[实用新型]地下步进异态交互储能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于太阳能储存领域研究领域中的一种地下步进异态交互储能系统。

背景技术

太阳能本身的不连续（阴晴，日夜），加上供热空调使用的不连续（上下班，工作日/周末等），使得太阳能空调系统的蓄能显得尤为重要。而蓄能的手段选择也对系统的经济性构成很大影响。现有的一般是采用水储能或者地源热泵系统储能。地源热泵系统是利用土壤作为低温热源，由热泵机组及其配套设备所构成的完整系统，冬季从土壤中提取热量并通过热泵机组升温为建筑物供暖，夏季将室内温度较高的热量转移到土壤中并向室内释放温度较低的热量的可再生能源暖通空调系统，并利用土壤蓄能。然而在实际的使用过程中，如果单纯从地下取冷，45天或者3个月以后，地下温度将超过37℃，地源传热恶化，不再适合进行空气调节，可能频繁出现停机保护。如果单纯从地下取热，两个月后，埋地换热器附近的地下温度将减少到不足20℃。为了保护好地源，使其成为可持续利用的土壤源，从地下取冷和从地下取热应该相对平衡。采用地下热源泵储能存在以下缺点：1）、对土壤中蓄能期待过高，以未经使用的土壤温度作为长期可保持的温度看待；2）、土壤中所蓄冷量迅速衰竭，系统在空调季节后期出现能耗过大、甚至频繁停机保护的现象；3）系统在长年运行后出现能效比逐年下降，无法保证使用的现象。现有的技术中，为克服上述状况不得不加大埋管数量，以及主机功率，以按照最不利情况满足使用需求。然而夏季冷凝温度过高和冬季蒸发温度过低都是目前无法避免的技术问题。如何改进上述问题，实现太阳能的储能，实现空调系统的持续运行是急需研究的方向。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种地下步进异态交互储能系统。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：地下步进异态交互储能系统，其包括由土壤围绕而成的地下步进异态交互储能腔，所述地下步进异态交互储能腔内填充满相变储能材料后形成相变储能层，所述相变储能材料内镶嵌有交互热交换器，所述交互热交换器的进口端和出口端穿过土壤后与外界连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述相变储能材料与土壤之间均设置有步进导热区及绝热层。

作为上述技术方案的进一步改进，所述交互热交换器包括两根平行设置的传热管以及多根平行设置在两根传热管之间的循环管。

作为上述技术方案的进一步改进，所述传热管的一端穿过土壤后与外界连通，所述传热管插入所述地下步进异态交互储能腔内部的部分外表面包裹有相变储能材料，所述循环管的外表面包裹有相变储能材料。

作为上述技术方案的进一步改进，多组所述交互热交换器平行布置在相变储能材料内。

作为上述技术方案的进一步改进，相邻的两组所述交互热交换器中的循环管错位布置。

作为上述技术方案的进一步改进，多组所述交互热交换器平行布置在相变储能材料内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述相变储能材料由以下质量份数的原料均匀混合后干压而成：480-520份的氯化石蜡、80-120份的金属化合物、380-420份的非金属添加剂、3800-4200份的石墨。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在土壤内部挖出一个地下步进异态交互储能腔，并在地下步进异态交互储能腔内填充满相变储能材料，通过交互热交换器将太阳能的热量储存在地下步进异态交互储能腔中的相变储能材料中，减轻对土壤热响应能力的要求，通过较高频率的蓄放热提供土壤蓄能的恢复能力，尤其是在日夜交替方式，还有，解决了土壤由于冬夏季负荷不匹配造成的冷热堆积问题，增加土壤长期使用的能力，减少对土壤的平衡的破坏。当然，在冬天的时候或者温度低的时候，本实用新型也可以将空气能中的冷能量储存在地下步进异态交互储能腔内，到夏天或者温度高时，通过热交换，将冷能量释放到使用空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中换热器的结构示意图。

具体实施方式