本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及地源熱泵和太陽能光熱利用技術(shù)領(lǐng)域。具體的說是一種土壤換熱器自流分散地下蓄熱及補(bǔ)水系統(tǒng)。分為水平式回灌管系統(tǒng)和垂直式回灌管系統(tǒng)二種形式；太陽能集熱器與高置水箱通過自然循環(huán)水管線、排空水管線、強(qiáng)制循環(huán)水管線連接；高置水箱上裝有自動(dòng)控制器；在高置水箱與回灌總管連接的線路上裝有電磁閥；回灌總管與多路并聯(lián)的回灌分路連接，回灌分路裝有熱水閥門；回灌分路與多路并聯(lián)的回灌支管連接，回灌支管與回灌管連接；水平式回灌管系統(tǒng)的回灌管上均布設(shè)有排水孔；垂直式回灌管系統(tǒng)的回灌管沿軸向上均布焊有注水管。本實(shí)用新型專利技術(shù)熱水回灌實(shí)現(xiàn)了自流、均勻。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及地源熱泵和太陽能光熱利用
具體的說，是一種土壤換熱器自流分散地下蓄熱及補(bǔ)水系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
地源熱泵和太陽能利用是隨著全球性的能源危機(jī)和環(huán)境問題的出現(xiàn)而逐漸發(fā)展起來的新型技術(shù)產(chǎn)業(yè)。我國西北地區(qū)，包括河北北部及壩上地區(qū)、雁北地區(qū)、陜北地區(qū)、內(nèi)蒙、甘肅、青海、新疆。這些地域氣候的共同特點(diǎn)是干旱少雨、地下水極度匱乏、冬季嚴(yán)寒夏季涼爽、海拔較高、空氣通透性好、太陽總輻射量較高。因此，這些地區(qū)十分適合發(fā)展以太陽能為輔助熱源的土壤地源熱泵系統(tǒng)。這些地區(qū)夏季無需安裝冷風(fēng)空調(diào)，主要矛盾是解決冬季采暖問題和生活熱水。因此，地埋管換熱器地源熱泵系統(tǒng)+太陽能熱水系統(tǒng)+地板低溫輻射采暖系統(tǒng)的組合，以下簡稱新型采暖系統(tǒng)，具有極大的推廣應(yīng)用前景。就地埋管換熱器而言，在設(shè)計(jì)使用壽命周期內(nèi)(一般為15年)，每年冬季從土壤中提取的熱量和夏季向土壤中儲(chǔ)存的熱量應(yīng)基本平衡，這是地埋管換熱器設(shè)計(jì)的一個(gè)基本原則。土壤的熱導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率是衡量土壤傳熱和儲(chǔ)熱能力的指標(biāo)。土壤的含水量對于這兩個(gè)熱物性參數(shù)具有很大的影響。研究表明干燥土壤的地源熱泵循環(huán)性能系數(shù)COP要比潮濕土壤的低35%。當(dāng)土壤含水量低于15%時(shí)，隨著含水量的降低，COP將迅速下降。土壤含水量在25%以上，COP大幅度的提高。而當(dāng)含水量從50%增加到100%，其COP僅增加 1. 5%。因此，對于地埋管換熱器，其理想的土壤含水量應(yīng)在25%至50%。當(dāng)?shù)芈窆軗Q熱器向土壤傳熱時(shí)，地埋管周圍的土壤被干燥。這種水分的減少將使土壤的熱導(dǎo)率減小。隨著地埋管壁溫的升高，將會(huì)使更多的水分從土壤中散失，進(jìn)一步降低土壤的熱傳導(dǎo)性能和蓄熱功能。鑒于上述情況，適用于我國西北地區(qū)氣候條件的新型采暖系統(tǒng)，夏季必須將太陽能集熱器獲取的熱能通過地埋管換熱系統(tǒng)輸入地下土層，以保持深層土壤在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)的熱平衡。另外，夏季將太陽熱能熱水適量的回灌深層土壤中，既可以增加其蓄熱量，又可以提高其濕度，提高土壤熱導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率，提高采暖系統(tǒng)冬季運(yùn)行時(shí)地源熱泵循環(huán)性能系數(shù)COP。如何提高土壤含水量，是關(guān)系提高土壤傳熱和儲(chǔ)熱能力的問題，也是科研人員所研究的問題；目前尚未見到有關(guān)這方面的技術(shù)突破報(bào)導(dǎo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種土壤換熱器自流分散地下蓄熱及補(bǔ)水系統(tǒng)，以解決上述提高土壤傳熱和儲(chǔ)熱能力的問題。本技術(shù)的技術(shù)方案是分為水平式回灌管系統(tǒng)和垂直式回灌管系統(tǒng)二種形式；太陽能集熱器與高置水箱通過自然循環(huán)水管線、排空水管線、強(qiáng)制循環(huán)水管線連接；高置水箱上裝有自動(dòng)控制器；在高置水箱與回灌總管連接的線路上裝有電磁閥；回灌總管與多路并聯(lián)的回灌分路連接，回灌分路裝有熱水閥門；回灌分路與多路并聯(lián)的回灌支管連接，回灌支管與回灌管連接；水平式回灌管系統(tǒng)的回灌管上均布設(shè)有排水孔；垂直式回灌管系統(tǒng)的回灌管沿軸向上均布焊有注水管。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)中設(shè)有高置水箱，熱水回灌時(shí)實(shí)現(xiàn)自流；垂直式地埋管換熱器回灌管裝置中每組U型換熱管旁均有回灌管；水平式地埋管換熱器回灌管裝置中整個(gè)埋管范圍內(nèi)均勻分布有多根回灌管；實(shí)現(xiàn)了回灌均勻。當(dāng)?shù)芈窆軗Q熱器運(yùn)行時(shí)，地下土壤被干燥而降低土壤熱物性能。夏季將太陽熱能及適量的熱水回灌地下土壤中，以保持運(yùn)行周期內(nèi)深層土壤熱平衡，同時(shí)改善土壤熱導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率，提高地源熱泵運(yùn)行循環(huán)性能系數(shù) COP。附圖說明圖1為水平式回灌管系統(tǒng)示意圖圖2為垂直式回灌管系統(tǒng)示意圖具體實(shí)施方式圖中1、太陽能集集熱器，2、高置水箱，3、自動(dòng)控制器，4、電磁閥，5回灌總管，6、 回灌分路，7、熱水閥門，8、回灌支管，9、回灌管，10、注水管，11、多管支撐架，12、下水管，13、 上水箱，14、灌漿管。實(shí)施例1從圖1可知，在水平式回灌管系統(tǒng)中，太陽能集熱器1與高置水箱2通過自然循環(huán)水管線、排空水管線、強(qiáng)制循環(huán)水管線連接；高置水箱2上裝有自動(dòng)控制器3 (現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品)；在高置水箱2與回灌總管5連接的線路上裝有電磁閥4 ；回灌總管5與多路并聯(lián)的回灌分路6連接，回灌分路6裝有熱水閥門7 ；回灌分路6與多路并聯(lián)的回灌支管8連接，回灌支管8與回灌管9連接，回灌管9上均布有排水孔。回灌總管5、回灌分路6、回灌支管8 均設(shè)有大于5%。的坡度。實(shí)施例2從圖2可知，垂直式回灌管系統(tǒng)與水平式回灌管系統(tǒng)不同的是沿回灌管9的軸向上均布焊有注水管10，注水管與水流方向的夾角小于90°。U型換熱管與回灌管9的數(shù)量相同。數(shù)個(gè)多管支撐架11是將回灌管、U型換熱管、灌漿管固定在一起。權(quán)利要求1.一種土壤換熱器自流分散地下蓄熱及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征是分為水平式回灌管系統(tǒng)和垂直式回灌管系統(tǒng)二種形式；太陽能集熱器(1)與高置水箱( 通過自然循環(huán)水管線、排空水管線、強(qiáng)制循環(huán)水管線連接；高置水箱( 上裝有自動(dòng)控制器(3)；在高置水箱O)與回灌總管(5)連接的線路上裝有電磁閥；回灌總管(5)與多路并聯(lián)的回灌分路(6)連接， 回灌分路(6)裝有熱水閥門(7)；回灌分路(6)與多路并聯(lián)的回灌支管(8)連接，回灌支管 (8)與回灌管(9)連接；水平式回灌管系統(tǒng)的回灌管(9)上均布設(shè)有排水孔；垂直式回灌管系統(tǒng)的回灌管(9)沿軸向上均布焊有注水管(10)。2.如權(quán)利要求1所述的一種土壤換熱器自流分散地下蓄熱及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征是所述的垂直式回灌管系統(tǒng)的回灌管(9)上焊的注水管(10)與水流方向的夾角小于90°。3.如權(quán)利要求1所述的一種土壤換熱器自流分散地下蓄熱及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征是所述的水平式回灌管系統(tǒng)的回灌總管(5)、回灌分路(6)、回灌支管(8)均設(shè)有大于5%。的坡度。專利摘要本技術(shù)涉及地源熱泵和太陽能光熱利用
具體的說是一種土壤換熱器自流分散地下蓄熱及補(bǔ)水系統(tǒng)。分為水平式回灌管系統(tǒng)和垂直式回灌管系統(tǒng)二種形式；太陽能集熱器與高置水箱通過自然循環(huán)水管線、排空水管線、強(qiáng)制循環(huán)水管線連接；高置水箱上裝有自動(dòng)控制器；在高置水箱與回灌總管連接的線路上裝有電磁閥；回灌總管與多路并聯(lián)的回灌分路連接，回灌分路裝有熱水閥門；回灌分路與多路并聯(lián)的回灌支管連接，回灌支管與回灌管連接；水平式回灌管系統(tǒng)的回灌管上均布設(shè)有排水孔；垂直式回灌管系統(tǒng)的回灌管沿軸向上均布焊有注水管。本技術(shù)熱水回灌實(shí)現(xiàn)了自流、均勻。文檔編號(hào)F24J2/04GK202158690SQ20112024203公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日專利技術(shù)者侯英武 申請人:北京圣兆科技開發(fā)有限公司本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種土壤換熱器自流分散地下蓄熱及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征是分為水平式回灌管系統(tǒng)和垂直式回灌管系統(tǒng)二種形式；太陽能集熱器（１）與高置水箱（２）通過自然循環(huán)水管線、排空水管線、強(qiáng)制循環(huán)水管線連接；高置水箱（２）上裝有自動(dòng)控制器（３）；在高置水箱（２）與回灌總管（５）連接的線路上裝有電磁閥（４）；回灌總管（５）與多路并聯(lián)的回灌分路（６）連接，回灌分路（６）裝有熱水閥門（７）；回灌分路（６）與多路并聯(lián)的回灌支管（８）連接，回灌支管（８）與回灌管（９）連接；水平式回灌管系統(tǒng)的回灌管（９）上均布設(shè)有排水孔；垂直式回灌管系統(tǒng)的回灌管（９）沿軸向上均布焊有注水管（１０）。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯英武，
申請(專利權(quán))人：北京圣兆科技開發(fā)有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：11
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