[发明专利]储能式地埋管换热系统

权利要求书

1.储能式地埋管换热系统，其特征在于：包括储能式地埋管阵列(1)、快速置换子系统(2)、换热子系统(3)；其中：

储能式地埋管阵列(1)由若干个储能式地埋管(1a)组合而成，所述的储能式地埋管(1a)为中空结构，底部密封、内部空间储存换热介质(5)；

快速置换子系统(2)中包括快速抽取装置(2a)和回灌装置(2b)，快速抽取装置(2a)用于将储能式地埋管(1a)中的换热介质(5)快速抽取出来；抽取出来的换热介质(5)通过管路输送到换热子系统(3)进行热交换；完成热交换之后的换热介质(5)再通过管路输送到回灌装置(2b)，由回灌装置(2b)将已完成热交换的换热介质(5)回灌到储能式地埋管(1a)中储存；

换热子系统(3)的一端与储能式地埋管换热系统连接、另一端与应用系统(4)连接，换热子系统(3)用于实现储能式地埋管换热系统与应用系统(4)之间的热交换；

储能式地埋管换热系统运行时，所述的储能式地埋管(1a)的运行分为快速置换过程和缓慢恢复过程，上述两个过程为交替运行；其中，快速置换过程运行持续的时间周期相对较短、缓慢恢复过程运行持续的时间周期相对较长；各个储能式地埋管(1a)依次进入快速置换过程，在任意的运行时间点上，只有少量的储能式地埋管(1a)处于快速置换过程中，而其他大部分的储能式地埋管(1a)则处于缓慢恢复过程中；其中：

在快速置换过程中，换热介质(5)处于循环状态，由快速抽取装置(2a)将储能式地埋管(1a)中的换热介质(5)抽取出来、并通过管路输送到换热子系统(3)进行热交换；再通过回灌装置(2b)将已完成热交换的换热介质(5)回灌到储能式地埋管(1a)中；即通过抽取动作和回灌动作，在一个相对较短的时间周期内，对储能式地埋管(1a)内的换热介质(5)进行一次置换、使得置换后的换热介质(5)与周围环境的温差变大；

在缓慢恢复过程中，已完成置换的换热介质(5)储存在储能式地埋管(1a)之中并处于非循环状态，在一个相对较长的时间周期内，储能式地埋管(1a)中的换热介质(5)与周围的地下岩土体进行热交换，使得换热介质(5)与周围环境的温差逐渐缩小、从而实现循环利用。

2.根据权利要求1所述的储能式地埋管换热系统，其特征在于：储能式地埋管(1a)的缓慢恢复过程运行持续的时间周期设定为不小于8小时，以实现储能式地埋管(1a)中的换热介质(5)与周围的地下岩土体进行充分的热交换。

3.根据权利要求1所述的储能式地埋管换热系统，其特征在于：所述储能式地埋管(1a)中用于储存换热介质(5)的内部空腔主体的横截面面积设定为不小于0.03平方米、不大于0.5平方米。

4.根据权利要求1所述的储能式地埋管换热系统，其特征在于：快速置换子系统(2)以缓冲池(7)为中介与换热子系统(3)间接连接，所述的缓冲池(7)为前端缓冲池(7a)、后端缓冲池(7b)或者以上两者的组合，其中，前端缓冲池(7a)用于与快速抽取装置(2a)相连接、后端缓冲池(7b)用于与回灌装置(2b)相连接。

5.根据权利要求1所述的储能式地埋管换热系统，其特征在于：采用预应力管桩作为储能式地埋管(1a)，预应力管桩同时具备建筑支撑结构和传热双重功能。

6.根据权利要求1所述的储能式地埋管换热系统，其特征在于：所述的储能式地埋管换热系统为封闭式系统、即换热介质在系统中闭式循环；在储能式地埋管换热系统中设置有滤除氧气的过滤装置，以降低整个系统中的空气和换热介质之中的氧气含量，消除氧气对系统运行的不利影响。