地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于太陽(yáng)能儲(chǔ)存領(lǐng)域研究領(lǐng)域中的一種地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能本身的不連續(xù)(陰晴，日夜)，加上供熱空調(diào)使用的不連續(xù)(上下班，工作日/周末等)，使得太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的蓄能顯得尤為重要。而蓄能的手段選擇也對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性構(gòu)成很大影響?，F(xiàn)有的一般是采用水儲(chǔ)能或者地源熱栗系統(tǒng)儲(chǔ)能。地源熱栗系統(tǒng)是利用土壤作為低溫?zé)嵩?，由熱栗機(jī)組及其配套設(shè)備所構(gòu)成的完整系統(tǒng)，冬季從土壤中提取熱量并通過熱栗機(jī)組升溫為建筑物供暖，夏季將室內(nèi)溫度較高的熱量轉(zhuǎn)移到土壤中并向室內(nèi)釋放溫度較低的熱量的可再生能源暖通空調(diào)系統(tǒng)，并利用土壤蓄能。然而在實(shí)際的使用過程中，如果單純從地下取冷，45天或者3個(gè)月以后，地下溫度將超過37°C，地源傳熱惡化，不再適合進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，可能頻繁出現(xiàn)停機(jī)保護(hù)。如果單純從地下取熱，兩個(gè)月后，埋地?fù)Q熱器附近的地下溫度將減少到不足20°C。為了保護(hù)好地源，使其成為可持續(xù)利用的土壤源，從地下取冷和從地下取熱應(yīng)該相對(duì)平衡。采用地下熱源栗儲(chǔ)能存在以下缺點(diǎn):1)、對(duì)土壤中蓄能期待過高，以未經(jīng)使用的土壤溫度作為長(zhǎng)期可保持的溫度看待；2)、土壤中所蓄冷量迅速衰竭，系統(tǒng)在空調(diào)季節(jié)后期出現(xiàn)能耗過大、甚至頻繁停機(jī)保護(hù)的現(xiàn)象；3)系統(tǒng)在長(zhǎng)年運(yùn)行后出現(xiàn)能效比逐年下降，無法保證使用的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的技術(shù)中，為克服上述狀況不得不加大埋管數(shù)量，以及主機(jī)功率，以按照最不利情況滿足使用需求。然而夏季冷凝溫度過高和冬季蒸發(fā)溫度過低都是目前無法避免的技術(shù)問題。如何改進(jìn)上述問題，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行是急需研究的方向。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的，在于提供一種地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的解決方案是:地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能系統(tǒng)，其包括由土壤圍繞而成的地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能腔，所述地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能腔內(nèi)填充滿相變儲(chǔ)能材料后形成相變儲(chǔ)能層，所述相變儲(chǔ)能材料內(nèi)鑲嵌有交互熱交換器，所述交互熱交換器的進(jìn)口端和出口端穿過土壤后與外界連通。
[0005]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述相變儲(chǔ)能材料與土壤之間均設(shè)置有步進(jìn)導(dǎo)熱區(qū)及絕熱層。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述交互熱交換器包括兩根平行設(shè)置的傳熱管以及多根平行設(shè)置在兩根傳熱管之間的循環(huán)管。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳熱管的一端穿過土壤后與外界連通，所述傳熱管插入所述地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能腔內(nèi)部的部分外表面包裹有相變儲(chǔ)能材料，所述循環(huán)管的外表面包裹有相變儲(chǔ)能材料。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，多組所述交互熱交換器平行布置在相變儲(chǔ)能材料內(nèi)。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，相鄰的兩組所述交互熱交換器中的循環(huán)管錯(cuò)位布置。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，多組所述交互熱交換器平行布置在相變儲(chǔ)能材料內(nèi)。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述相變儲(chǔ)能材料由以下質(zhì)量份數(shù)的原料均勻混合后干壓而成:480-520份的氯化石蠟、80-120份的金屬化合物、380-420份的非金屬添加劑、3800-4200份的石墨。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型通過在土壤內(nèi)部挖出一個(gè)地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能腔，并在地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能腔內(nèi)填充滿相變儲(chǔ)能材料，通過交互熱交換器將太陽(yáng)能的熱量?jī)?chǔ)存在地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能腔中的相變儲(chǔ)能材料中，減輕對(duì)土壤熱響應(yīng)能力的要求，通過較高頻率的蓄放熱提供土壤蓄能的恢復(fù)能力，尤其是在日夜交替方式，還有，解決了土壤由于冬夏季負(fù)荷不匹配造成的冷熱堆積問題，增加土壤長(zhǎng)期使用的能力，減少對(duì)土壤的平衡的破壞。當(dāng)然，在冬天的時(shí)候或者溫度低的時(shí)候，本實(shí)用新型也可以將空氣能中的冷能量?jī)?chǔ)存在地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能腔內(nèi)，到夏天或者溫度高時(shí)，通過熱交換，將冷能量釋放到使用空間。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單說明。顯然，所描述的附圖只是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計(jì)方案和附圖。
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型中換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。
[0017]參照?qǐng)D1?圖2，地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能系統(tǒng)，其包括由土壤1圍繞而成的地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能腔4，所述地下步進(jìn)異態(tài)交互儲(chǔ)能腔4內(nèi)填充滿相變儲(chǔ)能材料后形成相變儲(chǔ)能層，所述相變儲(chǔ)能材料內(nèi)鑲嵌有交互熱交換器3，交互熱交換器3豎直插入或者水平插入所述相變儲(chǔ)能材料中，所述交互熱交換器3的進(jìn)口端和出口端穿過土壤1后與外界連通。本實(shí)用新型通過相變蓄熱后將熱量?jī)?chǔ)能起來。相變蓄熱是依靠物質(zhì)相變過程(固一液態(tài)轉(zhuǎn)化)中必須吸收或放出大量相變潛熱的物理現(xiàn)象進(jìn)行能量的存儲(chǔ)和釋放。由于單位體積的相變蓄熱材料能夠蓄存的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單位體積的顯熱蓄能材料能夠承受的范圍，因此相變蓄熱材料具有極大的應(yīng)用范圍。
[0018]通過在地表淺層的土壤1內(nèi)部挖出