CN205383717U - 三盘管自然能冷暖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三盘管自然能冷暖装置。它解决了现有自然能冷暖装置换热效率低等技术问题。包括太阳能集热盘管、地埋盘管与内盘管，且室内盘管的两端分别与太阳能集热盘管的两端以及地埋盘管的两端一一对应且相连通，太阳能集热盘管、地埋盘管与室内盘管分别为具有至少一个用于充填导热工质的工质通道的超导热管体，太阳能集热盘管与地埋盘管之间设有导流驱动结构。优点在于：建筑物供冷暖应用方面具有广泛的应用前景；主要靠流体自身的热能驱动，风机/活塞泵辅助，耗电耗能成本低，春秋过渡性季节工作时，由太阳能集热盘管向地埋盘管蓄热/冷，可做其他用途，如新风除湿等。

Description

三盘管自然能冷暖装置

技术领域

本实用新型属于流体热力传导输送换热工程应用技术领域，尤其是涉及一种三盘管自然能冷暖装置。

背景技术

加热、冷却传热导热将热能从外界传导至室内，或从室内传导至室外，是维持室内环境温度舒适性的一种普遍的方式。第1，室内盘管与室外盘管相接构成普通闭式循环***，直接通过流体完成热能的输送，缺点是冷热端需较大温差，室外自然环境一般无法达到。第2，在第1类基础上加装压缩机和节流装置构成空调/热泵***，缺点是压缩机、水泵等耗电耗能成本高。第3，在第1类基础上，采用具有超导能力的重力热管，脉动热管，含纳米粒子的复合液体方式，含纳米粒子的气体方式(特例为纳米粒子真空方式)，缺点是管道内温度太低的限制，重力高度差限制，纳米粒子沉降聚团后不易再次启动的隐患。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种太阳能-地源热泵自平衡综合应用***[申请号：200910102394.0]，包括:空调末端***,地源热泵***,由地埋盘管换热器、压缩机、室内侧热交换器和环境侧热交换器构成；热水供应***；太阳能集热***；自动控制***,用于控制所述的太阳能-地源热泵自平衡综合应用***中所有的自动设备。

上述方案在一定程度上解决了现有换热***换热效率低的问题，实现了通过控制***自动切换地源热泵和太阳能热水***的工作模式,解决了地源热泵冬夏季不平衡问题，但是该方案对于春秋过渡季节无法实现能源的储存，且该方案依然存在着：稳定性差，热传导效率低，纳米粒子沉降聚团后不易再次启动的问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种结构简单合理，能促进超导工质运动的三盘管自然能冷暖装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本三盘管自然能冷暖装置，包括太阳能集热盘管，所述的太阳能集热盘管一端与地埋盘管的一端相连通，所述的太阳能集热盘管另一端与地埋盘管的另一端相连通，其特征在于，所述的太阳能集热盘管与地埋盘管之间设有室内盘管，且所述的室内盘管的两端分别与太阳能集热盘管的两端以及地埋盘管的两端一一对应且相连通，所述的太阳能集热盘管、地埋盘管与室内盘管分别为具有至少一个用于充填导热工质的工质通道的超导热管体，所述的太阳能集热盘管与地埋盘管之间设有能使导热工质自太阳能集热盘管一端导流至地埋盘管或能使导热工质自地埋盘管一端导流至太阳能集热盘管的导流驱动结构。

本冷暖装置能实现夏天向室内供冷，冬天向室内供热，过渡季节向土壤补热/冷，即一、本实用新型装置夏季工作时，由于地下土壤和室内环境冷热两端之间的温度差作用及导流驱动结构辅助推动管内热超导工质运动，以此由地埋盘管向室内盘管供冷；二、冬季工作时，由太阳能集热盘管向室内盘管供热；三、春秋过渡性季节工作时，由太阳能集热盘管向地埋盘管蓄热/冷；且当太阳能集热盘管连接有单通道的生活热水循环换热管时，充填换热工质为水，全年由生活热水循环换热管与太阳能集热盘管进行间壁导热换热得到生活热水，实现全年制取生活热水，保证室内人员舒适性，只有导流驱动结构消耗能量，极大降低能耗，且当导热工质为为纳米颗粒超导介质，导流驱动结构防止纳米粒子沉降聚团不易启动。

在上述的三盘管自然能冷暖装置中，所述的导流驱动结构包括设置在太阳能集热盘管与地埋盘管之间且位于室内盘管两端之间的动力设备，且所述的动力设备两端分别与工质通道相连通。

在上述的三盘管自然能冷暖装置中，所述的动力设备为风机或活塞泵。即冷热量传递过程中，主要靠流体自身的热能驱动，风机或活塞泵辅助，耗电耗能成本低。

在上述的三盘管自然能冷暖装置中，所述的超导热管体呈具有一个工质通道的单通道管状，所述的超导热管体的内腔形成上述的工质通道，且当超导热管体呈单通道管状时，所述的工质通道内充填的导热工质为纳米颗粒超导介质；或者，所述的超导热管体呈具有两个工质通道的双通道管状，且所述的超导热管体内设有能将超导热管体的内腔分隔呈两个相互独立的工质通道的分隔结构，且当超导热管体呈双通道管状时，两个工质通道中的一个内充填的导热工质为纳米颗粒超导介质，剩余一个工质通道内充填的导热工质为纳米颗粒超导介质、水与空气中的任意一种或多种的组合。即当超导热管体呈双通道管状时，其中一工质通道填充超导工质，另一工质通道可做其他用途，如新风除湿等，且这里的纳米颗粒超导介质主要成分为粒径1～20纳米的碳粒子/二氧化钛/R123/水/溴化锂溶液/R134a。

在上述的三盘管自然能冷暖装置中，所述的分隔结构包括轴向设置在超导热管体内且能将超导热管体内腔分隔呈两个工质通道的分隔板，且所述的分隔板与超导热管体连为一体式结构；或者，所述的分隔结构包括同心设置在超导热管体内的内套管，且所述的内套管的内腔形成两个工质通道中的一个，所述的内套管周向外侧与超导热管体周向内侧之间形成剩余一个工质通道。

在上述的三盘管自然能冷暖装置中，所述的太阳能集热盘管呈双通道管状，所述的太阳能集热盘管中至少一个工质通道与地埋盘管和/或室内盘管相连通。太阳能集热盘管内双通道可单独接单管，其中一个回路填充纳米颗粒超导介质，传输热能，另一个回路可用作其他用途。

在上述的三盘管自然能冷暖装置中，所述的地埋盘管包括通过分集水器与太阳能集热盘管中任意一个工质通道相连通且呈单通道管状的地埋子管，所述的地埋子管与呈双通道管状的地埋主管中的任意一个工质通道相连通。

在上述的三盘管自然能冷暖装置中，所述的室内盘管呈单通道管状或双通道管状，且所述的室内盘管中的至少一个工质通道分别与地埋盘管和太阳能集热盘管相连通。

在上述的三盘管自然能冷暖装置中，所述的太阳能集热盘管的两端分别设有第一阀门；所述的地埋盘管的两端分别设有第二阀门；所述的室内盘管与太阳能集热盘管一端或地埋盘管一端相连的两端端部分别设有第三阀门，所述的室内盘管与太阳能集热盘管另一端或地埋盘管另一端相连的两端端部分别设有第四阀门；所述的太阳能集热盘管远离设有导流驱动结构的一端与地埋盘管相对应的一端之间设有位于室内盘管之间的第五阀门，且所述的第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门与第五阀门均为蝶阀。

在上述的三盘管自然能冷暖装置中，所述的太阳能集热盘管一端连接有具有一个用于充填换热工质的通道的生活热水循环换热管，且所述的生活热水循环换热管内充填换热工质为水。优选地，这里的生活热水循环换热管与太阳能集热盘管之间进行间壁导热换热得到生活热水。

与现有的技术相比，本三盘管自然能冷暖装置的优点在于：1、该装置结构简单，在建筑物供冷暖应用方面具有广泛的应用前景；2、冷热量传递过程中，主要靠流体自身的热能驱动，风机/活塞泵辅助，耗电耗能成本低，春秋过渡性季节工作时，由太阳能集热盘管向地埋盘管蓄热/冷。3、超导热管为双通道，其中一通道填充超导工质，另一通道可做其他用途，如新风除湿等。

附图说明

图1为本实用新型提供的结构示意图。

图2为本实用新型提供的太阳能集热盘管的结构示意图。

图3为本实用新型提供的地埋盘管的结构示意图。

图4为本实用新型提供的超导热管体呈单通道管状时的结构示意图。

图5为本实用新型提供的超导热管体呈双通道管状时的结构示意图。

图6为本实用新型提供的超导热管体呈另一个形式的双通道管状时的结构示意图。

图中，太阳能集热盘管1、第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13、第四阀门14、第五阀门15、地埋盘管2、分集水器21、地埋子管22、地埋主管23、室内盘管3、超导热管体4、工质通道41、导流驱动结构5、动力设备51、分隔结构6、分隔板61、内套管62、生活热水循环换热管7、第一通断蝶阀8、第二通断蝶阀9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本三盘管自然能冷暖装置，包括太阳能集热盘管1，太阳能集热盘管1一端与地埋盘管2的一端相连通，太阳能集热盘管1另一端与地埋盘管2的另一端相连通，太阳能集热盘管1与地埋盘管2之间设有室内盘管3，且室内盘管3的两端分别与太阳能集热盘管1的两端以及地埋盘管2的两端一一对应且相连通，太阳能集热盘管1、地埋盘管2与室内盘管3分别为具有至少一个用于充填导热工质的工质通道41的超导热管体4，太阳能集热盘管1与地埋盘管2之间设有能使导热工质自太阳能集热盘管1一端导流至地埋盘管2或能使导热工质自地埋盘管2一端导流至太阳能集热盘管1的导流驱动结构5，本冷暖装置能实现夏天向室内供冷，冬天向室内供热，过渡季节向土壤补热/冷，即本实用新型装置夏季工作时，由于地下土壤和室内环境冷热两端之间的温度差作用及导流驱动结构5辅助推动管内热超导工质运动，以此由地埋盘管2向室内盘管3供冷；冬季工作时，由太阳能集热盘管1向室内盘管3供热；春秋过渡性季节工作时，由太阳能集热盘管1向地埋盘管2蓄热/冷；且太阳能集热盘管1一端连接有具有一个用于充填换热工质的通道的生活热水循环换热管7，且生活热水循环换热管7内充填换热工质为水，可以在生活热水循环换热管7两端分别设置第一通断蝶阀8，优选地，这里的生活热水循环换热管7与太阳能集热盘管1之间进行间壁导热换热得到生活热水，实现全年制取生活热水，保证室内人员舒适性，只有导流驱动结构消耗能量，极大降低能耗，且当导热工质为为纳米颗粒超导介质，导流驱动结构5防止纳米粒子沉降聚团不易启动。

本实施例中的导流驱动结构5包括设置在太阳能集热盘管1与地埋盘管2之间且位于室内盘管3两端之间的动力设备51，且动力设备51两端分别与工质通道41相连通，例如，这里的动力设备51可以为风机或活塞泵，即冷热量传递过程中，主要靠流体自身的热能驱动，风机或活塞泵辅助，耗电耗能成本低。其中，为了实现不同的使用状态，这里的太阳能集热盘管1的两端分别设有第一阀门11；地埋盘管2的两端分别设有第二阀门12；室内盘管3与太阳能集热盘管1一端或地埋盘管2一端相连的两端端部分别设有第三阀门13，室内盘管3与太阳能集热盘管1另一端或地埋盘管2另一端相连的两端端部分别设有第四阀门14；太阳能集热盘管1远离设有导流驱动结构5的一端与地埋盘管2相对应的一端之间设有位于室内盘管3之间的第五阀门15，且第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13、第四阀门14与第五阀门15均为蝶阀。

本实施例中，作为太阳能集热盘管1、地埋盘管2与室内盘管3使用的超导热管体4以两种形式存在：

第一种，如图4所示，当超导热管体4呈具有一个工质通道41的单通道管状，超导热管体4的内腔形成上述的工质通道41，且当超导热管体4呈单通道管状时，工质通道41内充填的导热工质为纳米颗粒超导介质；这里的纳米颗粒超导介质主要成分为粒径1～20纳米的碳粒子/二氧化钛/R123/水/溴化锂溶液/R134a。

第二种，如图5-6所示，当超导热管体4呈具有两个工质通道41的双通道管状，且超导热管体4内设有能将超导热管体4的内腔分隔呈两个相互独立的工质通道41的分隔结构6，且当超导热管体4呈双通道管状时，两个工质通道41中的一个内充填的导热工质为纳米颗粒超导介质，剩余一个工质通道41内充填的导热工质为纳米颗粒超导介质、水与空气中的任意一种或多种的组合，即当超导热管体4呈双通道管状时，其中一工质通道41填充超导工质，另一工质通道41可做其他用途，如新风除湿等，且这里的纳米颗粒超导介质主要成分为粒径1～20纳米的碳粒子/二氧化钛/R123/水/溴化锂溶液/R134a。

更具体地，如图5所示，这里的分隔结构6包括轴向设置在超导热管体4内且能将超导热管体4内腔分隔呈两个工质通道41的分隔板61，且分隔板61与超导热管体4连为一体式结构；或者，如图6所示，这里的分隔结构6包括同心设置在超导热管体4内的内套管62，且内套管62的内腔形成两个工质通道41中的一个，内套管62周向外侧与超导热管体4周向内侧之间形成剩余一个工质通道41。

如图1-2所示，本实施例中的太阳能集热盘管1呈双通道管状，太阳能集热盘管1中至少一个工质通道41与地埋盘管2和/或室内盘管3相连通，即太阳能集热盘管1内双通道可单独接单管，其中一个回路填充纳米颗粒超导介质，传输热能，另一个回路可用作其他用途，为了实现各个回路的单独使用，这里的两个工质通道41的两端分别设有第二通断蝶阀9，如图1以及图3所示，本实施例中的地埋盘管2包括通过分集水器21与太阳能集热盘管1中任意一个工质通道41相连通且呈单通道管状的地埋子管22，地埋子管22与呈双通道管状的地埋主管23中的任意一个工质通道41相连通。其次，如图1以及图4-6所示，室内盘管3呈单通道管状或双通道管状，且室内盘管3中的至少一个工质通道41分别与地埋盘管2和太阳能集热盘管1相连通。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了太阳能集热盘管1、第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13、第四阀门14、第五阀门15、地埋盘管2、分集水器21、地埋子管22、地埋主管23、室内盘管3、超导热管体4、工质通道41、导流驱动结构5、动力设备51、分隔结构6、分隔板61、内套管62、生活热水循环换热管7、第一通断蝶阀8、第二通断蝶阀9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种三盘管自然能冷暖装置，包括太阳能集热盘管(1)，所述的太阳能集热盘管(1)一端与地埋盘管(2)的一端相连通，所述的太阳能集热盘管(1)另一端与地埋盘管(2)的另一端相连通，其特征在于，所述的太阳能集热盘管(1)与地埋盘管(2)之间设有室内盘管(3)，且所述的室内盘管(3)的两端分别与太阳能集热盘管(1)的两端以及地埋盘管(2)的两端一一对应且相连通，所述的太阳能集热盘管(1)、地埋盘管(2)与室内盘管(3)分别为具有至少一个用于充填导热工质的工质通道(41)的超导热管体(4)，所述的太阳能集热盘管(1)与地埋盘管(2)之间设有能使导热工质自太阳能集热盘管(1)一端导流至地埋盘管(2)或能使导热工质自地埋盘管(2)一端导流至太阳能集热盘管(1)的导流驱动结构(5)。

2.根据权利要求1所述的三盘管自然能冷暖装置，其特征在于，所述的导流驱动结构(5)包括设置在太阳能集热盘管(1)与地埋盘管(2)之间且位于室内盘管(3)两端之间的动力设备(51)，且所述的动力设备(51)两端分别与工质通道(41)相连通。

3.根据权利要求2所述的三盘管自然能冷暖装置，其特征在于，所述的动力设备(51)为风机或活塞泵。

4.根据权利要求1或2或3所述的三盘管自然能冷暖装置，其特征在于，所述的超导热管体(4)呈具有一个工质通道(41)的单通道管状，所述的超导热管体(4)的内腔形成上述的工质通道(41)，且当超导热管体(4)呈单通道管状时，所述的工质通道(41)内充填的导热工质为纳米颗粒超导介质；或者，所述的超导热管体(4)呈具有两个工质通道(41)的双通道管状，且所述的超导热管体(4)内设有能将超导热管体(4)的内腔分隔呈两个相互独立的工质通道(41)的分隔结构(6)，且当超导热管体(4)呈双通道管状时，两个工质通道(41)中的一个内充填的导热工质为纳米颗粒超导介质，剩余一个工质通道(41)内充填的导热工质为纳米颗粒超导介质、水与空气中的任意一种或多种的组合。

5.根据权利要求4所述的三盘管自然能冷暖装置，其特征在于，所述的分隔结构(6)包括轴向设置在超导热管体(4)内且能将超导热管体(4)内腔分隔呈两个工质通道(41)的分隔板(61)，且所述的分隔板(61)与超导热管体(4)连为一体式结构；或者，所述的分隔结构(6)包括同心设置在超导热管体(4)内的内套管(62)，且所述的内套管(62)的内腔形成两个工质通道(41)中的一个，所述的内套管(62)周向外侧与超导热管体(4)周向内侧之间形成剩余一个工质通道(41)。

6.根据权利要求4所述的三盘管自然能冷暖装置，其特征在于，所述的太阳能集热盘管(1)呈双通道管状，所述的太阳能集热盘管(1)中至少一个工质通道(41)与地埋盘管(2)和/或室内盘管(3)相连通。

7.根据权利要求6所述的三盘管自然能冷暖装置，其特征在于，所述的地埋盘管(2)包括通过分集水器(21)与太阳能集热盘管(1)中任意一个工质通道(41)相连通且呈单通道管状的地埋子管(22)，所述的地埋子管(22)与呈双通道管状的地埋主管(23)中的任意一个工质通道(41)相连通。

8.根据权利要求7所述的三盘管自然能冷暖装置，其特征在于，所述的室内盘管(3)呈单通道管状或双通道管状，且所述的室内盘管(3)中的至少一个工质通道(41)分别与地埋盘管(2)和太阳能集热盘管(1)相连通。

9.根据权利要求4所述的三盘管自然能冷暖装置，其特征在于，所述的太阳能集热盘管(1)的两端分别设有第一阀门(11)；所述的地埋盘管(2)的两端分别设有第二阀门(12)；所述的室内盘管(3)与太阳能集热盘管(1)一端或地埋盘管(2)一端相连的两端端部分别设有第三阀门(13)，所述的室内盘管(3)与太阳能集热盘管(1)另一端或地埋盘管(2)另一端相连的两端端部分别设有第四阀门(14)；所述的太阳能集热盘管(1)远离设有导流驱动结构(5)的一端与地埋盘管(2)相对应的一端之间设有位于室内盘管(3)之间的第五阀门(15)，且所述的第一阀门(11)、第二阀门(12)、第三阀门(13)、第四阀门(14)与第五阀门(15)均为蝶阀。

10.根据权利要求1所述的三盘管自然能冷暖装置，其特征在于，所述的太阳能集热盘管(1)一端连接有具有一个用于充填换热工质的通道的生活热水循环换热管(7)，且所述的生活热水循环换热管(7)内充填换热工质为水。