地下步進異態(tài)交互儲能系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于太陽能儲存領域研究領域中的一種地下步進異態(tài)交互儲能系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]太陽能本身的不連續(xù)(陰晴，日夜)，加上供熱空調(diào)使用的不連續(xù)(上下班，工作日/周末等)，使得太陽能空調(diào)系統(tǒng)的蓄能顯得尤為重要。而蓄能的手段選擇也對系統(tǒng)的經(jīng)濟性構(gòu)成很大影響?，F(xiàn)有的一般是采用水儲能或者地源熱栗系統(tǒng)儲能。地源熱栗系統(tǒng)是利用土壤作為低溫熱源，由熱栗機組及其配套設備所構(gòu)成的完整系統(tǒng)，冬季從土壤中提取熱量并通過熱栗機組升溫為建筑物供暖，夏季將室內(nèi)溫度較高的熱量轉(zhuǎn)移到土壤中并向室內(nèi)釋放溫度較低的熱量的可再生能源暖通空調(diào)系統(tǒng)，并利用土壤蓄能。然而在實際的使用過程中，如果單純從地下取冷，45天或者3個月以后，地下溫度將超過37°C，地源傳熱惡化，不再適合進行空氣調(diào)節(jié)，可能頻繁出現(xiàn)停機保護。如果單純從地下取熱，兩個月后，埋地換熱器附近的地下溫度將減少到不足20°C。為了保護好地源，使其成為可持續(xù)利用的土壤源，從地下取冷和從地下取熱應該相對平衡。采用地下熱源栗儲能存在以下缺點:1)、對土壤中蓄能期待過高，以未經(jīng)使用的土壤溫度作為長期可保持的溫度看待；2)、土壤中所蓄冷量迅速衰竭，系統(tǒng)在空調(diào)季節(jié)后期出現(xiàn)能耗過大、甚至頻繁停機保護的現(xiàn)象；3)系統(tǒng)在長年運行后出現(xiàn)能效比逐年下降，無法保證使用的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的技術中，為克服上述狀況不得不加大埋管數(shù)量，以及主機功率，以按照最不利情況滿足使用需求。然而夏季冷凝溫度過高和冬季蒸發(fā)溫度過低都是目前無法避免的技術問題。如何改進上述問題，實現(xiàn)太陽能的儲能，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的持續(xù)運行是急需研究的方向。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的，在于提供一種地下步進異態(tài)交互儲能系統(tǒng)。
[0004]本實用新型解決其技術問題的解決方案是:地下步進異態(tài)交互儲能系統(tǒng)，其包括由土壤圍繞而成的地下步進異態(tài)交互儲能腔，所述地下步進異態(tài)交互儲能腔內(nèi)填充滿相變儲能材料后形成相變儲能層，所述相變儲能材料內(nèi)鑲嵌有交互熱交換器，所述交互熱交換器的進口端和出口端穿過土壤后與外界連通。
[0005]作為上述技術方案的進一步改進，所述相變儲能材料與土壤之間均設置有步進導熱區(qū)及絕熱層。
[0006]作為上述技術方案的進一步改進，所述交互熱交換器包括兩根平行設置的傳熱管以及多根平行設置在兩根傳熱管之間的循環(huán)管。
[0007]作為上述技術方案的進一步改進，所述傳熱管的一端穿過土壤后與外界連通，所述傳熱管插入所述地下步進異態(tài)交互儲能腔內(nèi)部的部分外表面包裹有相變儲能材料，所述循環(huán)管的外表面包裹有相變儲能材料。
[0008]作為上述技術方案的進一步改進，多組所述交互熱交換器平行布置在相變儲能材料內(nèi)。
[0009]作為上述技術方案的進一步改進，相鄰的兩組所述交互熱交換器中的循環(huán)管錯位布置。
[0010]作為上述技術方案的進一步改進，多組所述交互熱交換器平行布置在相變儲能材料內(nèi)。
[0011]作為上述技術方案的進一步改進，所述相變儲能材料由以下質(zhì)量份數(shù)的原料均勻混合后干壓而成:480-520份的氯化石蠟、80-120份的金屬化合物、380-420份的非金屬添加劑、3800-4200份的石墨。
[0012]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過在土壤內(nèi)部挖出一個地下步進異態(tài)交互儲能腔，并在地下步進異態(tài)交互儲能腔內(nèi)填充滿相變儲能材料，通過交互熱交換器將太陽能的熱量儲存在地下步進異態(tài)交互儲能腔中的相變儲能材料中，減輕對土壤熱響應能力的要求，通過較高頻率的蓄放熱提供土壤蓄能的恢復能力，尤其是在日夜交替方式，還有，解決了土壤由于冬夏季負荷不匹配造成的冷熱堆積問題，增加土壤長期使用的能力，減少對土壤的平衡的破壞。當然，在冬天的時候或者溫度低的時候，本實用新型也可以將空氣能中的冷能量儲存在地下步進異態(tài)交互儲能腔內(nèi)，到夏天或者溫度高時，通過熱交換，將冷能量釋放到使用空間。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設計方案和附圖。
[0014]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實用新型中換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下將結(jié)合實施例和附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本實用新型的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本實用新型的實施例，本領域的技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本實用新型保護的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。
[0017]參照圖1?圖2，地下步進異態(tài)交互儲能系統(tǒng)，其包括由土壤1圍繞而成的地下步進異態(tài)交互儲能腔4，所述地下步進異態(tài)交互儲能腔4內(nèi)填充滿相變儲能材料后形成相變儲能層，所述相變儲能材料內(nèi)鑲嵌有交互熱交換器3，交互熱交換器3豎直插入或者水平插入所述相變儲能材料中，所述交互熱交換器3的進口端和出口端穿過土壤1后與外界連通。本實用新型通過相變蓄熱后將熱量儲能起來。相變蓄熱是依靠物質(zhì)相變過程(固一液態(tài)轉(zhuǎn)化)中必須吸收或放出大量相變潛熱的物理現(xiàn)象進行能量的存儲和釋放。由于單位體積的相變蓄熱材料能夠蓄存的能量遠遠大于單位體積的顯熱蓄能材料能夠承受的范圍，因此相變蓄熱材料具有極大的應用范圍。
[0018]通過在地表淺層的土壤1內(nèi)部挖出