專利名稱：一種熱管式地層儲能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儲能裝置，尤其是一種利用地層進(jìn)行儲、放能的熱管式地層儲 能裝置。
背景技術(shù)：
隨著全球氣候變暖、能源短缺和環(huán)境問題的日益突現(xiàn)，充分利用各種新能源以 及可再生能源成為解決這些問題的有效途徑。地層作為巨大的熱容器，可以作為能量的 存儲器，來實(shí)現(xiàn)能量的存儲和釋放。例如，在夏天可以將熱量導(dǎo)入地層中，使建筑環(huán)境 溫度降低，達(dá)到制冷的目的；在冬天可以將這部分能量提取出來供給建筑取暖利用。
現(xiàn)有地源熱泵技術(shù)主要采用土壤埋管的方式進(jìn)行，通過埋設(shè)土壤換熱器來實(shí)現(xiàn) 載熱介質(zhì)與巖土的換熱。埋管方式分為水平埋管、垂直埋管以及螺旋盤管，其中最為 有效的方式是水平埋管或設(shè)置U型管。但由于水平埋管需要進(jìn)行大量的土方作業(yè)，使成 本增加，其使用受到限制。U型管的埋管方式其換熱效果受換熱器材質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影 響較大，并且需要鉆探較深的孔洞，工程周期長，成本高，且存在預(yù)算和實(shí)際投資差距 過大等問題。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供了一種結(jié)構(gòu)簡 單、成本低、儲熱效率高、存儲時間長的熱管式地層儲能裝置。
技術(shù)方案本發(fā)明的熱管式地層儲能裝置，包括裝有水或石蠟相變工質(zhì)的集能 器，集能器上插有多根熱管，集能器內(nèi)設(shè)有循環(huán)管，集能器外壁上分別設(shè)有與循環(huán)管兩 端相連的管線進(jìn)口和管線出口。
所述的集能器的形狀為柱狀體、環(huán)狀體或方形體。
有益效果本發(fā)明具有存儲熱量、存儲冷量兩種功能，可以用來為建筑供能， 實(shí)現(xiàn)建筑物夏天制冷冬天取暖的需要。在夏天，將建筑物中的熱量通過本發(fā)明排入地層 中進(jìn)行存儲，達(dá)到建筑物制冷的目的，同時也將熱量進(jìn)行了存儲；冬天將地層中的熱量 取出，供給建筑物取暖，達(dá)到制熱的目的。這樣通過能量的存儲、釋放，滿足了能量的 供給需要，提高了能量的利用率，節(jié)約了能源，保護(hù)了環(huán)境。本發(fā)明還可以廣泛應(yīng)用于 多種工業(yè)場合，如地下重要部位輸油管線的保溫、特殊道路或建筑物部位的熱防護(hù)方面 等安全使用的需要。


圖1是本發(fā)明熱管式地層儲能利用系統(tǒng)的實(shí)例一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明熱管式地層儲能利用系統(tǒng)的實(shí)例二結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-熱管，2-集能器，3-進(jìn)口管線，4-出口管線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)上步的描述
實(shí)施例一、圖1所示的熱管式地層儲能裝置，主要由裝有水或石蠟相變工質(zhì)的 集能器2和分別插入集能器2上下兩端的多根熱管1，熱管1采用無機(jī)熱管或重力熱管； 集能器2采用柱狀體，也可以采用方形體，集能器2內(nèi)部設(shè)有蛇形或環(huán)形的循環(huán)管，集能 器2外壁上分別設(shè)有與循環(huán)管兩端相連的管線進(jìn)口 3和管線出口 4。管線進(jìn)口 3和管線 出口 4對稱設(shè)置，分別與地面進(jìn)出管線相連。多根熱管1根據(jù)集能器2的體積和儲能功 率的大小確定，例如集能器2體積為一個立方，功率為1000W時，熱管1的根數(shù)約為30 根，長度一般小于5m。集能器2的殼體可以采用高分子塑料、也可以采用金屬或合金材 料制作而成；集能器2中的工質(zhì)與管線進(jìn)、出口 3、4中的工質(zhì)互相隔離，不混合；熱量 或冷量經(jīng)地面進(jìn)出口管線進(jìn)入集能器2，然后經(jīng)熱管1傳導(dǎo)到地層中或由地層傳到集能器 2中，再通過地面進(jìn)出口管線將熱量或冷量導(dǎo)出。
將本儲能裝置設(shè)置于一定深度的地層中，利用地層溫度較為恒定的特性，將其 作為儲能“包”進(jìn)行能量的儲存，通過地面熱泵機(jī)組的進(jìn)出管線與管線進(jìn)口 3和管線出 口4相連，將地面的熱能通過集能器2經(jīng)多根熱管1導(dǎo)入地層中，利用地層進(jìn)行能量的存 儲，以便對地面場所進(jìn)行熱量轉(zhuǎn)換。通過能量存儲和提取，提高能源的利用效率，降低 能耗，保護(hù)環(huán)境。
實(shí)施例二、圖2所示的熱管式地層儲能裝置，其構(gòu)成與實(shí)施例一基本相同，相 同之處略。不同之處在于集能器2為環(huán)狀體，熱管1環(huán)狀排布。
環(huán)狀體集能器2可以實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵部位輸油管線的熱防護(hù)，將環(huán)狀體集能器2套裝 于管道的外殼上，通過連接地面供能系統(tǒng)，經(jīng)地面管線將熱量或冷量導(dǎo)入環(huán)狀體集能器2 中，可以在管線周圍的地層中形成一個溫度為特定值的恒溫帶，起到對關(guān)鍵部位的熱防 護(hù)作用。
權(quán)利要求
1.一種熱管式地層儲能裝置，其特征在于它包括裝有水或石蠟相變工質(zhì)的集能器 (2)，集能器(2)上插有多根熱管(1)，集能器(2)內(nèi)部設(shè)有循環(huán)管，集能器(2)外壁上分 別設(shè)有與循環(huán)管兩端相連的管線進(jìn)口(3)和管線出口(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管式地層儲能裝置，其特征在于所述的集能器(2)的形 狀為柱狀體、環(huán)狀體或方形體。
全文摘要
一種熱管式地層儲能裝置，包括裝有水或石蠟相變工質(zhì)的集能器，集能器上插有多根熱管，集能器內(nèi)設(shè)有循環(huán)管，集能器外壁上分別設(shè)有與循環(huán)管兩端相連的管線進(jìn)口和管線出口。它具有存儲熱量、存儲冷量兩種功能，可以用來為建筑供能，實(shí)現(xiàn)建筑物夏天制冷冬天取暖的需要。在夏天，將建筑物中的熱量通過本發(fā)明排入地層中進(jìn)行存儲，達(dá)到建筑物制冷的目的，同時也將熱量進(jìn)行了存儲；冬天將地層中的熱量取出，供給建筑物取暖，達(dá)到制熱的目的。這樣通過能量的存儲、釋放，滿足了能量的供給需要，提高了能量的利用率，節(jié)約了能源，保護(hù)了環(huán)境。
文檔編號F28D20/02GK102022941SQ20101057078
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者周國慶, 高蓬輝 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)