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专利名称 | 含水层蓄热控制系统 |
申请号 | CN201010197895.4 | 申请日期 | 2010-06-11 |
法律状态 | 权利终止 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2011-11-09 | 公开/公告号 | CN102235778A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | F25B30/06 | IPC分类号 | F;2;5;B;3;0;/;0;6;;;F;2;4;F;5;/;0;0;;;F;2;4;D;3;/;1;8查看分类表>
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申请人 | 未来地奥株式会社 | 申请人地址 | 韩国首尔市松坡区可乐本洞16-15净化大厦5,6层
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专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 未来地奥株式会社 | 当前权利人 | 未来地奥株式会社 |
发明人 | 尹云相;朴正勋;尹健伸;李龙浩;全在守 |
代理机构 | 北京天平专利商标代理有限公司 | 代理人 | 孙刚 |
摘要
本发明提供一种将地下含水层用于低温蓄热体的含水层蓄热控制系统,其特征在于包括形成于地下含水层,夏季制冷时抽出低温蓄热的地下水且冬季供暖时注入散热的地下水而实施低温蓄热的冷水井、形成于地下含水层,与冷水井相隔限制热干扰的给定间距,冬季供暖时抽出高温蓄热的地下水且夏季制冷时注入吸热的地下水而实施高温蓄热的热水井、向热泵供应从冷水井和热水井抽出的地下水,且回收热泵进行热交换的地下水而注入到热水井和冷水井的地下水回路、向储存热媒体传达从冷水井抽出的低温地下水的低温且向储存热媒体传达从热水井抽出的高温地下水的高温的热泵、通过热媒体管道与热泵连接,且通过热媒体管道存储热泵传达的低温或者高温储存热媒体的蓄热槽、根据已设置制冷或者供暖模式,自动控制热泵的启动和从冷水井及热水井抽出地下水以及向冷水井及热水井注入地下水的控制器。
1.一种将地下含水层应用为低温蓄热体的含水层蓄热控制系统,其特征在于:
包括形成于地下含水层,夏季制冷时抽出低温蓄热的地下水且冬季供暖时注入散热的地下水而实施低温蓄热的冷水井,
形成于地下含水层,与所述冷水井相隔限制热干扰的给定间距,冬季供暖时抽出高温蓄热的地下水且夏季制冷时注入吸热的地下水而实施高温蓄热的热水井,向热泵供应从所述冷水井和热水井抽出的地下水,且回收所述热泵进行热交换的地下水而注入到热水井和冷水井的地下水回路,
向储存热媒体传达从所述冷水井抽出的低温地下水的低温且向所述储存热媒体传达从所述热水井抽出的高温地下水的高温的热泵,
通过所述热媒体管道与所述热泵连接,且通过所述热媒体管道存储所述热泵传达的低温或者高温储存热媒体的蓄热槽,
分别设置在冷水井和热水井,制冷时抽出低温蓄热的地下水且供暖时抽出高温蓄热的地下水而供应到所述地下水回路的水中电机泵,
设置在所述地下水回路上,且通过控制器的控制来切断与已停止抽水的水中电机泵连接的地下水供应管道和与正在抽水的所述冷水井或者热水井连接的地下水回收管道的同时,开通与正在抽水的水中电机泵连接的地下水供应管道和与已经停止抽水的所述冷水井或者热水井连接的地下水回收管道的若干个切断用阀门,
设置在所述热媒体管道上,通过所述热泵的抽出排放所述储存热媒体的第1循环泵,通过控制器的控制来监控所述热媒体管道的流向,以使与所述热泵进行热交换的所述储存热媒体在夏季制冷时回流到所述蓄热槽的下部且冬季供暖时回流到所述蓄热槽的上部的热媒体管道流向控制阀,从而实施蓄热,以使存储在所述蓄热槽的所述储存热媒体被分层之后逐步均匀起来,
循环所述蓄热槽的低温或者高温储存热媒体,与建筑物制冷及供暖设备进行热交换的制冷及供暖管路,
设置在所述制冷及供暖管路上,向所述建筑物制冷及供暖设备排放所述储存热媒体的第2循环泵,
设置在所述制冷及供暖管路上,并控制所述储存热媒体的循环方向,以使在制冷时排出到所述蓄热槽的下部并回流到所述蓄热槽的上部,在供暖时排出到所述蓄热槽的上部并回流到所述蓄热槽的下部的制冷及取暖管道流向控制阀,以及
根据已设置制冷或者供暖模式,自动控制所述热泵的启动和从所述冷水井及热水井抽出地下水以及向所述冷水井及热水井注入地下水的控制器;
所述冷水井的深度达所述地下含水层的上部且所述热水井的深度达所述地下含水层的下部,所述冷水井和热水井的深度通过不透水层,在水利方面进行隔离,所述蓄热槽中储存热媒体的温度达到给定目标温度时,所述控制器中止所述热泵、所述第1循环泵以及所述水中电机泵的启动,且上述中止启动之后,上述存储的储存热媒体超出目标温度的给定公允范围时,重新启动所述热泵、所述第1循环泵以及所述已经中止启动的水中电机泵,
所述控制器根据存储在所述蓄热槽的所述储存热媒体的检测温度和设定目标温度的温度差,并根据从所述冷水井或者热水井抽出的地下水的温度和注入到所述热水井或者冷水井的地下水的温度,控制从所述冷水井或者热水井抽出的地下水的抽水流量或者储存热媒体通过所述热媒体管道循环到所述蓄热槽的循环流量或者所述地下水抽水流量及所述储存热媒体循环流量。
2.根据权利要求1所述的含水层蓄热控制系统,其特征在于:所述蓄热槽中储存热媒体的蓄热目标温度是夏季制冷时5℃~10℃且冬季供暖时45℃~50℃;所述给定公允范围ΔT是制冷时+(4~6)℃且供暖时-(4~6)℃。
3.根据权利要求1所述的含水层蓄热控制系统,其特征在于:所述控制器根据所述储存热媒体的温度差或者上述抽出的地下水和上述注入的地下水的温度,控制所述抽水流量、所述循环流量或者所述抽水及循环流量和所述热泵的处理容量。
4.根据权利要求1至3中任一所述的含水层蓄热控制系统,其特征在于:应用为所述蓄热体的所述冷水井作为蓄热体时的目标温度是5℃~10℃,而所述热水井作为蓄热体时的目标温度是20℃~30℃。
含水层蓄热控制系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种含水层蓄热控制系统,具体涉及一种采用低/高温蓄热体,将地下含水层的低/高温蓄热应用于制冷及供暖的含水层蓄热控制系统。\n背景技术\n[0002] 业界正在开发着很多利用恒温地热进行热交换而取得制冷及供暖所需热源的利用地热的蓄热式热泵系统。\n[0003] 专利文献有在韩注册登记专利第530259号公开的蓄热式地热热泵机组和在韩注册登记专利第949888号公开的地热热泵系统等。上述现有专利文献公开了从一个地下水孔抽出地中地下水且予以回收循环的闭路型地热热泵系统,该系统将冷能或者热能热媒体存储在单独设置的蓄热槽内用于制冷及供暖。\n[0004] 即,上述现有专利文献公开的技术特征是在15℃左右的温度状态下,利用恒温地热和热泵进行热交换,在5~10℃左右蓄热槽实施低温蓄热或者在45~60℃左右蓄热槽实施高温蓄热。制冷及供暖用蓄热的基本热源是地热,呈15℃左右的恒温状态。所以,在取得蓄热温度的过程中,存在热泵容量变大或者超负荷情况多等弊端。\n发明内容\n[0005] 为了解决以上问题,本发明提供一种以如下内容为特征的利用地下含水层蓄热体的蓄热式热泵系统,不直接将15℃左右的地热用于制冷及供暖用蓄热的基本热源,而是将通过启动热泵进行热交换的地下水分离成低温和高温重新回流到地下含水层,且在地下含水层实施蓄热之后,将实施蓄热的地下含水层蓄热体用于热泵中热交换热源的闭路型蓄热控制系统,从而进一步提高了运行效率。\n[0006] 本发明的技术方案在于:\n[0007] 为了实现本发明的上述目的,本发明一方面提供一种以如下内容为特征的将地下含水层用于低温蓄热体的含水层蓄热控制系统,其特征在于:包括形成于地下含水层,夏季制冷时抽出低温蓄热的地下水且冬季供暖时注入散热的地下水而实施低温蓄热的冷水井、形成于地下含水层,与冷水井相隔限制热干扰的给定间距,冬季供暖时抽出高温蓄热的地下水且夏季制冷时注入吸热的地下水而实施高温蓄热的热水井、向热泵供应从冷水井和热水井抽出的地下水,且回收热泵进行热交换的地下水而注入到热水井和冷水井的地下水回路、向储存热媒体传达从冷水井抽出的低温地下水的低温且向储存热媒体传达从热水井抽出的高温地下水的高温的热泵、通过热媒体管道与热泵连接,且通过热媒体管道存储热泵传达的低温或者高温储存热媒体的蓄热槽、根据已设置制冷或者供暖模式,自动控制热泵的启动和从冷水井及热水井抽出地下水以及向冷水井及热水井注入地下水的控制器。\n[0008] 优选地,本发明另一方面的含水层蓄热控制系统包括分别设置在冷水井和热水井,制冷时抽出低温蓄热的地下水且供暖时抽出高温蓄热的地下水而供应到地下水回路的水中电机泵以及设置在热媒体管道上,通过热泵的抽出排放储存热媒体的第1循环泵;蓄热槽中储存热媒体的温度达到给定目标温度时,所述控制器中止所述热泵、第1循环泵以及水中电机泵的启动,且中止启动之后,存储的储存热媒体超出目标温度的给定公允范围时,重新启动热泵、第1循环泵以及已经中止启动的水中电机泵。\n[0009] 而且,更优选地,蓄热槽中储存热媒体的蓄热目标温度是夏季制冷时5℃至10℃,冬季供暖时45℃至55℃,且优选地,45℃至50℃。进一步优选地,所述给定公允范围ΔT是制冷时+(4~7)℃,且+(4~6)℃为宜,供暖时-(4~7)℃,且-(4~6)℃为宜。\n[0010] 优选地,本发明另一方面中所述控制器根据存储在蓄热槽中的储存热媒体的检测温度和设置目标温度的温差,控制从冷水井或者热水井抽出地下水的抽水流量或者/以及储存热媒体通过热媒体管道循环到蓄热槽的循环流量。\n[0011] 而且,优选地,本发明中又另一方面中所述控制器根据从冷水井或者热水井抽出的地下水的温度,更优选地,根据从冷水井或者热水井抽出的地下水的温度和注入到热水井或者冷水井的地下水的温度,控制从冷水井或者热水井抽出地下水的流量或者/以及储存热媒体通过热媒体管道循环到蓄热槽的循环流量。\n[0012] 优选地,所述控制器根据上述实施例中储存热媒体的温差或者根据地下水的温差,更优选地,根据抽出的地下水的温度和注入的地下水的温度,控制抽出地下水的抽水流量或者/以及储存热媒体的循环流量和热泵的处理容量。\n[0013] 而且,优选地,含水层蓄热控制系统还包括分别设置在冷水井和热水井,制冷时抽出低温蓄热的地下水且供暖时抽出高温蓄热的地下水的水中电机泵以及设置在热媒体管道上,通过热泵抽出储存热媒体的第1循环泵;所述控制器通过控制水中电机泵来监控从冷水井或者热水井抽出地下水的抽水流量,且通过控制第1循环泵来调整储存热媒体的循环流量。\n[0014] 而且,优选地,本发明又另一方面中含水层蓄热控制系统还包括设置在地下水回路上,且通过控制器的控制来切断与已停止抽水的水中电机泵连接的地下水供应管道和与正在抽水的冷水井或者热水井连接的地下水回收管道的同时,开通与正在抽水的水中电机泵连接的地下水供应管道和与已经停止抽水的冷水井或者热水井连接的地下水回收管道的若干个切断用阀门、循环蓄热槽的低温或者高温储存热媒体,与建筑物制冷及供暖设备进行热交换的制冷及供暖管路、设置在制冷及供暖管路上,向建筑物制冷及供暖设备排放储存热媒体的第2循环泵。\n[0015] 而且,优选地,还包括通过控制器的控制来监控热媒体管道的流向,以使与热泵进行热交换的储存热媒体在夏季制冷时回流到蓄热槽下部且冬季供暖时回流到蓄热槽上部的热媒体管道流向控制阀,从而实施蓄热,以使存储在蓄热槽的储存热媒体被分层之后逐步均匀起来。\n[0016] 优选地,本发明又另一方面中,用于蓄热体的冷水井蓄热体的目标温度为5℃至\n10℃,热水井蓄热体的目标温度为20℃至30℃,优选地,25℃至30℃。\n[0017] 虽然没有按照本发明的优选的一方面明确阐述,可本领域技术人员应该可以了解到可以按照多种方式组合上述技术特征而实施实施例。\n[0018] 本发明的技术效果在于:\n[0019] 本发明中利用地下含水层蓄热体的含水层蓄热控制系统与现有的技术特征不同,不直接将15℃左右的地热用于制冷及供暖用蓄热的基本热源,而是将通过启动热泵进行热交换的地下水分离成低温和高温重新回流到地下含水层,且在地下含水层实施蓄热之后,将分离成低温及高温实施蓄热的地下含水层蓄热体用于热泵的热交换热源,从而进一步提高了运行效率。\n附图说明\n[0020] 图1为本发明实施例中含水层蓄热系统的概略图。\n[0021] 图2是图示本发明一实施例中含水层蓄热控制系统的概略系统图。\n[0022] 图3是图示本发明又一实施例中含水层蓄热控制系统的控制状态的概略结构方框图。\n[0023] 图4是图示本发明又另一实施例中含水层蓄热控制系统的热泵的概略图。\n具体实施方式\n[0024] 为了实现本发明的上述目的,以下参考附图详细说明本发明实施例。在详细说明本发明实施例的过程中,相同符号表示相同的结构,而且,没再阐述重复或者在发明内容的说明上具有局限性的附加性说明。\n[0025] 图1是适用于本发明实施例的含水层蓄热系统的概略图,图2是本发明一实施例中含水层蓄热控制系统的概略系统图,图3是图示本发明另一实施例中含水层蓄热控制系统的控制状态的概略性结构方框图。\n[0026] 本发明涉及一种将地下含水层应用为低温蓄热体的含水层蓄热控制系统。以下参考图1至图3详细说明本发明的具体实施例。\n[0027] 本发明一实施例中,含水层蓄热控制系统包括冷水井10、热水井20、地下水回路\n30、热泵50、蓄热槽70以及控制器40。\n[0028] 冷水井10和热水井20形成在地下含水层,且相隔限制热干扰的给定间距d。冷水井10和热水井20分别是一个水井,优选地,分别是至少一个以上的水井,更优选地,分别是多个水井。优选地,根据各个水井在给定期间内每天抽出的数量和热泵50的容量来决定水井的数量。\n[0029] 本发明中,地下含水层是含有地下水的层,具有蓄水孔隙。地下水通过相互连接的孔隙移动。本发明中,由于地下含水层使用于蓄热体,优选地,具有孔隙率高且流速缓慢的水利特性。优选地,本发明中地下含水层可以形成在多孔介质层或者龟裂岩石层。优选地,地下含水层是是自由面含水层或者承压含水层。本发明中,地下含水层是自由面含水层时,优选地,自由面含水层的上部由淤泥或者粘土等组成,且覆盖水分很难通过的难透水层(aquiclude),或者自由面地下水水位低,地下含水层的上部对于地下含水层,在热传导或者/水利方面起到保护作用。优选地,自由面含水层可以形成在作为多孔介质层的冲积层或者作为龟裂岩石层的断裂带或者风化带层。如果是冲积层,优选地,上部由覆盖粘土或者淤泥层难透水层的沙子、碎石等组成。如果是断裂带层,优选地,上部覆盖粘土或者淤泥层的难透水层。而且,本发明中,地下含水层是承压含水层时,承压含水层的上部覆盖不透水层(impermeable layer)。承压含水层可以由多孔性岩石或者龟裂岩石层组成。本发明中,不透水层包括难透水层(aquiclude)和由不透水的岩石类组成的隔水层(aquifuge)。本发明中,优选地,地下含水层孔隙率高而含有大量地下水,该地下含水层形成在流速缓慢的层,且地下含水层的上部对于地下水,在热传导或者/及水利方面起到保护作用。\n[0030] 如图2所示,限制热干扰的给定间距d是指给定期间内,从某一个地下水注入水井到另一个地下水抽水水井之间的不存在热干扰且极其限制热干扰的间距或者其以上间距。此时,优选地,给定期间根据夏季和冬季的不同季节达到6个月以上,且根据实际启动热泵的含水层蓄热期间,优选地,达到3个月到5个月。从某一个地下水注入水井到另一个地下水抽水水井之间的热干扰极具局限性是指在两个水井的地下水蓄热体之间形成的中间温度的过渡带层不一直形成到另一个地下水抽水水井,而是在两个水井之间,从另一个地下水抽水水井开始相隔妥当间距以上。通常的地层内热性能是通过地下水流动的对流、通过介质的传导以及由于介质的非一致性引起的分散得到传达。例如,可以通过建模分析以Molson等提出的热流速产生模式为依据的地层内热性能的数据,设定限制热干扰的间距d。限制热干扰的间距d的核算过程本身并不是本发明的实质性范围。由于本领域技术人员通过解释热性能数据的模式很容易地实施限制热干扰的给定间距d,在此不再做出详细的说明。\n[0031] 为了防止外部异物渗透到水井内,用盖子或者盖盒盖上冷水井10和热水井20上部,优选地,使地下水回路30穿过盖子或者盖盒子,或者使地下水回路30通过水井上部的侧面直达水井内。优选地,冷水井10和热水井20的水井内部灌浆形成于地下含水层上部的地层部分,防止地表面的地下水或者异物的渗透。\n[0032] 由于本发明将冷水井10和热水井20应用为低温/高温蓄热体,优选地,在一年内,更优选地,在至少冬季和夏季的交替间隔6个月内,进一步优选地,作为热泵50实质性启动期间的大约3个月到5个月内,形成于地下含水层的冷水井10和热水井20之间不应该存在或者要几乎限制地下水的流动引起的热干扰。优选地,冷水井10和热水井20可以通过难透水层或者非透水层等不透水层,在水利方面进行隔离,更优选地,冷水井10和热水井20的深度不需要一定相同,其深度可以不相同。\n[0033] 优选地,虽然没有图示,使冷水井10和热水井20具有深度差,且经过设置,使冷水井10的深度位于地下含水层的上部,使热水井20的深度位于地下含水层的下部。而且,优选地,冷水井10和热水井20的深度可以通过难透水层或者非透水层等不透水层,在水利方面进行隔离或者几乎隔离开。\n[0034] 冷水井10是夏季制冷时抽出低温蓄热的地下水且冬季供暖时注入散热的地下水而实施低温蓄热。\n[0035] 热水井20是冬季供暖时抽出高温蓄热的地下水且夏季制冷时注入吸收热的地下水而实施高温蓄热。\n[0036] 如图3所示,优选地,为了感知蓄热地下水的温度,在冷水井10和热水井20里设置温度感应器15、25。图3所示温度感应器15、25可以设置在不流入冷水井10和热水井\n20,而是流入热泵的或者/以及通过热泵50得到供应的地下水回路30端。\n[0037] 而且,如图2所示,地下水回路30将从冷水井10和热水井20抽出的地下水供应到热泵50且回收通过热泵50进行热交换的地下水而注入到热水井20和冷水井10。制冷时,地下水回路30向热泵50供应从冷水井10抽出的低温地下水,且回收通过热泵50进行热交换的地下水注入到热水井20里。供暖时,地下水回路30向热泵50供应从热水井20抽出的地下水,且回收通过热泵50进行热交换的地下水而注入到冷水井10里。\n[0038] 优选地,制冷时从热泵50回收而应用为蓄热体的地下水的温度是20℃~30℃,优选地,达到25℃~30℃,供暖时从热泵50回收而应用为蓄热体的地下水的温度是5℃~\n10℃。即,优选地,高温蓄热到热水井20的温度是20℃~30℃,优选地,要达到25℃~\n30℃,而低温蓄热到冷水井10的温度是5℃~10℃。根据热泵50转换的热容量,应用为蓄热体的地下水的温度也不同。\n[0039] 而且,如图2所示,本发明另一实施例中,供应从热泵50抽出的地下水的地下水供应管道30a上还具备调整流量阀35。优选地,所述流量调整阀35根据蓄热槽70的蓄热温度,将供应量控制到妥当流量。优选地,流量控制阀35是远程控制阀。\n[0040] 更具体地讲,如图2所示,在供应通过热泵50抽出的地下水的地下水供应管道30a上还具备过滤装置37。该过滤装置37过滤含在地下水内的异物,且设置在流量调整阀35和热泵50之间。通过控制流量调整阀35来调整供应到热泵50的地下水流量,优选地,控制设置在冷水井10和热水井20的水中电机泵11、21的同时控制流量调整阀35来调整地下水的供应流量,而且,优选地,在供应通过热泵50抽出的地下水的地下水供应管道30a上还具备增压泵39。\n[0041] 本发明一实施例中,热泵50向储存热媒体71传达从冷水井10抽出的低温地下水的低温且向储存热媒体71传达从热水井20抽出的高温地下水的高温。以下参考图4详细说明热泵50的结构。\n[0042] 如图4所示,热泵50包括第1热交换器51、第2热交换器53、压缩器55、膨胀阀\n57以及热泵流向控制阀59。更有选地,热泵50还包括气液分离器(accumulator)52、油分离器54、储液器56、过滤器58以及液面指示器60。\n[0043] 第1热交换器51是在夏季制冷时起到冷凝器的作用,在冬季供暖时起到蒸发器的作用,且实施制冷剂和抽出的地下水之间的热交换。\n[0044] 第2热交换器53是在夏季制冷时起到蒸发器的作用,在冬季供暖时起到冷凝器的作用,实施制冷剂和储存热媒体71之间的热交换,且通过储存热媒体71对于低温和高温实施蓄热。\n[0045] 更优选地,如图4所示,在第1热交换器51的流入端和排放端设置感知制冷剂温度的温度感应器66a、66b,且在第2交换器53的流入端和排放端设置感知制冷剂温度的温度感应器65a、65b。通过温度感应器65a、65b、66a、66b检测的制冷剂温度数据成为控制器\n40控制热泵50时需要的信息。\n[0046] 压缩器55压缩制冷剂而排放到起到冷凝器作用的热交换器。优选地,如图4所示,从压缩器55伸出的管路上设置高压检测器63,且通向压缩器55的关路上设置低压检测器\n64。更优选地,通过设置高低压控制开关62,制冷剂的压力过大或者过低时切断热泵继电器电源(未图示)来保护压缩器55和热泵50。而且,优选地,在通向压缩器55的流入端的管路上和从压缩器55)伸出的排放端的管路上设置温度感知器来检测流入到压缩器55或者从压缩器55流出的制冷剂的温度。\n[0047] 膨胀阀57膨胀穿过起到冷凝器作用的热交换器的制冷剂传送到起到蒸发器作用的热交换器。优选地,具备第1热交换器51起到冷凝器的作用时启动的膨胀阀57a和第2热交换器53起到冷凝器的作用时启动的膨胀阀57b。\n[0048] 而且,优选地,热泵流向控制阀59是四方向螺旋管,该阀门控制制冷剂的流向,以使第1热交换器51和第2热交换器53交替起到冷凝器和蒸发器的作用。如图4所示,第1热交换器51起到冷凝器的作用时,热泵流向控制阀59转换制冷剂的流向,将压缩器55排放的制冷剂传送到第1热交换器51。与此相反,第2热交换器53起到冷凝器的作用时,热泵流向控制阀59转换制冷剂的流向,将压缩器55排放的制冷剂传送到第2热交换器53。\n[0049] 气液分离器52设置在压缩器55前方,通过防止回流到压缩器55来保护压缩器\n55。油分离器54设置在压缩器55后方,使含在压缩器55排放的制冷剂中的油返回到压缩器55里。\n[0050] 而且,储液器56设置在起到冷凝器作用的热交换器和膨胀阀57之间。该储液器\n56暂时存储冷凝器凝缩的制冷剂液体的同时,且根据蒸发器需要的制冷剂数量向膨胀阀\n57传送制冷剂,从而起到一种安全防护装置的作用。\n[0051] 储液器56后方设置过滤器58和液面指示器60。过滤器58过滤出系统内部的各种异物。通过液面指示器60,可以直接了解制冷剂的注入量和状态。\n[0052] 优选地,控制器40根据设置在第1或者/及第2热交换器51端的温度感应器65a、\n65b、66a、66b或者/和设置在压缩器55端的温度感应器感知的温度信息控制热泵50。优选地,以设置在热泵50的温度感应器感知的温度信息为基础,通过控制压缩器55的压缩容量或者/和第1或者第2热交换器51、53的凝缩容量或者/及蒸发容量以及膨胀阀57的制冷剂流速等来控制热泵50的处理容量。可以通过控制具备在压缩器55或者/和第1、第\n2热交换器51、53且可以监控每分钟转数(RPM)的变频电机(未图示)来控制压缩器55的压缩容量或者/和第1或者第2热交换器51、53的凝缩容量或者/及蒸发容量。\n[0053] 图4中参考符号61表示止回阀。\n[0054] 而且,本发明一实施例中,蓄热槽70连接到热泵50和热媒体管道80,且通过热媒体管道80存储热泵50传达的低温或者高温储存热媒体71。优选地,储存热媒体71是水。\n热媒体管道80使储存热媒体71在蓄热槽70和热泵50之间进行循环。\n[0055] 而且,优选地,热媒体管道80使与热泵50进行热交换的储存热媒体71夏季制冷时返回到蓄热槽70的下部且冬季供暖时返回到蓄热槽70的上部。\n[0056] 优选地,本发明一实施例中,蓄热槽70的蓄热目标温度是夏季制冷时5℃~10℃且冬季供暖时45℃~55℃,优选地,要达到45℃~50℃。\n[0057] 本发明一实施例中,控制器40根据已经设定的制冷或者供暖模式,自动控制热泵\n50的启动、从冷水井10和热水井20抽出地下水以及向冷水井10和热水井20注入地下水。\n[0058] 以下参考图2至图3详细说明本发明实施例。\n[0059] 优选地,本发明一实施例中,控制器40根据存储在蓄热槽70的储存热媒体71的温度控制中断启动及重新启动热泵50和中断及重新从冷水井10及热水井20抽出地下水。\n排放或者即将排放到热泵50的存储在蓄热槽70中的储存热媒体71的温度是夏季制冷时为相对性高温,冬季供暖时为相对性低温。优选地,采用设置在从蓄热槽70排放时的排放端热媒体管道80或者/和流入到热泵50时的流入端热媒体管道的温度感应器85a和从热泵50排放时的排放端热媒体管道80或者/和流入到蓄热槽70中时流入端热媒体管道80的温度感应器85b检测循环的储存热媒体71的温度。\n[0060] 而且,优选地,如图2所示,本发明另一实施例中含水层蓄热控制系统还包括水中电机泵11、21和第1循环泵81,更有选地,还包括设置在供应热泵50抽出的地下水的地下水供应管路30a上的流量调整阀35。\n[0061] 水中电机泵11、21分别设置在冷水井10和热水井20。优选地,水中电机泵11、12是设置变频电机来监控每分钟转数(RPM)的电机泵,且通过控制水中电机泵11、21的每分钟转数(RPM)来调整抽水流量。设置在冷水井10和热水井20的水中电机泵11、21通过控制器40的控制来交替启动制冷及供暖功能。设置在冷水井10的水中电机泵11是制冷时抽出低温蓄热的地下水,而设置在热水井20的水中电机泵21是供暖时抽出高温蓄热的地下水。所述水中电机泵11、21抽出地下水供应到地下水回路30。\n[0062] 在热媒体管道80上设置第1循环泵81。所述第1循环泵81向热泵50端排放存储在蓄热槽70中的储存热媒体71。优选地,所述第1循环泵81设置在连接到蓄热槽70下部的管道或者管路上。\n[0063] 而且,如图3所示,蓄热槽70中储存热媒体71的温度达到给定目标温度时,通过控制器40的控制来中断热泵50、第1循环泵81和水中电机泵11或者21的启动。中断启动之后,存储的储存热媒体71超出目标温度的给定公允范围时,通过控制器40的控制来重新启动热泵50、第1循环泵81和中断启动的水中电机泵11或者21。\n[0064] 更有选地,蓄热槽70中储存热媒体71的蓄热目标温度是夏季制冷时5℃~10℃且冬季供暖时45℃~60℃。\n[0065] 进一步优选地,目标温度的给定公允范围ΔT是制冷时+(4~7)℃,优选地,要达到+(4~6)℃,而供暖时-(4~7)℃,优选地,要达到-(4~6)℃。\n[0066] 而且,如图3所示,本发明优选一实施例中,控制器40控制水中电机泵11、21来调整从冷水井10或者热水井20抽出地下水的抽水流量,优选地,通过监控水中电机泵11、21或者流量调整阀35或者水中电机泵11、21和流量调整阀35来控制从冷水井10或者热水井20抽出地下水的抽水流量。而且/或者,控制器40通过监控第1循环泵81来调整储存热媒体71的循环流量。\n[0067] 而且,优选地,通过监控图2所示水中电机泵11、21和增压泵39或者水中电机泵\n11、21、流量调整阀35和增压泵39来调整地下水的抽水流量。\n[0068] 以下参照图3详细说明本发明实施例。\n[0069] 优选地,本发明一实施例中,图3所示控制器40根据存储在蓄热槽70的储存热媒体71的检测温度和设定目标温度的温度差来控制从冷水井10或者热水井20抽出地下水的抽水流量或者/和储存热媒体71通过热媒体管道80循环到蓄热槽70的循环流量。优选地,采用设置在从蓄热槽70排放的排放端热媒体管道80或者/和流入到热泵50的流入端热媒体管道80的温度感应器86a检测存储在蓄热槽70的储存热媒体71的温度。此时,蓄热槽70中储存热媒体71的优选蓄热目标温度是夏季制冷时5℃~10℃且冬季供暖时\n45℃~55℃,优选地,要达到45℃~50℃。\n[0070] 而且,优选地,本发明另一实施例中,控制器40根据即将流入或者已经流入到蓄热槽70的储存热媒体71的温度和即将排放或者已经排放到蓄热槽70的储存热媒体71的温度的温度差来控制从冷水井10或者热水井20抽出地下水的抽水流量或者/和储存热媒体71通过热媒体管道80循环到蓄热槽70的循环流量。\n[0071] 更优选地,本发明另一实施例中,图3所示控制器40根据从冷水井10或者热水井\n20抽出的地下水的温度,进一步优选地,根据从冷水井10或者热水井20抽出的地下水的温度和注入到热水井20或者冷水井10的地下水的温度,控制从冷水井10或者热水井20抽出地下水的抽水流量和储存热媒体通过热媒体管道80循环到蓄热槽70的循环流量。如图\n3及图4所示,采用设置在流入到热泵50的流入端地下水供应管路30a或者/和正在抽水的冷水井10或者热水井20的内部的温度感应器36a检测从冷水井10或者热水井20抽出的地下水的温度,且采用设置在从热泵50排放的排放端地下水回收管路30b或者/和回收地下水而正在进行蓄热的冷水井10或者热水井20的内部的温度感应器36b检测流入到热水井20或者冷水井10的地下水的温度。\n[0072] 优选地,同时考虑抽出的地下水的温度和上述实施例中流入及排放储存热媒体71的温度差或者储存热媒体71的目标温度和检测温度的温度差来控制地下水的抽水流量或者/和储存热媒体71的循环流量。\n[0073] 而且,优选地,本发明一实施例中,图3中控制器40根据上述实施例中储存热媒体71的温度差(流入及排放储存热媒体71的温度差或者目标温度和检测温度之间的温度差)或者/和地下水的温度控制地下水的抽水流量或者/和储存热媒体71的循环流量以及热泵50的处理容量。控制器40通过监控压缩器55的压缩容量或者/和第1或者第2热交换器51、53的凝缩容量或者/及蒸发容量、膨胀阀57中制冷剂流速等来控制热泵50的处理容量。优选地,通过可以监控每分钟转数(RPM)的变频电机(未图示)来控制压缩器\n55的压缩容量或者/和第1或者第2热交换器51、53的凝缩容量或者/及蒸发容量。此时,变频电机具备于压缩器55或者/和第1、第2热交换器51、53。\n[0074] 以下参考图2和图3详细说明本发明实施例。\n[0075] 如图2所示,本发明优选另一实施例中含水层蓄热控制系统还包括若干个切断用阀门31、33和制冷及供暖管路90以及第2循环泵91。\n[0076] 在地下水回路30上设置若干个切断用阀门31、33。地下水回路30包括通过热泵\n50供应地下水的地下水供应管路30a和从热泵50回收地下水的地下水回收管路30b。地下水供应管路30a和地下水回收管路30b是如图2所示,可以直到各个水井10、20为止形成独立的管路,或者如图1所示,可以与连接到水中电机泵11、21的管道并在一起。若干个切断用阀门31、33设置在地下水供应管路30a和地下水回收管路30b。设置在地下水供应管路30a的若干个切断用阀门31通过控制器40的控制切断夏季制冷时从热水井20供应地下水的地下水供应管路30a和冬季供暖时从冷水井10供应地下水的地下水供应管路30a。\n优选地,设置在地下水供应管路30a上的切断用阀门31是远程控制止回阀。设置在地下水回收管路30b的若干个切断用阀门33通过控制器40的控制,制冷时切断从热水井20回收地下水的地下水回收管路30b和供暖时从冷水井10回收地下水的地下水回收管路30b。优选地,设置在地下水回收管路30b上的若干个切断用阀门33是远程控制止回阀。\n[0077] 制冷及供暖管路90将存储在蓄热槽70中的低温或者高温储存热媒体71循环到建筑物的制冷及供暖设备,如风机盘管装置(FCU)等制冷及供暖设备。优选地,制冷及供暖管路90是夏季制冷时从蓄热槽70的下部排放储存热媒体71,而冬季取暖时从蓄热槽70的上部排放储存热媒体71。\n[0078] 制冷及供暖管路90上设置第2循环泵91,该第2循环泵91将存储在蓄热槽70的储存热媒体71排放到建筑物制冷及供暖设备端。优选地,第2循环泵91也通过控制器40进行控制。更优选地,第2循环泵91设置在连接到蓄热槽70下部的管道或者管路上。优选地,在蓄热槽70和第2循环泵91之间具备制冷及取暖管道流向控制阀93,如四方向螺旋管阀,从而改变排放位置。\n[0079] 而且,如图2所示,优选又另一实施例还具备热媒体管道流向控制阀83。热媒体管道流向控制阀83通过控制器40的控制来监控热媒体管道80的流向,使与热泵50进行热交换的储存热媒体71夏季制冷时回流到蓄热槽70下部且冬季供暖时回流到蓄热槽70上部。优选地,热媒体管道流向控制阀83是四方向螺旋管阀。\n[0080] 蓄热槽70上部存储高温储存热媒体71a,下部存储低温储存热媒体71b,且实施分层。对于实施分层的高温及低温储存热媒体71a、71b来讲,高温和低温是相对性概念。\n[0081] 虽然图2没有做出图示,可是,优选地,本发明又另一实施例中,将进行热交换的地下水注入到冷水井10和热水井20的地下水回收管道30b上还具备增压泵来注入进行热交换的地下水。而且,优选地,在冷水井10和热水井20的各个地下含水层的地下水面G上部设置穿过地下水供应管道30a和地下水回收管道30b的封隔器(未图示),或者在水井的上部设置盖子或者盖盒(未图示)来密封除了管道之外的水井内部。封隔器或者盖子、盖盒要保持不透水性,从而通过增压泵增压注入地下水。\n[0082] 本发明涉及的含水层蓄热控制系统可广泛应用于工业领域,对于工业领域具有很高的效益。\n[0083] 综上所述,本发明参考附图详细说明了优选实施例。为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明,以上内容详细说明了附图以及上述实施例。本发明的各种实施例在不超出本发明实质特性的范围内可以实施变型和改进,而上述实施例只是本发明的一实施例,并不具有局限性。因此,本发明的范围不能根据上述实施例进行解释,而是要根据本发明的权利要求书中记载的权利要求范围进行解释。本领域技术人员进行的各种变型和改进以及等同物均将落入本发明的保护范围。
法律信息
- 2019-05-31
未缴年费专利权终止
IPC(主分类): F25B 30/06
专利号: ZL 201010197895.4
申请日: 2010.06.11
授权公告日: 2013.12.04
- 2013-12-04
- 2011-12-21
实质审查的生效
IPC(主分类): F25B 30/06
专利申请号: 201010197895.4
申请日: 2010.06.11
- 2011-11-09
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
| | 暂无 |
2000-08-10
| | |
2
| | 暂无 |
2002-08-26
| | |
3
| |
2004-10-20
|
2003-10-23
| | |
4
| | 暂无 |
2003-06-26
| | |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |