用于含水层热能储存、加热和冷却系统的双向阀系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于含水层热能储存、加热和冷却系统的双向阀系统。具体地，用于含水层热能储存系统的双向阀系统包括与含水层泵和管道流体连接的液压控制阀。控制泵被选择地致动以液压地打开和关闭该液压控制阀的流体出口。当该流体出口关闭时，全部水流能够从含水层泵送，或者该系统管道中的压力被保持或增加。但是当流体压力需要减小或水被再引入到含水层中时，该液压控制阀的流体出口被选择地打开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种阀系统，具体地涉及一种双向阀系统。
技术介绍
土地具有长时间储存热能的能力。在二十世纪70年代，为了能源保护和提高能效研发了地下热能储存系统。虽然在地面上存在很大的温度变化，特别是在夏季和冬季月份之间，但是地下温度没有那么大的变化。例如，地下的含水层可以具有10°c -15°c的水温， 而地面上温度可以在0°C -35°C的范围。这种温度差能够有利地用于给建筑物降温或加热。 实际上，这种系统已经包含在各种建筑物的加热和冷却系统中，主要是在欧洲。现在参考图1-3，图1-3示出常用的开路含水层热能储存系统。它依赖于含水层中的冷的和/或温的地下水的季节性储存。含水层能量储存、加热和冷却系统10需要合适的含水层，在含水层中建立至少两个热力井(thermal well) 12和14。在图1中，热力井12 表示冷水井，而参考数字14表示热水井。本领域的技术人员应当明白，井12和14实际上可以是同一含水层的一部分，但是分开足够远以便保持其冷的和热的特性。每个井12和14 包括延伸到地面上的结构/建筑物(structure) M的至少两个管道16-22。应当明白，该建筑物M可以包括单个建筑物、多个建筑物、温室、或需要被冷却或加热的任何其他建筑物。具体参考图2和图3，解释现有技术的冷井12需要两个独立的管道16和18而温井需要两个独立的管道20和22的理由。如图2所示，在较热的季节期间，水从较冷的含水层或井12泵送到需要冷却的建筑物M中。在许多情况下，该系统包括换热器沈，其中冷水通过该换热器26，使水的温度升高而建筑物M变凉。现在较温的水例如通过管道20被输送给较温水含水层或井14。在较冷的季节期间，如图3所示，来自含水层的较温部分14的水，例如通过井或管道22，泵送给现在需要加热的建筑物M。水可以通过如上所述的换热器26。现在较冷的水，例如通过管道或井18输送给含水层的较冷的部分12。这就是所谓的开路含水层热能储存系统。这种循环季节性地重复。含水层热能储存系统是非常节能的，因为它不需要根据要求燃烧矿物燃料或利用电加热或冷却水。而是，含水层热能储存系统利用在夏季和冬季期间能够得到的天然的加热和冷却，并且将热储存在含水层中直到当它能够被使用时的后面的冷却和加热的季节。 水的热容量特别高并且地下水流的性质和多孔的媒质使含水层成为储存和恢复热的极好的媒质。该循环季节性地重复，并且没有对含水层系统纯粹抽取或添加水。包括含水层热能储存系统的合适的含水层可以是从几英尺到几百英尺的地下。比起如果单个井和管道能够插入每个冷的和温的含水层，含水层的每个冷部分和热的部分除了连接管等之外还需要钻多个井等，二者使整个系统变复杂又使系统变的更昂贵。因此，仍然需要一种用于含水层热能储存、加热和冷却系统的阀系统，该阀系统允许水通过单个管道或井双向流动到每个冷的和温的含水层。本专利技术满足这种需要并且提供其他相关的优点ο
技术实现思路
本专利技术涉及双向阀系统或含水层热能储存、加热和冷却系统。这种含水层热能储存系统包括与含水层流体连通的含水层泵，和用于通过含水层泵将水从含水层引向建筑物的管道，以便根据季节需要加热或冷却该建筑物。该双向阀系统一般包括与含水层泵流体连接的液压控制阀和该含水层热能储存、 加热和冷却系统的管道。该液压控制阀具有与选择地致动的控制泵流体连通的压力调节室。液压控制阀的流体出口随着压力调节室的流体压力增加或减少选择地被打开和关闭。 当水从含水层沿着第一方向经由含水层泵，通过液压控制阀的通道并进入该管道并最终到建筑物时，液压控制阀的流体出口关闭。但是当水沿着第二方向，例如，从建筑物经由管道朝着含水层流动时，由于液压控制阀的流体出口打开，水流进含水层。因此，同一管道或井能够用来从含水层泵送水以及接收到含水层的水。液压控制阀具有与含水层泵流体连通的第一开口端和与管道流体连通的第二开口端。液压控制阀的第一开口端和第二开口端之间的通道构造成使得当液压控制阀的流体出口关闭并且水从含水层向建筑物泵送时，在含水层泵和管道之间不存在流量限制。液压控制阀包括具有与压力调节室流体连通的第一部分的活塞。当该活塞运动时它打开和关闭液压控制阀的流体出口。压力补偿室与活塞的第二部分流体连通。压力补偿室与一体积流体(a volume of fluid)流体地连通，该体积流体通向大气并且对该压力补偿室提供静压力。弹簧用来朝着关闭液压控制阀的流体出口的位置偏置活塞，例如当压力补偿室的流体压力和液压控制阀的压力调节室的压力相等时。通常，电子控制器用来选择地操作该控制泵。传感器将感测的含水层热能储存、力口热和冷却系统的流体状况和输送给该电子控制器。这种感测的流体状况通常是管道的流体压力状况。阀由电子控制器致动以允许液压控制阀的调节室增压或减压。通常，该阀包括诸如电磁阀的多向(multi-way)电子控制阀。从下面参考附图更详细的描述本专利技术的其他特征和优点将变得很面白，附图以举例的方式示出本专利技术的原理。附图说明附图示出本专利技术，在附图中图1是示出现有技术的含水层热能储存、加热和冷却系统的示意图；图2是示出利用图1的系统冷却建筑物的示意图；图3是示出利用图1的系统加热建筑物的示意图；图4是示出用在根据本专利技术的含水层热能储存、加热和冷却系统中的管形液压控制阀，同时泵从含水层抽水的示意图；图5是类似于图4的示意图，但是示出水返回到含水层；图6是实施本专利技术的双向阀系统的示意图；图7是实施本专利技术的管形液压控制阀的正透视图；图8是大致沿着图7的线8-8截取的管形液压控制阀的剖视视图；图9是图8的区域“9”的放大的剖视图，示出在关闭状态的控制阀的流体出口 ；图10是类似于图8的剖视图，但是稍微打开以露出液压控制阀的流体出口的一部分；图11是本专利技术的液压控制阀的剖视图，示出其流体出口被打开；图12是图11的区域“12”的放大的剖视图。具体实施例方式如附图中所示，为了说明，本专利技术涉及含水层热能储存、加热和冷却系统的双向阀系统。特别是本专利技术包括液压控制阀，有时候也称为液压管阀，其具有选择地打开和关闭的流体出口，以便适应含水层的单个井或管道中的双向流体流动，以便不需要如上所述的用于含水层的每个温的和冷的部分的两个井或两个管道。正如文中更详细地描述的，本专利技术的双向阀系统也能够控制该系统的压力调节。现在参考图4和图5，标准的含水层热能储存、加热和冷却系统的成本通过利用双向流动能够最小化，其中在空调/冷却(夏季)期间水沿着一个方向流动，在加热(冬季) 期间水沿着相反的方向流动。因此，单个井12或14和单个管道18或20可以用于每个冷井和温井或含水层的部分12或14。这使钻两口或更多竖井(well shaft)以及用于附加管道的附带需要所必须的时间和成本最小化。继续参考图4和图5，每个井或含水层4和5包括用于将水从含水层泵送到建筑物的含水层泵观，如图4所示。例如，在温暖的夏季月份期间，含水层泵观从冷含水层部分或井12泵送水，使得冷水能够，例如经由换热器装置等输送到建筑物，以便冷却该建筑物，如上所述。但是，如上所述，在较冷的冬季月份，在温含水层的竖井(well or shaft)或井14 中的含水层泵观从含水层14泵送温水通过管道并且到建筑物，以加热该建筑物。如上所述，在现有技术系统中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·李，
申请(专利权)人：克拉沃有限公司，
类型：发明
国别省市：