專(zhuān)利名稱(chēng)：節(jié)能供暖供冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能利用和熱量蓄貯技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種節(jié)能供暖供冷裝置。
背景技術(shù)：
目前有兩種利用“地?zé)帷边M(jìn)行供暖的裝置，第一種是打地下深井，用水泵把地下水提升到地面，再用熱泵取出其熱量進(jìn)行供暖，把降溫后的水在附近深井回灌到地下，這種方法雖然能取得熱量，但不可避免地污染了地下水源和土壤，造成無(wú)法挽救的損失。而且，若長(zhǎng)期使用，回灌率逐年減小，水溫越來(lái)越低，取熱量越來(lái)越少，乃至不能長(zhǎng)期使用。第二種是用土壤換熱器和熱泵取熱，換熱器中裝入介質(zhì)，在循環(huán)泵的作用下，介質(zhì)流動(dòng)并通過(guò)換熱器的管壁與土壤進(jìn)行換熱，被提高溫度的介質(zhì)作為熱泵的熱源，使熱泵產(chǎn)熱進(jìn)行供暖。但是，由于地下?lián)Q熱器傳熱所涉及到的土壤所能蓄儲(chǔ)的熱量進(jìn)行補(bǔ)充，那么土壤換熱器周?chē)耐寥罍囟染蜁?huì)越來(lái)越低，熱泵的效率及產(chǎn)熱量也越來(lái)越低，不能長(zhǎng)期使用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，利用太陽(yáng)能及土壤蓄熱，即可全年或任意季節(jié)把取得的太陽(yáng)熱蓄貯于土壤之中，使土壤溫度升高，待需要時(shí)，用熱泵取出供暖(或供熱)，這樣既可提高熱泵的供熱效率又可補(bǔ)充土壤失去的熱量；并且當(dāng)供暖結(jié)束后，若夏季需要供冷(空調(diào))，可根據(jù)需要冷量的多少，部分或全部暫不進(jìn)行土壤蓄熱，即因?yàn)楣┡Y(jié)束時(shí)，土壤的溫度很低，這樣通過(guò)土壤換熱器和循環(huán)泵可提供大量的冷量進(jìn)行供冷空調(diào)(夏季供冷的過(guò)程對(duì)換熱器周?chē)耐寥佬顭?，直至冬季供暖，并且冬季晝間可由土壤換熱器和太陽(yáng)能集熱器聯(lián)合作為熱泵的熱源進(jìn)行供暖，夜間用土壤換熱器單獨(dú)作為熱泵的熱源進(jìn)行供暖，這樣可長(zhǎng)期用1/3左右的能量實(shí)現(xiàn)供暖和供冷)，節(jié)能環(huán)保，高效率，低成本，可長(zhǎng)期供暖和供冷的裝置。
一種節(jié)能供暖供冷裝置，其特征在于具有太陽(yáng)能集熱器1及與其進(jìn)、出口通過(guò)管路34連通形成循環(huán)回路的保溫水箱2，以及與保溫水箱2的出口和循環(huán)出口的管路34上分別通過(guò)管路6、 35連通并形成循環(huán)回路的地下土壤換熱器22、24，如


圖1所示，并且在太陽(yáng)能集熱器1和保溫水箱2的循環(huán)回路的管路34上設(shè)置工作閥門(mén)部分，如
圖1的右上部分所示，同時(shí)在保溫水箱2和太陽(yáng)能集熱器1同地下土壤換熱器22、24之間的循環(huán)回路的管路6和35上也設(shè)置工作閥門(mén)部分，如
圖1的左側(cè)部分所示。
所說(shuō)的在太陽(yáng)能集熱器1和保溫水箱2的循環(huán)回路的管路34上設(shè)置的工作閥門(mén)部分，由在保溫水箱2的循環(huán)出口和太陽(yáng)能集熱器1的進(jìn)口之間的管路34上依次設(shè)置的電磁閥4和充放水閥5構(gòu)成，如
圖1的右上部分所示，其中，電磁閥4通過(guò)控制線路31接控制儀表30。
所說(shuō)的在保溫水箱2和太陽(yáng)能集熱器1同地下土壤換熱器22、24之間的循環(huán)回路的管路6和35上分別設(shè)置的工作閥門(mén)部分，其中，在管路6上的工作閥門(mén)部分由依次在其上設(shè)置的閥門(mén)9、10、29及循環(huán)泵27和閥門(mén)33及地下土壤換熱器22和24的進(jìn)口閥門(mén)25和21組成，在管路35上設(shè)置的工作閥門(mén)部分由依次設(shè)置的電磁閥8、充放水閥28及閥門(mén)23和20組成。
在管路6上依次并排設(shè)置的閥門(mén)9和10及10和29間分別設(shè)有通過(guò)管路36及其閥門(mén)11和管路37及其閥門(mén)12連通的熱泵蒸發(fā)換熱器13、熱泵14和供熱裝置15，如
圖1的左上部分所示，其中，管路36與閥門(mén)9和10間的管路6連通后再與電磁閥8和充放水閥28間的管路35連通，最后在管路6和35間的管路36上設(shè)置電磁閥7后再接控制儀表30，如
圖1的右下部分所示。
在管路6和35經(jīng)過(guò)地下土壤換熱器22和24的末端分別設(shè)有并接的閥門(mén)18、門(mén)閥19及其循環(huán)泵17和供冷裝置16，如
圖1的左下部分所示。本技術(shù)中的地下土壤換熱器22、24可根據(jù)使用要求，可以是如圖中給出的兩個(gè)(即22、24)，當(dāng)然也可以是一個(gè)，也可以是兩個(gè)以上，如三或四個(gè)，也可以是四個(gè)以上等等。
本技術(shù)按照
圖1所示安裝完成后，首先由閥5向系統(tǒng)注入不凍介質(zhì)(如可以是水或其它液體)直至由通氣管3流出為止。具體工作原理及過(guò)程分為如下三個(gè)步驟步驟一由于太陽(yáng)幅射的作用，太陽(yáng)能集熱器1中的介質(zhì)吸熱溫度不斷升高，由于此時(shí)電磁閥4是打開(kāi)的，保溫水箱2與太陽(yáng)能集熱器1和管道34構(gòu)成了自然循環(huán)回路，介質(zhì)在循環(huán)回路中循環(huán)，保溫水箱2中介質(zhì)溫度隨之升高，當(dāng)升到某一數(shù)值時(shí)，測(cè)量控制儀表30就使電磁閥4關(guān)閉，同時(shí)啟動(dòng)循環(huán)泵27，使保溫水箱2中的熱介質(zhì)經(jīng)過(guò)管道6和打開(kāi)的閥門(mén)9、10、29、25、33、2 進(jìn)入土壤換熱器24、22中。在換熱器24、22中，流動(dòng)的介質(zhì)通過(guò)管壁與土壤26換熱，使土壤26溫度上升，同時(shí)介質(zhì)的溫度降低。被冷卻的介質(zhì)通過(guò)打開(kāi)的閥門(mén)23、20和32及電磁閥8流向太陽(yáng)能集熱器1，在循環(huán)泵27的驅(qū)動(dòng)下，介質(zhì)在流過(guò)太陽(yáng)能集熱器1的同時(shí)被加熱，按照上述的路線進(jìn)行循環(huán)，同時(shí)進(jìn)行土壤蓄熱。夜間水箱2中的溫度降至某一數(shù)值時(shí)，控制儀表30便指令循環(huán)泵27停止，電磁閥4關(guān)閉。次日仍按上述方法進(jìn)行蓄熱，土壤溫度不斷升高，直至冬季供暖。
步驟二冬季供暖時(shí)，當(dāng)晝間保溫水箱2中的介質(zhì)溫度升高到某一數(shù)值時(shí)，電磁閥4關(guān)閉，介質(zhì)在循環(huán)泵27的驅(qū)動(dòng)下通過(guò)管道6，閥門(mén)9、11(閥門(mén)10關(guān)閉)，進(jìn)入運(yùn)行的熱泵14的熱泵蒸發(fā)換熱器13中進(jìn)行換熱，介質(zhì)升溫，熱量被熱泵蒸發(fā)換熱器13吸收并由熱泵14提供給供暖設(shè)備15進(jìn)行供暖。降溫后的介質(zhì)通過(guò)管道37、6、閥門(mén)12、29，循環(huán)泵27及閥門(mén)25、33、21進(jìn)入土壤換熱器24、22中，由于介質(zhì)的溫度低于土壤溫度，所以介質(zhì)流過(guò)土壤換熱器24、22獲得熱量，溫度升高，然后再通過(guò)管道35、閥門(mén)8進(jìn)入太陽(yáng)能集熱器1再進(jìn)行加熱、升溫，流入保溫水箱2中，通過(guò)管道6、閥門(mén)9、11等進(jìn)入熱泵蒸發(fā)換熱器13進(jìn)行換熱降溫，由熱泵14提供給供暖設(shè)備15熱量進(jìn)行供暖。夜間或陰天，保溫水箱2中的溫度低于數(shù)值時(shí)，電磁閥4、7打開(kāi)而電磁閥8關(guān)閉，介質(zhì)在循環(huán)泵27的驅(qū)動(dòng)下，流經(jīng)土壤換熱器13進(jìn)行換熱降溫，由熱泵14向供暖設(shè)備15提供熱量進(jìn)行供暖。
步驟三夏季需要冷量進(jìn)行供冷時(shí)，供暖結(jié)束后根據(jù)需要，部分或全部的地下土壤換熱器22、24暫不畜熱。夏季供冷時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)18、19，啟動(dòng)循環(huán)泵17，介質(zhì)流經(jīng)管道進(jìn)入土壤換熱器22(或和24)，由于采暖時(shí)土壤中被提取了大量的熱，所以此時(shí)土壤溫度仍很低，介質(zhì)流過(guò)土壤換熱器22時(shí)進(jìn)行熱量交換，介質(zhì)溫度降低，降溫后的介質(zhì)進(jìn)入供冷設(shè)備16吸熱供冷，周而復(fù)始，供冷設(shè)備不斷地輸出冷量，土壤換熱器周?chē)耐寥罍囟炔粩嗌?，直至空調(diào)結(jié)束。
實(shí)際上，從土壤中取冷空調(diào)的過(guò)程也是對(duì)土壤的蓄熱過(guò)程，或者說(shuō)是蓄熱的一部分。取冷空調(diào)結(jié)束后，仍可按“步驟一”進(jìn)行蓄熱，直至冬季供暖。
以供暖為主，夏季只進(jìn)行部分供冷的地區(qū)夏季供冷時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)33、32，只用1個(gè)(或部分)土壤換熱器進(jìn)行取冷，按“步驟三”進(jìn)行夏季供冷空調(diào)，其他土壤換熱器可仍按“步驟一”進(jìn)行土壤蓄熱。
不同的區(qū)域可選擇不同(或組合)的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)供暖和供冷。
本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，利用太陽(yáng)能及土壤蓄熱，即可全年或任意季節(jié)把取得的太陽(yáng)熱蓄貯于土壤之中，使土壤溫度升高，待需要時(shí)，用熱泵取出供暖(或供熱)，這樣既可提高熱泵的供熱效率又可補(bǔ)充土壤失去的熱量；并且當(dāng)供暖結(jié)束后，若夏季需要供冷(空調(diào))，可根據(jù)需要冷量的多少，部分或全部暫不進(jìn)行土壤蓄熱，即因?yàn)楣┡Y(jié)束時(shí)，土壤的溫度很低，這樣通過(guò)土壤換熱器和循環(huán)泵可提供大量的冷量進(jìn)行供冷空調(diào)，節(jié)能環(huán)保，高效率，低成本，可長(zhǎng)期供暖和供冷等特點(diǎn)。
圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
實(shí)施方案
以下結(jié)合附
圖1對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述一種節(jié)能供暖供冷裝置，其特征在于具有太陽(yáng)能集熱器1及與其進(jìn)、出口通過(guò)管路34連通形成循環(huán)回路的保溫水箱2，以及與保溫水箱2的出口和循環(huán)出口的管路34上分別通過(guò)管路6、35連通并形成循環(huán)回路的地下土壤換熱器22、24，如
圖1所示，并且在太陽(yáng)能集熱器1和保溫水箱2的循環(huán)回路的管路34上設(shè)置工作閥門(mén)部分，如
圖1的右上部分所示，同時(shí)在保溫水箱2和太陽(yáng)能集熱器1同地下土壤換熱器22、24之間的循環(huán)回路的管路6和35上也設(shè)置工作閥門(mén)部分，如
圖1的左側(cè)部分所示。
所說(shuō)的在太陽(yáng)能集熱器1和保溫水箱2的循環(huán)回路的管路34上設(shè)置的工作閥門(mén)部分，由在保溫水箱2的循環(huán)出口和太陽(yáng)能集熱器1的進(jìn)口之間的管路34上依次設(shè)置的電磁閥4和充放水閥5構(gòu)成，如
圖1的右上部分所示，其中，電磁閥4通過(guò)控制線路31接控制儀表30。
所說(shuō)的在保溫水箱2和太陽(yáng)能集熱器1同地下土壤換熱器22、24之間的循環(huán)回路的管路6和35上分別設(shè)置的工作閥門(mén)部分，其中，在管路6上的工作閥門(mén)部分由依次在其上設(shè)置的閥門(mén)9、10、29及循環(huán)泵27和閥門(mén)33及地下土壤換熱器22和24的進(jìn)口閥門(mén)25和21組成，在管路35上設(shè)置的工作閥門(mén)部分由依次設(shè)置的電磁閥8、充放水閥28及閥門(mén)23和20組成。
在管路6上依次并排設(shè)置的閥門(mén)9和10及10和29間分別設(shè)有通過(guò)管路36及其閥門(mén)11和管路37及其閥門(mén)12連通的熱泵蒸發(fā)換熱器13、熱泵14和供熱裝置15，如
圖1的左上部分所示，其中，管路36與閥門(mén)9和10間的管路6連通后再與電磁閥8和充放水閥28間的管路35連通，最后在管路6和35間的管路36上設(shè)置電磁閥7后再接控制儀表30，如
圖1的右下部分所示。
在管路6和35經(jīng)過(guò)地下土壤換熱器22和24的末端分別設(shè)有并接的閥門(mén)18、門(mén)閥19及其循環(huán)泵17和供冷裝置16，如
圖1的左下部分所示。本技術(shù)中的地下土壤換熱器22、24可根據(jù)使用要求，可以是如圖中給出的兩個(gè)(即22、24)，當(dāng)然也可以是一個(gè)，也可以是兩個(gè)以上，如三或四個(gè)，也可以是四個(gè)以上等等。
本技術(shù)按照
圖1所示安裝完成后，首先由閥5向系統(tǒng)注入不凍介質(zhì)(如可以是水或其它液體)直至由通氣管3流出為止。具體工作原理及過(guò)程簡(jiǎn)單敘述如下從充液閥5充注不凍介質(zhì)，當(dāng)太陽(yáng)能集熱器1接收太陽(yáng)熱加熱了內(nèi)部介質(zhì)時(shí)，由于太陽(yáng)能集熱器1、保溫水箱2和管道34構(gòu)成自然循環(huán)(電磁閥4打開(kāi))回路，所以保溫水箱2內(nèi)溫度上升，當(dāng)升到某一數(shù)值時(shí)，電磁閥4關(guān)閉，循環(huán)泵27打開(kāi)，介質(zhì)便由保溫水箱2經(jīng)過(guò)管道6，閥門(mén)9、10、29、循環(huán)泵27、閥門(mén)33、21、25進(jìn)入土壤換熱器24、22中，通過(guò)管壁與土壤進(jìn)行熱交換，介質(zhì)把熱量傳給土壤26，土壤溫度上升，介質(zhì)溫度下降且再通過(guò)閥門(mén)20、23、32、電磁閥8進(jìn)入太陽(yáng)能集熱器1中，再被加熱進(jìn)入保溫水箱2，沿著上述的路線進(jìn)行循環(huán)，周而復(fù)始，土壤溫度升高，達(dá)到把太陽(yáng)能蓄存于土壤之中的目的。
冬季供暖時(shí)，介質(zhì)通過(guò)熱泵蒸發(fā)換熱器13降溫后流過(guò)閥門(mén)12、29，通過(guò)循環(huán)泵27、閥門(mén)25、33、21進(jìn)入土壤換熱器24、22中進(jìn)行換熱，介質(zhì)溫度升高，然后進(jìn)入保溫水箱2，通過(guò)管道6、閥門(mén)9、11、進(jìn)入熱泵蒸發(fā)換熱器13進(jìn)行換熱、降溫，為熱泵14提供熱源，向供暖設(shè)備15提供熱量進(jìn)行供暖。夜間或陰天，保溫水箱2中的溫度低于數(shù)值時(shí)，電磁閥4、7打開(kāi)而8關(guān)閉，介質(zhì)在循環(huán)泵27的驅(qū)動(dòng)下，流經(jīng)土壤換熱器13進(jìn)行換熱降溫，由熱泵14向供暖設(shè)備15提供熱量進(jìn)行供暖。通過(guò)熱泵蒸發(fā)換熱器降溫的介質(zhì)再通過(guò)閥門(mén)12、29，沿著上述路線流動(dòng)再被加熱，周而復(fù)始，使供暖設(shè)備15不斷地輸出熱量。當(dāng)保溫水箱2中介質(zhì)溫度低于某一數(shù)值時(shí)，譬如低于或等于土壤換熱器出口溫度時(shí)，電磁閥門(mén)7打開(kāi)而8關(guān)閉，介質(zhì)從熱泵蒸發(fā)換熱器13出來(lái)后，經(jīng)過(guò)閥門(mén)12、29、循環(huán)泵27，再經(jīng)過(guò)閥門(mén)25、33、21進(jìn)入土壤換熱器24、22進(jìn)行換熱升溫后，通過(guò)閥門(mén)20、32、23、電磁閥7、閥門(mén)11、流入熱泵蒸發(fā)換熱器13進(jìn)行換熱，使供暖設(shè)備15不斷輸出熱量。
當(dāng)夏季供冷時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)29，打開(kāi)閥門(mén)18、19、20、21、33、32、23、25，在循環(huán)泵17的驅(qū)動(dòng)下，介質(zhì)通過(guò)供冷設(shè)備16后分別進(jìn)入土壤換熱器22和24，在土壤換熱器22、24中與土壤進(jìn)行換熱，由于采暖后的土壤溫度很低，所以介質(zhì)溫度下降，土壤溫度升高，降溫后的介質(zhì)通過(guò)管道、閥門(mén)19后進(jìn)入供冷設(shè)備16進(jìn)行吸熱，介質(zhì)溫度升高，供冷設(shè)備16不斷地輸出冷量。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能供暖供冷裝置，其特征在于具有太陽(yáng)能集熱器1及與其進(jìn)、出口通過(guò)管路(34)連通形成循環(huán)回路的保溫水箱(2)以及與保溫水箱(2)的出口和循環(huán)出口的管路(34)上分別通過(guò)管路(6)、(35)連通并形成循環(huán)回路的地下土壤換熱器(22)、(24)，并且在太陽(yáng)能集熱器(1)和保溫水箱(2)的循環(huán)回路的管路(34)上設(shè)置工作閥門(mén)部分，同時(shí)在保溫水箱(2)和太陽(yáng)能集熱器(1)同地下土壤換熱器(22)、(24)之間的循環(huán)回路的管路(6)和(35)上也設(shè)置工作閥門(mén)部分。
2.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能供暖供冷裝置，其特征在于所說(shuō)的在太陽(yáng)能集熱器(1)和保溫水箱(2)的循環(huán)回路的管路(34)上設(shè)置的工作閥門(mén)部分，由在保溫水箱(2)的循環(huán)出口和太陽(yáng)能集熱器(1)的進(jìn)口之間的管路(34)上依次設(shè)置的電磁閥(4)和充放水閥(5)構(gòu)成，其中，電磁閥(4)通過(guò)控制線路(31)接控制儀表(30)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能供暖供冷裝置，其特征在于所說(shuō)的在保溫水箱(2)和太陽(yáng)能集熱器(1)同地下土壤換熱器(22)、(24)之間的循環(huán)回路的管路(6)和(35)上分別設(shè)置的工作閥門(mén)部分，其中，在管路(6)上的工作閥門(mén)部分由依次在其上設(shè)置的閥門(mén)(9)、(10)、(29)及循環(huán)泵(27)和閥門(mén)(33)及地下土壤換熱器(22)和(24)的進(jìn)口閥門(mén)(25)和(21)組成，在管路(35)上設(shè)置的工作閥門(mén)部分由依次設(shè)置的電磁閥(8)、充放水閥(28)及閥門(mén)(23)和(20)組成。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述一種節(jié)能供暖供冷裝置，其特征在于在管路(6)上依次并排設(shè)置的閥門(mén)(9)和(10)及(10)和(29)間分別設(shè)有通過(guò)管路(36)及其閥門(mén)(11)和管路(37)及其閥門(mén)(12)連通的熱泵蒸發(fā)換熱器(13)、熱泵(14)和供熱裝置(15)，其中，管路(36)與閥門(mén)(9)和(10)間的管路(6)連通后再與電磁閥(8)和充放水閥(28)間的管路(35)連通，最后在管路(6)和(35)間的管路(36)上設(shè)置電磁閥(7)后再接控制儀表(30)。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述一種節(jié)能供暖供冷裝置，其特征在于在管路(6)和(35)經(jīng)過(guò)地下土壤換熱器(22)和(24)的末端分別設(shè)有并接的閥門(mén)(18)、門(mén)閥(19)及其循環(huán)泵(17)和供冷裝置(16)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及節(jié)能供暖供冷裝置。其特征是具有太陽(yáng)能集熱器1及與其連接的土壤換熱器22和24、熱泵14、供暖和供冷設(shè)備15和16及工作閥門(mén)部分，它可把太陽(yáng)能集熱器1獲得的熱量通過(guò)土壤換熱器22、24蓄貯于土壤26中，冬季時(shí)進(jìn)行供暖，供暖結(jié)束后可再進(jìn)行土壤蓄熱以備冬季供暖，夏季用循環(huán)泵17進(jìn)行循環(huán)，通過(guò)土壤換熱器22、24取出土壤中蓄貯的冷量進(jìn)行供冷，供冷期后可再進(jìn)行土壤蓄熱以備冬季供暖，具有節(jié)能環(huán)保、低成本，用之不竭等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J3/08GK2541797SQ0221119
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
發(fā)明者鄭茂余 申請(qǐng)人:鄭茂余