地下换热管凝结热获取和释放装置属于地源热泵领域，具体涉及地下换热管凝结热获取和释放装置。本实用新型专利技术提供一种大幅度提升取热/储冷效果的地下换热管凝结热获取和释放装置。本实用新型专利技术的地下换热管凝结热获取和释放装置，包括地上换热装置，其特征在于：地上换热装置与地下换热管相连，所述地下换热管内设置有凝固点低于0℃的防冻液或相变制冷剂。
【技术实现步骤摘要】
地下换热管凝结热获取和释放装置
本技术属于地源热泵领域，具体涉及地下换热管凝结热获取和释放装置。
技术介绍
传统地源热泵采用水管换热，最低换热水温3℃，以防止结冰冻坏，即便采用防冻液循环，各种技术标准仍以土壤降温至3～5℃来计算出热能量，100米深孔取热供暖/制冷建筑面积50～60m2，10000m2建筑要打地源孔200个，不仅仅造价高，城市建筑周围土地几乎没有能钻如此多孔的位置，因此地源热泵市场比例不足风冷热泵的5%，无论哪种热泵，夏季压缩机排热耗电都很大，目前没有制冷设备的动力系统至少都是依托泵循环，没有利用阳光热能以及室内外温差循环的冷暖设备，更没有单根管路能够传递冷热量的设备，化学冷媒使用带来的环境问题更是人类痛点，尚有设备费用高，工程效益差，维修等多种问题。因为现有热泵获得的能量密度小，耗电及设备成本较高，较难在农业应用，更缺少高密度直接存储阳光热量的地源孔，高密度储热、储冷装置。
技术实现思路
本技术就是针对上述问题，提供的一种大幅度提升取热/储冷效果的地下换热管凝结热获取和释放装置。为实现本技术的上述目的，本技术采用如下技术方案，本技术的地下换热管凝结热获取和释放装置，包括地上换热装置，其特征在于：地上换热装置与地下换热管相连，所述地下换热管内设置有凝固点低于0℃的防冻液或相变制冷剂。作为本技术的一种优选方案，所述地下换热管的进口和/或出口处设置有隔热保温护套。作为本技术的另一种优选方案，所述地下换热管伸入地下部分垂直长度大于或等于25m。本技术的有益效果：1、本技术基于：水的比热：4.2j/g，水结冰释放的凝结热：366j/g，将地下土壤温度降至0℃以下结冰释放土壤中水份凝结热，一个地源孔土壤水份释放的热量是传统地源3～5℃换热能量的80倍，使工程造价降低数倍，替代风冷空调低温热量不足、能效低的问题。2、本技术地源孔比传统水降温型数量减少5-8倍，占地面积大幅减小，城市密集建筑群也能应用本地源换热器，高密度储能冻土融化降温侵蚀较少，夏季供冷电费下降95%以上，对人类可持续发展具有重要意义。3、本技术的地上换热装置除新建外，还适合各种旧的冷却塔、风冷换热空调改造，不再使用耗电巨大的压缩机，利用冬季严寒散热，同样换热器散热能力比夏季散热提高数倍，系统更加可靠，维护更加简单，成本大幅降低。4、本技术地上换热装置，室内可采用换热微管、套管换热器、板式换热器各种隔离设备，再通过水循环地热管或风机盘管传热，外换热器采用太阳能板，科学巧妙的结构，实现了无费用的建筑或农业自动循环供暖，供冷。附图说明图1是本技术实施例1的结构示意图。图2是本技术实施例2的结构示意图。图3是本技术实施例3的结构示意图。图4是本技术实施例4的结构示意图。图5是本技术实施例5的结构示意图。图6是本技术实施例6的结构示意图。附图中1为地下换热管、2为出口、3为地源孔、4为隔热保温护套、5为控制阀、6为循环泵、7为室内换热器、9为三通阀门、10为室外换热器、11为冷媒换热管、12为板式换热器、13为压缩机、14为系统阀门、15为换热装置泵、16为节流管、17为单向阀、18为储液罐、19为除湿换热器、20为隔热层。具体实施方式本技术的地下换热管凝结热获取和释放装置，包括地上换热装置，其特征在于：地上换热装置与地下换热管1相连，所述地下换热管1内设置有凝固点低于0℃的防冻液或者相变制冷剂。作为本技术的一种优选方案，所述地下换热管1的进口和/或出口2处设置有一段隔热保温护套4。作为本技术的另一种优选方案，所述地下换热管1伸入地下部分垂直长度大于或等于25m。实施例1，结合附图1对本实施例作进一步说明。所述地上换热装置包括与地下换热管1出口连接的三通阀门9，三通阀门9的一端连通地下换热管1出口22、室内换热器7和地下换热管1的进口；三通阀门9的另一端连通地下换热管1出口22、冷却塔和地下换热管1的进口。所述地下换热管1和地上换热装置之间设置有循环泵6。以中国（北京）地区10000m2商业建筑为例，原空调采用1934KW变频离心水冷机组，最大耗电量：350KW，每月电费：35万元，夏季电费：200万元。改造为冷却塔做冬季使用，在距建筑18米停车场钻地源孔3共40个，深度120m，孔径20cm，植入PE材料底部为U型的地下换热管1，33组并联为一个回路，地下换热管1通过循环泵6连接三通阀门9公共端口b，三通阀门9右侧端口c连接室内换热器7，三通阀门9左侧端口a连接冷却塔，地下换热管1与室内换热器7冷却塔共同连接，管路为防冻液循环，三通阀门9也可以用两个阀门代替。PE材料的地下换热管1耐低温达-60℃，被冻土挤压稍微内收缩强度良好，可使用数十年，地下水位20米以下，地面可设隔热层20，地下换热管1出口距地面5米设有隔热保温护套4，用来控制地面下5米为土层结冰高度，地下换热管1进口下部30m设隔热保温护套4，主要在30米深高含水层结冰向四周围微膨胀，地源孔3的孔距间隔4米，建筑安全万无一失。原压缩机组不再运行，夏季冷却塔不工作。工作原理：冬天气温进入-5℃后的午夜，三通阀门9a、b连通，循环泵6工作，将防冻液输入冷却塔，散热后回流的-4℃防冻液进入地源孔3内带隔热护套的地下换热管1进口，经U型的地下换热管1进入另一支路由下至上吸收土壤热量，经地下换热管1出口22重新进入冷却塔散热循环，由于低温防冻液较重，吸热后的防冻液较轻，通过变频调速，使循环泵6的流量让冷却塔大的回液温度接近室外气温-4.5℃，循环泵6耗电很微小，直至气温降至-12℃，最低月份，冷却塔的回液温度早已经低于冰点温度，由于冰的导热系数达2.2w℃m，2倍于水和土壤，地源孔3下部土壤结冰以后很快扩散为冻土，40个地源孔3冻冰直径4米，储存冷量7879×103KWH为该建筑夏季冷能需求的2～3倍。夏天到来，地源孔3内冻土融化了20～30%，冻土集中区域融化更少，室内温度高于25℃后，三通阀门9切换到b、c连通，循环泵6将地下换热管1内3℃防冻液输入室内换热器7供冷，直到整个夏季结束。实施例2：结合附图2对本实施例作进一步说明。在地下换热管1侧方设置有冷媒换热管11，冷媒换热管11与地上的室外换热器10相连；地下换热管1和地上换热装置之间设置有循环泵6。实施例1所述的冬季地源管散热储冰装置，冬天需要循环泵6工作消耗电力，冷却塔内的风扇工作也需要消耗一定的电力，还带来设备磨损以及人员的跟随工作，按照惯例停车场需要扫雪、除冰，也需要大量人力劳动。为此在地源孔3内同时植入地下换热管1和冷媒换热管11，冷媒换热管11连接室外换热器10，室外换热器10可为：地面散热管、风冷放热器、或其它放热器中的至少一种，优选结构为室外换热器10的气管进口比液管出口位置高1米以上，如换热器粘贴在墙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.地下换热管凝结热获取和释放装置，包括地上换热装置，其特征在于：地上换热装置与地下换热管（1）相连，所述地下换热管（1）内设置有凝固点低于0℃的防冻液或者相变制冷剂。/n
【技术特征摘要】
1.地下换热管凝结热获取和释放装置，包括地上换热装置，其特征在于：地上换热装置与地下换热管（1）相连，所述地下换热管（1）内设置有凝固点低于0℃的防冻液或者相变制冷剂。
2.根据权利要求1所述的地下换热管凝结热获取和释放装置，其特征在于：所述地下换热管（1）的进口和/或出口处设置有一段隔热保温护套（4）。
3.根据权利要求1所述的地下换热管凝结热获取和释放装置，其特征在于：所述地下换热管（1）伸入地下部分垂直长度大于或等于25m。
4.根据权利要求1所述的地下换热管凝结热获取和释放装置，其特征在于：在地下换热管（1）侧方设置有冷媒换热管（11），冷媒换热管（11）与地上的室外换热器（10）相连；地下换热管（1）和地上换热装置之间设置有循环泵（6）。
5.根据权利要求1所述的地下换热管凝结热获取和释放装置，其特征在于：地源孔（3）内设置有地下换热管（1），地下换热管（1）与循环泵（6）、压缩机（13）和板式换热器（12）串联，板式换热器（12）另一侧上端口连接换热装置泵（15）进口和系统阀门（14）一侧端口，板式换热器（12）另一侧下端口连接室内换热器（7）下端口和系统阀门（14）另一端口，换热装置泵（15）出口连接压缩机另一侧下端口，压缩机上端口连接室内换热器（7）上端口。
6.根据权利要求1所述的地下换热管凝结热获取和释放装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：奉政一，
申请(专利权)人：奉政一，
类型：新型
国别省市：辽宁;21
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