[发明专利]一种新型跨季储热方法与装置

说明书

本发明公开了一种新型跨季储热方法与装置，通过在地下建立地下场的水循环势能场，形成毛细循环现象，达到夏天蓄热、冬天取热目的。由一组土壤耦合器设一个地下水位控制竖井装置构成，地下水位控制竖井装置与竖向土壤耦合器之间有管道相连，保持土壤耦合器的动水位始终高于地下水位控制竖井的地下动水位，形成水位势能场并形成毛细循环，确保热量在该场中储存(夏季储热)或释能(冬季取热)。夏季工况，土壤耦合器内的水载入换热管中已经吸取的热量并以毛细循环方式渗入地下储能场中进行储热，将土壤耦合器中换热管降温；冬季工况，通过土壤耦合器中换热管的水循环将夏季储存于地下的跨季节热量提取出来释放，达到夏天储热，冬天取热释热的目的。

技术领域

本发明涉及一种新型跨季储热方法与装置。

背景技术

土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用的多得多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量)；它又是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的平衡，地源热能技术的成功使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为现实。利用土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统。

它是利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为供暖制冷设备的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。

现有在获取地下能的时候，如图1所示，多采用埋于地下的管道，管道布置于某个独立的地面区域以下，在夏天工况时，管道内的流体释放热能，释放出的热能存储在该区域，冬天工况时，管道内的流体与地下温度高的水进行换能；但是，此种方法具有缺陷：由于地下水的流动性，在夏天工况时存储的热能，会随之慢慢流失，流失的程度无法有效控制，储能效果差，造成该区域内的水温度不稳定，影响管道内流体的换热，即影响管道内的流体的回流温度，由于管道连通的是供暖制冷设备的进回口，也就影响到供暖制冷设备的进出温度，最终导致供暖制冷设备的供暖制冷效果不稳定，供暖制冷设备难以稳定运行。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现跨季储能且供能稳定的新型跨季储热装置。

实现本发明的技术方案如下

本发明目的一：提供一种新型跨季储热方法，在地下20m—100m之间建立地下储热场，再通过控制储热场范围内的井群的动水位建立水循环势能场，使地下储热场保持长期毛细水循环现象，从而达到在夏天向地下储热场蓄热、冬天从地下储热场取热，并能控制蓄能场中热量的散失损耗，水循序势能场形成于地下水位控制井装置和至少一个竖向土壤耦合器之间；

夏季工况，竖向土壤耦合器内的水换热后，温度提升并以毛线循环方式向地下水位控制井装置方向进行渗透储热；即换热管内通过水循环从外界吸收空气热能或工业废热，再与土壤耦合地下水换热后，并通过井群间地下水毛细循环方式将地下储热场的土壤或岩石、砂石等加热，从而达到储热的目的。

冬季工况，地下水位控制井装置内的水温度高于竖向土壤耦合器内的水温度，地下水位控制井装置内的水被输送到竖向土壤耦合器内，使竖向土壤耦合器内的水温上升。换热“U”型管内通过水循环向外界释放热能，再与土壤耦合地下水吸热后，并通过井群间地下水毛细循环方式将地下储热场的土壤或岩石、砂石等降温，从而达到释热的目的。

本发明目的二:提供一种新型跨季储热装置，包括地下水位控制井装置、循环泵，以及至少一个竖向土壤耦合器；

竖向土壤耦合器处于地下水位控制井装置的一侧，竖向土壤耦合器内的水位高于地下水位控制井装置内的水位，竖向土壤耦合器与地下水位控制井装置之间形成水位势能场，使竖向土壤耦合器中的水成毛细循环方式向地下水位控制井装置方向渗透；

夏季工况，竖向土壤耦合器内的水换热后，温度提升并以毛线循环方式向地下水位控制井装置方向进行渗透储热；