地下儲溫系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了地下儲溫系統(tǒng)及方法，地下儲溫系統(tǒng)包括換溫管、儲溫循環(huán)管路及供溫循環(huán)管路、儲溫控制器及狀態(tài)輸入器；在儲溫循環(huán)管路中串接換溫管，該換溫管的管體預(yù)埋于地下儲溫層中；供溫循環(huán)管路的供水及回水管路通過切換閥門串接于所述儲溫循環(huán)管路中。本發(fā)明還提供了一種地下儲溫方法，步驟如下：挖設(shè)地下儲溫井；在地下儲溫井內(nèi)埋設(shè)本發(fā)明中任一地下儲溫系統(tǒng)，并將上述換溫管埋設(shè)在地下儲溫井中。本發(fā)明所提供的地下儲溫系統(tǒng)解決了太陽能的利用受到陰雨天氣和雪天等不利天氣的限制，提高了太陽能的利用率。而在冬天，將冬天的冷能儲存起來，作為夏天空調(diào)的冷源使用，有效的減少污染物的排放，降低了人們的生活成本，清潔衛(wèi)生。
【專利說明】地下儲溫系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能源利用及開發(fā)領(lǐng)域，尤其是地下儲溫系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著化石能源的日益枯竭、人們對環(huán)境保護(hù)問題的重視程度不斷提高，尋找潔凈 的替代能源問題變得越來越迫切。太陽能是一種清潔的自然再生能源，開發(fā)和利用太陽能， 既不會出現(xiàn)大氣的污染，亦不會影響自然界的生態(tài)平衡。小到家用太陽能熱水器大到成百 上千噸的大型熱水工程，人們的生活已經(jīng)和太陽能緊密的聯(lián)系在了一起。通常在冬季晴天 的情況下，太陽能基本可以滿足人們對生活熱水或供暖的需求。然而，如遇陰雨天或下雪 天氣，太陽能系統(tǒng)則處于癱瘓狀態(tài)，人們不得不花費(fèi)大量的電能或其他能源來暫時(shí)替代太 陽能；而在夏季太陽能光照充足，產(chǎn)生的熱能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人們的需求，這樣就造成了能源的浪 費(fèi)。太陽能系統(tǒng)能否正常工作還是要靠太陽，有一定的局限性，特別是太陽能供暖技術(shù)，過 了供暖季幾乎沒有任何作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所提供的地下儲溫系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有能源使用受到冬季和陰雨天等不利天 氣限制的問題。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的地下儲溫系統(tǒng)，包括，換溫管、儲溫循環(huán)管路及供溫 循環(huán)管路、儲溫控制器及狀態(tài)輸入器；在所述儲溫循環(huán)管路中串接所述換溫管，該換溫管的 管體預(yù)埋于地下儲溫層中；所述供溫循環(huán)管路的供水及回水管路通過切換閥門串接于所 述儲溫循環(huán)管路中；當(dāng)處于儲溫狀態(tài)時(shí)，開啟所述儲溫循環(huán)泵，關(guān)閉所述切換閥門，切斷供 溫循環(huán)管路，通過所述換溫管向所述地下儲溫層中儲溫；當(dāng)處于供暖狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉所述儲溫 循環(huán)泵，開啟所述切換電磁閥及所述供溫循環(huán)泵，通過所述換溫管將所述地下儲溫層中的 儲溫置換出來，向所述供溫循環(huán)管路中供溫。
[0005] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括，儲溫控制器及狀態(tài)輸入器，所述切換閥門為切 換電磁閥；所述儲溫控制器的輸入端與狀態(tài)輸入器連接，輸出端與所述切換電磁閥、所述儲 溫循環(huán)管路的儲溫循環(huán)泵及所述供暖循環(huán)管路的供暖循環(huán)泵驅(qū)動端連接；當(dāng)所述狀態(tài)輸入 器的設(shè)定狀態(tài)為儲溫狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動開啟所述儲溫循環(huán)泵，關(guān)閉所述切換電磁閥，切斷供溫循 環(huán)管路，通過所述換溫管向所述地下儲溫層中儲溫；當(dāng)所述狀態(tài)輸入器的設(shè)定狀態(tài)為供暖 狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉所述儲溫循環(huán)泵，開啟所述切換電磁閥及所述供溫循環(huán)泵，通過所述換溫管將 所述地下儲溫層中的儲溫置換出來，向所述供溫循環(huán)管路中供溫。
[0006] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述換溫管為換熱管；所述儲溫循環(huán)管路為太陽能儲 熱管路；所述供溫循環(huán)管路為供暖循環(huán)管路；所述太陽能儲熱管路包括，太陽能集熱裝置。
[0007] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述太陽能集熱裝置包括：太陽能集熱板及太陽能集 熱管。
[0008] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述供暖循環(huán)管路中，還設(shè)置供暖傳感器，所述供暖 傳感器的感應(yīng)輸出端與所述儲溫控制器的輸入端連接；當(dāng)所述狀態(tài)輸入器的設(shè)定狀態(tài)為供 暖狀態(tài)時(shí)，判斷所述供暖傳感器是否為設(shè)定溫度，若是，則關(guān)閉所述儲溫循環(huán)泵，開啟所述 切換電磁閥及所述供溫循環(huán)泵，通過所述換溫管將所述地下儲溫層中的儲溫置換出來，向 所述供溫循環(huán)管路中供溫；若否，則驅(qū)動開啟所述儲溫循環(huán)泵，關(guān)閉所述切換電磁閥，切斷 供溫循環(huán)管路，通過所述換溫管向所述地下儲溫層中儲溫。
[0009] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述換溫管為換冷管；所述儲溫循環(huán)管路為儲冷管路； 所述供溫循環(huán)管路為供冷循環(huán)管路。
[0010] 本發(fā)明還提出了一種地下儲溫方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟S101，挖設(shè)地下儲溫井；
[0012] 步驟S102,在地面實(shí)施如權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)地下儲溫系統(tǒng)，將所述地下儲溫 系統(tǒng)中的換溫管埋設(shè)于所述地下儲溫井內(nèi)。
[0013] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟S102后還包括：
[0014] 步驟S103,在距地表設(shè)定距離處鋪設(shè)保溫層；
[0015] 步驟S104,在保溫層上方加鑄所述地下儲溫井封蓋。
[0016] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述設(shè)定距離為：0. 5米?1. 5米
[0017] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述換溫管在所述儲溫井中的埋設(shè)密度為：0.5米? 1. 5 米。
[0018] 本發(fā)明的有益效果為：挖設(shè)地下儲溫井，在地下儲溫井中埋設(shè)換溫管，在夏天和冬 季的晴天，通過切換閥門的切換實(shí)現(xiàn)地下儲溫系統(tǒng)的儲溫功能，將熱能儲存到地下儲溫層， 作為冬天供暖的熱暖，解決了現(xiàn)有太陽能的利用受到冬季和陰雨天等不利天氣限制的問 題。而在冬天，將換溫管置換為換冷管，將冬天的冷能儲存起來，作為夏天空調(diào)的冷源使用。 該技術(shù)即節(jié)能又環(huán)保，有效的減少污染物的排放。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，地下儲溫系統(tǒng)示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，地下儲溫系統(tǒng)示意圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明的又一種實(shí)施方式中，地下儲溫系統(tǒng)的電磁閥切換的示意圖；
[0023] 圖4為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，包括供溫傳感器的電磁閥切換的示意圖；
[0024] 圖5為本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，地下儲溫方法的流程示意圖；
[0025] 圖6為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，地下儲溫方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所 描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā) 明保護(hù)的范圍。
[0027] 在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，本發(fā)明提供的地下儲溫系統(tǒng)中，包括儲溫循環(huán)管路1、 供溫循環(huán)管路2、換溫管3和切換閥門41?44。其中，儲溫循環(huán)管路2為太陽能儲熱管路， 該太陽能儲熱管路中包括太陽能集熱裝置，在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，太陽能集熱裝置 采用太陽能集熱板7,供溫循環(huán)管路2為供暖循環(huán)管路。換溫管3的管體預(yù)埋于地下儲溫層 中，通過閥門41?44的切換，可實(shí)現(xiàn)該地下儲溫系統(tǒng)的儲暖和儲冷的功能。為實(shí)現(xiàn)該地下 儲溫系統(tǒng)的儲暖功能，如圖1所示，在儲溫循環(huán)管路1中，儲溫循環(huán)泵10的出水口 102與太 陽能集熱板7的進(jìn)水口 71連通，太陽能集熱板7的出水口 72與切換閥門43固定連接，閥 門43與閥門44通過水管固定連接，閥門44與換溫管3的進(jìn)水口 31固定連接，換溫管3 的出水口 32與儲溫循環(huán)泵10的進(jìn)水口 101連通。在使用該地下儲溫系統(tǒng)的儲暖功能時(shí)， 首先關(guān)閉切換閥門41、42,打開切換閥門43、44,儲溫循環(huán)泵10、太陽能集熱板7和換熱管 3通過水管組成閉合的通路；然后，開啟儲溫循環(huán)泵10,該地下儲溫系統(tǒng)處于儲暖狀態(tài)。此 時(shí)，儲溫循環(huán)管路1中的冷水從儲溫層循環(huán)泵10出水口 102流出、從太陽能集熱板7的進(jìn) 水口 71流入太陽能集熱板7,在太陽能集熱板7的作用下，冷水吸熱轉(zhuǎn)變成熱水，上述熱水 從太陽能集熱板7的出水口 72流出，流經(jīng)切換閥門43、44,從換熱管3的進(jìn)水口 31進(jìn)入換 熱管3,在換熱管3的作用下，將換熱管3中的熱水中的熱能轉(zhuǎn)換到地下儲溫層中，此時(shí)熱水 轉(zhuǎn)變?yōu)槔渌?，上述冷水從換熱管3的出口 32流出并從入水口 101流入到儲溫循環(huán)泵10內(nèi)， 進(jìn)入下一個(gè)儲暖循環(huán)。
[0028] 為了提高儲溫效率，提高太陽能的利用率，在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，將太陽 能集熱管7置換為太陽能集熱板，從而提高太陽能的利用率，提高儲溫效率。
[0029] 為實(shí)現(xiàn)該地下儲溫系統(tǒng)的供溫功能，如圖2所示，在供暖循環(huán)管路2中，換溫管3 的出水口 32與切換閥門41固定連接，切換閥門41與散熱片23的進(jìn)水口 231連通，散熱片 23的出水口 232與供溫循環(huán)泵20的進(jìn)水口 231連通，供溫循環(huán)水泵20的出水口 202與切 換閥門42固定連接，切換閥門42與換溫管3的進(jìn)水口 31固定連接。在使用該地下儲溫系 統(tǒng)的供溫功能時(shí)，首先打開切換閥門41、42,關(guān)閉切換閥門43、44,供溫循環(huán)水泵20、散熱片 23和換熱管3通過水管組成閉合的通路；然后，開啟供溫循環(huán)泵20,該地下儲溫系統(tǒng)處于供 溫狀態(tài)。在供溫循環(huán)泵20的驅(qū)動下，供暖循環(huán)管路2中的冷水從供熱管3的進(jìn)水口 31流 入供熱管3,在供熱管3的作用下與儲溫層進(jìn)行熱交換，此時(shí)冷水轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴膿Q熱管3 的出水口 32流出，上述熱水流經(jīng)切換閥門41之后，從散熱片23的進(jìn)水口 231流入散熱片 23,熱水在散熱片23內(nèi)散熱之后，熱水轉(zhuǎn)變?yōu)槔渌?，上述冷水從散熱?3的出水口 231流 出，從供溫循環(huán)泵20的進(jìn)水口 202流入供溫循環(huán)泵20,進(jìn)入下一個(gè)供溫循環(huán)。
[0030] 為了簡化儲溫功能和供溫功能的轉(zhuǎn)變，方便切換閥門41?44的切換，在本發(fā)明的 另一種實(shí)施方式中，如圖3所示，閥門41?44使用電磁閥，電磁閥41?44的切換通過電 路控制。為實(shí)現(xiàn)對電磁閥41?44的電動控制，在控制電路中串聯(lián)儲溫控制器5和狀態(tài)輸 入器6。如圖3所示，儲溫控制器5的輸入端與狀態(tài)輸入器6連接，儲溫控制器5輸出端與 電磁閥41?44、儲溫循環(huán)泵10及供暖循環(huán)泵20的驅(qū)動端連接；當(dāng)狀態(tài)輸入器6的設(shè)定狀 態(tài)為儲溫狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉電磁閥41、42,打開電磁閥43、44,切斷供溫循環(huán)管路2,驅(qū)動開啟儲 溫循環(huán)泵10,通過換溫管3向地下儲溫層中儲溫；當(dāng)狀態(tài)輸入器6的設(shè)定狀態(tài)為供暖狀態(tài) 時(shí)，關(guān)閉電磁閥43、44,關(guān)閉儲溫循環(huán)泵10,切斷儲溫循環(huán)管路1，開啟電磁閥41、42及供溫 循環(huán)泵20,通過換溫管3將所述地下儲溫層中的儲溫置換出來，向供溫循環(huán)管路中2供溫。 從而，使電磁閥41?44的切換完全由電路控制，避免了人工手動控制，更加方便快捷、更加 智能化。
[0031] 當(dāng)冬天使用本發(fā)明所提供的地下儲溫系統(tǒng)時(shí)，為了解決供溫不足的問題，在供暖 循環(huán)管路2中設(shè)置供暖傳感器30,如圖2所示，供暖傳感器30與換熱管3固定連接，供暖傳 感器20的感應(yīng)端設(shè)置位于地下儲溫層中，感應(yīng)地下儲溫層的溫度；供暖傳感器30的輸出端 與儲溫控制器5的輸入端連接。如圖4所示，當(dāng)狀態(tài)輸入器6的設(shè)定狀態(tài)為供暖狀態(tài)時(shí)，儲 溫控制器5判斷供暖傳感器30所感應(yīng)的溫度是否高于設(shè)定溫度，若是，則關(guān)閉儲溫循環(huán)泵 10,關(guān)閉電磁閥43、44,開啟電磁閥41、42及供溫循環(huán)泵20,切斷儲溫循環(huán)管路1，通過換溫 管3將地下儲溫層中的儲溫置換出來，向供溫循環(huán)管路20中供溫。若否，則關(guān)閉電磁閥41、 42,打開電磁閥43、44,切斷供溫循環(huán)管路2,開啟儲溫循環(huán)泵10,通過換溫管3向地下儲溫 層中儲溫，從而解決地下儲溫系統(tǒng)供溫不足的問題。
[0032] 為了使該地下儲溫系統(tǒng)起到儲冷的作用，在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，將換溫 管7置換為換冷管，相應(yīng)的儲溫管路1轉(zhuǎn)變成了儲冷管路，供溫循環(huán)2管路轉(zhuǎn)變成了供冷循 環(huán)管路。
[0033] 本發(fā)明還提供了一種地下儲溫方法，包括以下步驟：
[0034] 步驟S101，挖設(shè)地下儲溫井；
[0035] 步驟S102,在地面實(shí)施如權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)地下儲溫系統(tǒng)，將所述地下儲溫 系統(tǒng)中的換溫管埋設(shè)于所述地下儲溫井內(nèi)。
[0036] 在本步驟中，換溫管3在儲溫井中的埋設(shè)深度為：0. 5米?1. 5米，儲溫井設(shè)置在 距離地面0. 5米?1. 5米。
[0037] 為了使本發(fā)明提供的地下儲溫系統(tǒng)的儲溫效率更高，儲溫時(shí)間更長，在本發(fā)明的 一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟S102后還包括：
[0038] 步驟S103,在距地表設(shè)定距離處鋪設(shè)保溫層；
[0039] 步驟S104,在保溫層上方加鑄地下儲溫井封蓋。
[0040] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 地下儲溫系統(tǒng)，其特征在于，包括，換溫管、儲溫循環(huán)管路及供溫循環(huán)管路、儲溫控制 器及狀態(tài)輸入器；在所述儲溫循環(huán)管路中串接所述換溫管，該換溫管的管體預(yù)埋于地下儲 溫層中；所述供溫循環(huán)管路的供水及回水管路通過切換閥門串接于所述儲溫循環(huán)管路中； 當(dāng)處于儲溫狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉所述切換閥門，切斷供溫循環(huán)管路，開啟儲溫循環(huán)泵，通過所述換 溫管向所述地下儲溫層中儲溫；當(dāng)處于供暖狀態(tài)時(shí)，開啟所述切換電磁閥及所述供溫循環(huán) 泵，關(guān)閉所述儲溫循環(huán)泵，通過所述換溫管將所述地下儲溫層中的儲溫置換出來，向所述供 溫循環(huán)管路中供溫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下儲溫系統(tǒng)，其特征在于，還包括，儲溫控制器及狀態(tài)輸入 器，所述切換閥門為切換電磁閥；所述供溫循環(huán)管路的供水及回水管路通過切換閥門串接 于所述儲溫循環(huán)管路中；所述儲溫控制器的輸入端與狀態(tài)輸入器連接，輸出端與所述切換 電磁閥、所述儲溫循環(huán)管路的儲溫循環(huán)泵及所述供暖循環(huán)管路的供暖循環(huán)泵驅(qū)動端連接； 當(dāng)所述狀態(tài)輸入器的設(shè)定狀態(tài)為儲溫狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動開啟所述儲溫循環(huán)泵，關(guān)閉所述切換電 磁閥，切斷供溫循環(huán)管路，通過所述換溫管向所述地下儲溫層中儲溫；當(dāng)所述狀態(tài)輸入器的 設(shè)定狀態(tài)為供暖狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉所述儲溫循環(huán)泵，開啟所述切換電磁閥及所述供溫循環(huán)泵，通 過所述換溫管將所述地下儲溫層中的儲溫置換出來，向所述供溫循環(huán)管路中供溫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下儲溫系統(tǒng)，其特征在于，所述換溫管為換熱管；所述儲溫 循環(huán)管路為太陽能儲熱管路；所述供溫循環(huán)管路為供暖循環(huán)管路；所述太陽能儲熱管路包 括，太陽能集熱裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下儲溫系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能集熱裝置包括：太陽 能集熱板及太陽能集熱管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的地下儲溫系統(tǒng)，其特征在于，在所述供暖循環(huán)管路中， 還設(shè)置供暖傳感器，所述供暖傳感器的感應(yīng)輸出端與所述儲溫控制器的輸入端連接；當(dāng)所 述狀態(tài)輸入器的設(shè)定狀態(tài)為供暖狀態(tài)時(shí)，儲溫控制器判斷所述供暖傳感器是否高于設(shè)定溫 度，若是，則關(guān)閉所述儲溫循環(huán)泵，開啟所述切換電磁閥及所述供溫循環(huán)泵，通過所述換溫 管將所述地下儲溫層中的儲溫置換出來，向所述供溫循環(huán)管路中供溫；若否，則驅(qū)動開啟所 述儲溫循環(huán)泵，關(guān)閉所述切換電磁閥，切斷供溫循環(huán)管路，通過所述換溫管向所述地下儲溫 層中儲溫。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下儲溫系統(tǒng)，其特征在于，所述換溫管為換冷管；所述儲溫 循環(huán)管路為儲冷管路；所述供溫循環(huán)管路為供冷循環(huán)管路。
7. 地下儲溫方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟S101，挖設(shè)地下儲溫井； 步驟S102,在地面實(shí)施如權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)地下儲溫系統(tǒng)，將所述地下儲溫系統(tǒng) 中的換溫管埋設(shè)于所述地下儲溫井內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的地下儲溫方法，其特征在于，所述步驟S102后還包括： 步驟S103,在距地表設(shè)定距離處鋪設(shè)保溫層； 步驟S103,在保溫層上方加鑄所述地下儲溫井封蓋。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的地下儲溫方法，其特征在于，所述設(shè)定距離為：0. 5米-1. 5 米。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的地下儲溫方法，其特征在于，所述換溫管在所述儲溫井
【文檔編號】F24J2/34GK104121710SQ201410381243
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】高占武 申請人:高占武