本发明空调系统， 使用上述蓄能罐式地能采集装置， 通过采集换热管中循环流动液 体介质的能量， 实现制冷、 取暖目的， 节约了能源， 环保无污染。

附图说明

图 1为本发明蓄能罐式地能采集装置优选实施方� �的结构示意图；

图 2为图 1中沿 A-A方向的剖视图；

图 3为本发明优选实施方式中支撑框架的结构示� �图；

图 4为本发明使用蓄能罐式地能采集装置的空调� �统的一种使用状态图；

图 5为本发明使用蓄能罐式地能采集装置的空调� �统的另一种使用状态图。

下面结合附图对本发明的蓄能罐式地能采集装 置及使用该装置的空调系统作进一步 说明。 具体实施方式

如图 1、 2、 3所示， 本实施方式蓄能罐式地能采集装置包括置于土 壤恒温层中的罐体 1和位于罐体 1 内的换热管 2， 罐体为采用钢板制成的圆柱筒， 在其顶壁上设有用于吊装 的吊耳 5。 罐体 1具有连通到外部的第一进口端 la和第一出口端 lb， 均设置在罐体 1的 顶壁上， 罐体 1内还设有进水管 4与第一进口端 la连通， 进水管 4自第一进口端 la延伸 至罐体 1下部。

罐体 1内设置支撑框架 3， 支撑框架 3包括 4个水平设置的钢制圆环 3a， 沿竖直方向 等间距分布， 沿圆环 3a圆周方向均布有 6条纵梁 3b， 纵梁 3b采用钢管， 垂直焊接在圆环 的外壁上， 纵梁 3b的两端焊接在罐体 1的顶壁和底壁上。

换热管 2采用 PE管，围绕支撑框架 3螺旋盘布多圈，相邻两圈螺旋管之间具有间� � L， 每条纵梁 3b上焊接有多块托板 3c， 支托在螺旋盘布换热管 2的下面， 将换热管 2保持在 支撑框架 3上。 罐体 1的顶壁上还设有第二进口端 lc和第二出口端 ld， 换热管 2的两端 部分别通过第二进口端 lc和第二出口端 Id连通到罐体 1外部。

安装时， 将该装置吊装置于地下恒温层中， 就位后， 通过第一进口端 la向换热管外 罐体内通入水， 通过第二进口端 lc向换热管 2内通入冰点低于 -5°C的液体介质， 该液体 介质是通过水与防冻液混合获得， 也可以是冰点在 -5°C的其他物质， 如： 盐水、环保冷媒。

将该装置应用在空调系统中， 如图 4所示， 该空调系统包括室内换热器、 压缩机、 水 源侧换热器， 水源侧换热器包括与蓄能罐式地能采集装置相 连通的能量输入侧和与压缩 机、 室内换热器相连通的能量输出侧， 水源侧换热器能量输入侧的进口与第二出口端 Id 相连通， 出口与第二进口端 lc相连通。

冬季， 热量流向如图 4中虚线箭头所示， 罐体 1内的水吸收恒温层土壤的热量蓄存， 换热管 2内的液体介质循环流动与罐体 1内的水热交换， 吸取水中蓄存的热量后的循环液 体介质被泵入空调系统水源侧换热器中， 向水源侧换热器中的液体冷剂放热使其蒸发， 蒸 发后的蒸汽经压缩机压缩后供给到室内换热器 ， 在室内换热器内冷凝放热， 将室内空气加 热， 达到室内取暖的目的， 放热后的液体冷剂重新回到水源侧换热器中， 循环吸收换热管 2中循环液体介质采集的地能。 其中换热管 2中的循环液体介质吸取水中蓄存的热量后， 罐体 1内水的温度下降， 水与罐体 1外的土壤进行热交换， 不断吸取土壤中的热量， 进而 可不断向换热管 2中的循环液体介质释放热量。

夏季， 热量流向如图 4中实线箭头所示， 换热管 2内的液体介质循环流动与罐体 1内 的水热交换， 将循环液体介质的热量排放到水中， 降温后的循环液体介质被泵入空调系统 水源侧换热器中， 吸收水源侧换热器中的冷剂蒸汽的热量， 使蒸汽冷凝为液态， 液态冷剂 流入到室内换热器， 在室内换热器内吸热蒸发， 将室内空气冷却， 达到室内降温的目的， 吸热蒸发的冷剂蒸汽经压缩机压缩后， 进入到水源侧换热器中， 循环向换热管 2中的循环 液体介质释放热量。 其中换热管 2中的循环液体介质向罐体 1中水释放热量后， 罐体 1内 水的温度上升， 水与罐体 1外的土壤进行热交换， 不断向土壤中释放热量， 进而可不断向 换热管 2中的循环液体介质供给冷水。

同时， 在夏季， 罐体 1的第一出口端 lb也可与生活用水端接通， 作为生活热水源。 为进一步保证空调系统的长时间持续使用， 可并联设置第一、 第二两个蓄能罐式地能 采集装置八、 B， 如图 5所示， 二者分别通过第一、 第二阀门 10、 20控制与水源侧换热器 能量输入侧的连通， 在第一、 第二阀门 10、 20处分别安装温度传感器启闭第一、 第二阀 门。

当第一蓄能罐式地能采集装置的换热管中循环 液体介质的温度能满足水源侧换热器 的使用需求时， 第一阀门开启， 第二阀门关闭， 由第一蓄能罐式地能采集装置供给水源侧 换热器的换热需求。

当温度传感器检测到换热管中循环流动的液体 介质温度不能满足换热需求时，控制关 闭第一阀门， 开启第二阀门， 使第一蓄能罐式地能采集装置进入蓄能状态， 由第二蓄能罐 式地能采集装置供给水源侧换热器的换热需求 ， 二者切换蓄能供给， 保证空调系统的持续 运行。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施 方式进行描述， 并非对本发明的范围进 行限定， 在不脱离本发明设计精神的前提下， 本领域普通技术人员对本发明的技术方案作 出的各种变形和改进， 均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内 。 工业实用性

本发明蓄能罐式地能采集装置，可以适用于空 调系统的能量采集，蓄能罐式地能采集 装置安装于地下恒温层， 通过热交换采集地能用于空调系统换热器的能 量供给， 达到供暖 或制冷的目的， 替代了电能消耗， 节约了能源， 保护了环境。