專利名稱：熱水儲能裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用大自然能量或工業(yè)低品位熱能的吸熱儲能裝置，屬于采用一定的機電裝備把大自然中的太陽能或其他熱能加以儲存的節(jié)能裝置技術領域。
近年來，地熱資源已越來越引起人們的重視，正在被逐漸加以開發(fā)利用。而在地下的低品位熱已被得到應用的同時，地面的低品位熱卻至今仍未被重視而加以開發(fā)應用。其中最大的地面熱-太陽能的利用，雖然已有許多各式各樣的裝置或試驗正在發(fā)揮其效能或往更深層次開拓，但對于大自然這種無環(huán)境污染的“潔凈”能源仍遠遠未得到充分利用。尤其是在當今世界各種資源遭到無限制的瘋狂開采使用，勢必帶來地球資源危機和環(huán)境污染的日益惡化。如何充分采集和利用這取之不盡、用之不竭的太陽能為人類文明社會造福，成為當代種技工作者的歷史使命。再譬如，工業(yè)系統(tǒng)廣泛應用的水循歪冷卻，通常情況下是把換能器中的冷卻水被換熱成溫水或熱水，再把此熱水通過冷卻塔散熱，又變成涼水后重新使之流入換熱器循環(huán)使用。此熱水在冷卻塔散熱的同時，其蘊含的一部分低品位能量也隨之散失到大氣中了。總之，這種低品位的工業(yè)熱能由于其產生的時間、地點或條件不合時宜，又因為其熱量品位太低，多少年來，人們一直把它作為廢物而浪費掉了，而沒有去思索如何利用之。
本發(fā)明的目的是提供一種利用大自然中的太陽能或工業(yè)低品位熱能的吸熱儲能裝置，以便在非取暖季節(jié)，把來自大自然的太陽能以及可能獲得的工業(yè)低品位熱能儲存到地下，入冬后再取出返回地面作為取暖、保溫或作其他低品位熱源使用。
本發(fā)明的裝置配備結構如

圖1所示1是置于戶外的太陽能熱水器，或者也可以是其他形式結構的工業(yè)生產換熱器或熱交換器，它的進水管2應與壓縮機、空調器、冷凍器等換能設備的回水管相連通，熱水器1中的水管3里有感測水溫的溫度傳感器4，該傳感器輸出的適配模塊4A與鄰近安放的DWM型逆變電源5、可逆潛水泵6的控制適配模塊5A、6A都插接在標準工業(yè)接口介面箱7里，介面箱7則與微型計算機8相連通，熱水器1的出水管通過可逆潛水泵6后接入地層底下的儲水層中。
本發(fā)明是把各種換能設備的回水管里的溫水流到太陽能熱水器里或其他換熱器，把此水溫利用太陽光能或其他低品位熱能加熱到40～60℃，再經熱水器的出水管，由可逆潛水泵注回到地層下面，在經勘探選擇的地下適當層位中把此熱水作為人造地熱資源儲存起來。到了冬天后，再用可逆潛水泵把其吸出，就象利用地熱資源一樣利用本裝置取出熱水或供住宅采暖，或供洗澡熱水，也可供工業(yè)生產的予熱、保溫等使用。因在熱水器的水管3里放有感測水溫的溫度傳感器4，其輸出的適配模塊4A插在工業(yè)介面箱7里并與計算機8相連通。這樣可由予先設定的微型計算機8里的程序軟件對水溫數據進行分析處理，進而發(fā)出控制指令，通過接口介面箱7里適配模塊5A、6A的傳遞，改變DWM型逆變電源5的饋電頻率，從而使受其供電的可逆潛水泵6的轉速隨之改變或啟停。這樣，也就控制了潛水泵的泵水流量，從而可保證流出熱水器的水溫能達到40℃以上。這種熱水經潛水泵送入地層底下的貯水層頂部。經過一定時間的工作循環(huán)，儲水層的頂層水溫就能長期穩(wěn)定在40～60℃之間的溫度。由于地層下面?zhèn)鳠崆闆r甚差，儲存的熱水容量又極大，在運行一段時間后，就相當于在地下建立了一個天然地熱資源，到需要取出其熱量時，只要開啟可逆潛水泵使熱水泵出地面就可把其儲存的熱量發(fā)揮效能了。而且，本裝置的溫度傳感器4、DWM逆變電源5和可逆潛水泵6通過介面箱7與微機8可以納入整個工業(yè)現場的過程控制系統(tǒng)統(tǒng)一管理，這樣，只要設定熱水溫度和編制相應的控制策略軟件，就可使本裝置納入自動化運轉了。
太陽能熱水器可以采用各種型式構造的，以充分采集吸收太能光熱能和降低成本造價為宜。如涂有吸收涂層金屬薄膜的真空玻璃管太陽能集熱器等。至于其他工業(yè)低品位熱能，也要因地因時制宜選用各種相應的換能器。我國西北沙漠地區(qū)夏季的太陽能資源極其豐富，選擇結構合理的熱水器完全可以將熱水加熱到60℃時再注回地下。到了嚴寒冬季時，再把此熱水從地下取出供取暖、予熱、保溫使用。這種把熱能予先儲存在地下的本發(fā)明，對于我國蘊含豐富石油、天然氣資源和太陽日照時間長、熱量高的新疆、青海等油田，具有十分樂觀的應用前景，其節(jié)能效果將是非常顯著的，尤其是那里冬夏之間的年溫差很大。
本發(fā)明取出的地下熱水的熱源品位不高，作為住宅采暖最為適宜，也可用作工業(yè)生產的保溫、予熱用熱源。而且，地層底下可以采用同一地下水層段進行儲熱和儲冷，所區(qū)別者是儲熱層段位于層段的頂部，而儲冷層段則位于其義底部。這樣，可以在采暖的冬季，由層段的頂部抽出熱水，而把冷水注入底部，在夏季需致冷時，則由層段的底部抽出冷水，而把熱水注入頂部。也就是冬季是儲存冷量取用低品位熱能;夏季是儲存熱量，取用冷量，使本裝置一年四季都可發(fā)揮其儲能節(jié)能效益。而且，無論是冬季或是夏季，本裝置從地底下抽出的水量和注入的水量大體上是平衡的。通常只是冷水和熱水的過渡帶，在夏季呈下降趨勢，在冬季則是呈上升趨勢，總的水位則大體不變。
權利要求
1.一種熱水儲能裝置，包括有太陽能熱水器、進水管、回水管和可逆潛水泵，其特征在于置于戶外的太陽能熱水器的進水管與壓縮機、空調器、冷凍機等換能設備的回水管相連通，太陽能熱水器中的水管里裝有感測水溫的溫度傳感器，該傳感器輸出的適配模塊與鄰近安放的逆變電源、可逆潛水泵的控制適配模塊都插接在標準工業(yè)接口介面箱里，介面箱則與微型計算機相連通，熱水器的出水管通過可逆潛水泵后接入地層底下的貯水層中。
2.如權利要求所述的熱水儲能裝置，其特征在于所述的太陽能熱水器也可以是工業(yè)生產中的換熱器或熱交熱器。
全文摘要
一種熱水儲能裝置，是利用太陽能熱水器或工業(yè)生產中的換熱器把水加熱至40～60℃，由可逆潛水泵送入地底下貯水層儲存；并由熱水器中的溫度傳感器、逆變電源、接口介面箱和微型計算機構成本裝置的機電控制裝備。需要時可用潛水泵抽出熱水供房屋采暖或工業(yè)生產的預熱、保溫使用；也可在夏天吸出地底下的涼水用作空調冷源。本發(fā)明充分利用太陽能或工業(yè)廢棄的低品位熱能，裝置結構簡單、實用，在我國西北油田尤具應用前景。
文檔編號F03G7/04GK1074018SQ9210000
公開日1993年7月7日 申請日期1992年1月3日 優(yōu)先權日1992年1月3日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠