專利名稱：熱水儲能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型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(jī)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(shù)領(lǐng)域。
近年來，地?zé)豳Y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(yīng)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(yīng)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(yuǎn)遠(yuǎn)未得到充分利用。尤其是在當(dāng)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(jī)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(dāng)代種技工作者的歷史使命。再譬如，工業(yè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)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(yùn)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(chǎn)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(fèi)掉了，而沒有去思索如何利用之。
本實用新型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。
本實用新型的裝置配備結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的工業(yè)生產(chǎn)換熱器或熱交換器，它的進(jìn)水管2應(yīng)與壓縮機(jī)、空調(diào)器、冷凍器等換能設(shè)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(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口介面箱7里，介面箱7則與微型計算機(jī)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。
本實用新型是把各種換能設(shè)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(jīng)熱水器的出水管，由可逆潛水泵注回到地層下面，在經(jīng)勘探選擇的地下適當(dāng)層位中把此熱水作為人造地?zé)豳Y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?zé)豳Y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(chǎn)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(jī)8相連通。這樣可由予先設(shè)定的微型計算機(jī)8里的程序軟件對水溫數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，進(jìn)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(zhuǎn)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(dá)到40℃以上。這種熱水經(jīng)潛水泵送入地層底下的貯水層頂部。經(jīng)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(yùn)行一段時間后，就相當(dāng)于在地下建立了一個天然地?zé)豳Y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(jī)8可以納入整個工業(yè)現(xiàn)場的過程控制系統(tǒng)統(tǒng)一管理，這樣，只要設(shè)定熱水溫度和編制相應(yīng)的控制策略軟件，就可使本裝置納入自動化運(yùn)轉(zhuǎn)了。
太陽能熱水器可以采用各種型式構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(yán)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實用新型，對于我國蘊(yùn)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(yīng)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。
本實用新型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(chǎn)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(jìn)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(quán)利要求1.一種熱水儲能裝置，包括有太陽能熱水器、進(jìn)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(jìn)水管與壓縮機(jī)、空調(diào)器、冷凍機(jī)等換能設(shè)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(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口介面箱里，介面箱則與微型計算機(jī)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(quán)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(chǎn)中的換熱器或熱交熱器。
專利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(chǎn)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(jī)構(gòu)成本裝置的機(jī)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(chǎn)的預(yù)熱、保溫使用；也可在夏天吸出地底下的涼水用作空調(diào)冷源。本裝置充分利用太陽能或工業(yè)廢棄的低品位熱能，裝置結(jié)構(gòu)簡單、實用，在我國西北油田尤具應(yīng)用前景。
文檔編號F03G7/04GK2135661SQ9220000
公開日1993年6月9日 申請日期1992年1月3日 優(yōu)先權(quán)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