專利名稱：低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是地源熱泵低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，特別是一種利用虹吸作用進(jìn)行熱循環(huán)的地?zé)嵯到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
地?zé)嵬ǔＪ顷懙氐乇?000m深度內(nèi)的熱能。據(jù)推算，地核內(nèi)部的溫度達(dá)2000 5000°C，而地幔的溫度達(dá)1000 2000°C。因此，在地球的最外層——地殼中蘊(yùn)藏著巨大的熱水庫(kù)。地?zé)崴⒉皇堑貧?nèi)天然存在的，而是地面上的雨水沿巖石、土壤的縫隙深入地殼深處，這些水被周圍的熱巖所加熱。如果地殼深處有較大的空隙層，就可能形成具有開(kāi)采價(jià)值地?zé)崴畬覽1].而目前開(kāi)采和利用最多的地?zé)崮芗词堑責(zé)崴?。根?jù)地?zé)崴疁囟鹊牟煌?，地?zé)崴煞譃榈蜏厮?t < 140°C )、中溫水(t = 40 60°C )和高溫水(t = 60 100°C )、 過(guò)熱水(t>100°C)[2].我國(guó)地?zé)豳Y源總量98%以上是低溫地?zé)豳Y源。目前，我國(guó)眾多的低溫地?zé)豳Y源主要是直接利用于洗浴、采暖、種植、養(yǎng)殖、醫(yī)療、娛樂(lè)等方面。雖然全國(guó)直接利用總量已達(dá)到對(duì)10麗，居世界各國(guó)前列，但利用水平和效率比較低，對(duì)于25°C 50°C溫度段的能量利用率很差。為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，國(guó)家制定了能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，要求調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少燃煤造成的污染，大力發(fā)展新能源可再生能源的利用技術(shù)，其中提到要開(kāi)發(fā)地?zé)釤岜眉夹g(shù)，以充分利用地?zé)豳Y源。地?zé)嶙鳛橐环N清潔能源用于采暖，在我國(guó)北方城市發(fā)展迅速，其中應(yīng)用最多的就是地?zé)嵩幢?，地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過(guò)輸入少量的能源，進(jìn)行換水介質(zhì)循環(huán)，即可實(shí)現(xiàn)能量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移。如在民用方面，在冬季，把土壤中的熱量提取出來(lái)，提高溫度后供給室內(nèi)用于采暖；在夏季，把室內(nèi)的熱量提取出來(lái)釋放到土壤中去，并且常年能保證地下溫度的均衡，在工業(yè)方面也有廣泛的用途。但目前的技術(shù)在循環(huán)時(shí)，都是采用電動(dòng)泵進(jìn)行工作，持續(xù)工作時(shí)耗電量較大，存在明顯的不足及有待改善之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于使用，特別是大大降低能耗的地?zé)岵杉绞健１景l(fā)明是通過(guò)這樣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的—種低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，為地源熱泵裝置，地下熱泵主要由地下熱能交換裝置、 液體泵組成，其技術(shù)要點(diǎn)是地下熱能交換裝置為具有閉合回路的管路，在該管路的閉合回路中具有兩個(gè)相互獨(dú)立的容器，并位于不同水平高度，處于較低水平高度的容器可以通過(guò)液體泵將熱能交換介質(zhì)提升至較高水平高度的容器中，在較高水平高度容器中的熱能交換介質(zhì)通過(guò)管路、并在虹吸作用下返回到處于較低水平高度的容器，熱能交換介質(zhì)在管路中循環(huán)，并通過(guò)兩個(gè)容器和液體泵形成閉合回路。
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進(jìn)一步的，所述管路的閉合回路中具有的兩個(gè)相互獨(dú)立容器之間有一個(gè)高度差。進(jìn)一步的，所述管路的閉合回路中具有的兩個(gè)相互獨(dú)立容器之間有一個(gè)高度差， 其中高度較高的一個(gè)容器距離管路最高端的垂直距離小于十米。進(jìn)一步的，具有調(diào)節(jié)水池，可以調(diào)節(jié)兩個(gè)容器中熱能交換介質(zhì)的用量。進(jìn)一步的，管路中至少一個(gè)端口具有管路流量調(diào)節(jié)裝置。進(jìn)一步的，所述的管路流量調(diào)節(jié)裝置為電控調(diào)節(jié)閥門。進(jìn)一步的，所述的容器為水池。進(jìn)一步的，所述的熱能交換介質(zhì)為水。進(jìn)一步的，所述的具有閉合回路的管路，具有通氣孔與大氣相通，可能通過(guò)調(diào)節(jié)該通氣孔的通斷與大小來(lái)調(diào)節(jié)管內(nèi)的壓力。進(jìn)一步的，所述的管路由金屬構(gòu)成。本發(fā)明效果和特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，可抽水高度不受限制，大大降低運(yùn)行能耗，投資收益比小，適用范圍廣。


圖1是本發(fā)明所述的低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中說(shuō)明1為管路2為液體泵3為上水池4為下水池5為調(diào)節(jié)水池6為調(diào)節(jié)閥門7為通氣孔
具體實(shí)施例方式基于本發(fā)明的目的和附圖，及以下實(shí)施例來(lái)說(shuō)明原理及工作情況。如附圖1所示，這種地源熱泵，管路1、液體泵2、上水池3、下水池4、調(diào)節(jié)水池5、調(diào)節(jié)閥門6及管路1上的通氣孔7組成。這個(gè)地下熱能交換裝置為具有閉合回路的管路1，但為了降低能耗，在管路1的中間設(shè)置了兩個(gè)相互獨(dú)立的容器，這兩個(gè)容器可以處于地面以下，也可以處于地面以上，在本實(shí)施例是，下水池4與調(diào)節(jié)水泥5是放置于地面表面的，管路1的一部分在地下，一部分在地上，也可以把整個(gè)系統(tǒng)全部放置于地下，在附圖中虛線為地面示意線。對(duì)于上述的兩個(gè)容器，也就是上水池3和下水池4，并使上水池3和下水池4位于不同水平高度，這樣兩者之間有一個(gè)落差，并設(shè)置了一個(gè)液體泵2，處于較低水平高度的容器可以通過(guò)液體泵將熱能交換介質(zhì)提升至較高水平高度的容器中，也就是通過(guò)液體泵2，可以將下水池4中的液體提升至上水池3中去，而管路1的管口是埋入在上水池3中的，而在管路1中都充滿水的情況下，在較高水平高度容器中的熱能交換介質(zhì)通過(guò)管路、并在虹吸作用下返回到處于較低水平高度的容器，也就是說(shuō)上水池的水可能通過(guò)管路1在虹吸作用下運(yùn)行到下水池4，而在下水池4中的水通過(guò)液體泵2再抽到上水池3中，這樣，水就可以在管路1中循環(huán)。熱能交換介質(zhì)在管路中循環(huán)，并通過(guò)兩個(gè)容器和液體泵形成閉合回路。在這樣的裝置中，只需要將水提升一個(gè)上水池3與下水池4之間的高度落差，就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)裝置的自動(dòng)循環(huán)，而上水池3與下水池4之間的高度落差大大小于整個(gè)裝置的高度，因此所消耗的電能非常低。由于管路內(nèi)虹吸作用下水的流動(dòng)與大氣壓有關(guān)，在沒(méi)有其它輔助設(shè)施的前提下， 最大高度不可以大于十米，所以，在本實(shí)施例中高度較高的一個(gè)容器距離管路最高端的垂直距離小于十米，即管路1最高頂端與上水池3的高度差，高于上水池3的高度須小于或等于十米，才能夠應(yīng)用虹吸作用來(lái)實(shí)現(xiàn)提水，在實(shí)際應(yīng)用中，等于十米的情況也由于條件限制而無(wú)法實(shí)現(xiàn)，如果加上輔助裝置就可能實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)為了使水池內(nèi)的水位得到保證，設(shè)置有調(diào)節(jié)水池5，可以調(diào)節(jié)兩個(gè)水池中水的用量，調(diào)節(jié)水池具有自控裝置，如浮力自控或光電控制，以及電測(cè)控制裝置，都可以實(shí)現(xiàn)類似的功能，以確保上水池3的液面始終高于管路1的管道端口。為了更科學(xué)合理的調(diào)節(jié)供熱量及熱能交換介質(zhì)的流量，在管路1中至少一個(gè)端口設(shè)置有管路流量調(diào)節(jié)裝置，也就是設(shè)置了調(diào)節(jié)閥門6，這個(gè)閥門6可以在兩個(gè)端口都安裝， 也可以安裝在其中一個(gè)管路端口，如對(duì)應(yīng)上水池3的管路1的端口，這個(gè)管路流量調(diào)節(jié)裝置為電控調(diào)節(jié)閥門。另外，在上述的閉合回路的管路1中，為了能夠及時(shí)調(diào)節(jié)壓力，以及利用管路本身產(chǎn)生氣體及調(diào)節(jié)能量，設(shè)置了通氣孔7與大氣相通，可能通過(guò)調(diào)節(jié)該通氣孔7的通斷與大小來(lái)調(diào)節(jié)管路1內(nèi)的壓力。進(jìn)一步的，所述的管路1由耐壓材料構(gòu)成。在本發(fā)明所涉及的所有實(shí)施例中，所述的液體或流體均為水。采用本發(fā)明的方法和裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，可抽水高度不受限制，大大降低運(yùn)行能耗，投資收益比小，適用范圍廣。雖然這里只說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但其意并非限制本發(fā)明的范圍、適用性和配置。相反，對(duì)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明可使本領(lǐng)域技術(shù)人員得以實(shí)施。應(yīng)能理解，在不偏離所附權(quán)利要求書確定的本發(fā)明精神和范圍情況下，可對(duì)一些細(xì)節(jié)做適當(dāng)變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，為地源熱泵裝置，地下熱泵主要由地下熱能交換裝置、液體泵組成，其特征在于地下熱能交換裝置為具有閉合回路的管路，在該管路的閉合回路中具有兩個(gè)相互獨(dú)立的容器，并位于不同水平高度，處于較低水平高度的容器可以通過(guò)液體泵將熱能交換介質(zhì)提升至較高水平高度的容器中，在較高水平高度容器中的熱能交換介質(zhì)通過(guò)管路、并在虹吸作用下返回到處于較低水平高度的容器，熱能交換介質(zhì)在管路中循環(huán)， 并通過(guò)兩個(gè)容器和液體泵形成閉合回路。
2.如權(quán)利要求1所述的低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，其特征在于所述管路的閉合回路中具有的兩個(gè)相互獨(dú)立容器之間有一個(gè)高度差。
3.如權(quán)利要求1所述的低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，其特征在于所述管路的閉合回路中具有的兩個(gè)相互獨(dú)立容器之間有一個(gè)高度差，其中高度較高的一個(gè)容器距離管路最高端的垂直距離小于十米。
4.如權(quán)利要求1所述的低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，其特征在于具有調(diào)節(jié)水池，可以調(diào)節(jié)兩個(gè)容器中熱能交換介質(zhì)的用量。
5.如權(quán)利要求1所述的低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，其特征在于管路中至少一個(gè)端口具有管路流量調(diào)節(jié)裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，其特征在于所述的管路流量調(diào)節(jié)裝置為電控調(diào)節(jié)閥門。
7.如權(quán)利要求1所述的低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，其特征在于所述的容器為水池。
8.如權(quán)利要求1所述的低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，其特征在于所述的熱能交換介質(zhì)為水。
9.如權(quán)利要求1所述的低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，其特征在于所述的具有閉合回路的管路，具有通氣孔與大氣相通，可能通過(guò)調(diào)節(jié)該通氣孔的通斷與大小來(lái)調(diào)節(jié)管內(nèi)的壓力。
10.如權(quán)利要求1所述的低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，其特征在于所述的管路由耐壓材料構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是地源熱泵低能耗地?zé)崂孟到y(tǒng)，特別是一種利用虹吸作用進(jìn)行熱循環(huán)的地?zé)嵯到y(tǒng)，其技術(shù)要點(diǎn)是地下熱能交換裝置為具有閉合回路的管路，在該管路的閉合回路中具有兩個(gè)相互獨(dú)立的容器，并位于不同水平高度，處于較低水平高度的容器可以通過(guò)液體泵將熱能交換介質(zhì)提升至較高水平高度的容器中，在較高水平高度容器中的熱能交換介質(zhì)通過(guò)管路、并在虹吸作用下返回到處于較低水平高度的容器，熱能交換介質(zhì)在管路中循環(huán)，并通過(guò)兩個(gè)容器和液體泵形成閉合回路，并具有調(diào)節(jié)池與調(diào)節(jié)閥門，效果和特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，可抽水高度不受限制，大大降低運(yùn)行能耗，投資收益比小，適用范圍廣。
文檔編號(hào)F24F5/00GK102478287SQ20101056316
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者宋柏君 申請(qǐng)人:北京銀萬(wàn)特科技有限公司