[發明專利]一種淺層地表熱能直接建筑供暖制冷系統

無效

• 申請號: 200710049986.1
• 申請日: 2007-09-10
• 公開（公告）號: CN101387461A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 李建民
• 申請（專利權）人: 李建民
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F24F5/00;F24J3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及熱能利用，屬于淺層地表熱能的直接利用，特別是建筑的供暖、制冷。

背景技術

淺層地表熱能是溫度處于0—45度的地表水、地下水以及土壤中的能源，如何有效的利用，現有的技術需要再利用傳統能源，將低品位能源進行提升，再將低品位能源加以利用，但是這種利用方式都需要消耗傳統能源，如各種地源和水源熱泵技術，需要電能進一步的補充，將其加以利用。

對于建筑物的溫度控制技術有很多種，現有技術主要采用消耗一種能源的形式，來實現建筑的溫度控制，主要的消耗電能的壓縮制冷技術，以及后期發展的消耗其他傳統能源的如燃氣制冷技術，在其末端設備主要采用風機盤管和散熱器，以及目前也在采用的利用各種管道為終端設備的供暖以及制冷。太陽能采集技術的出現，也出現了各種吸收以及吸附式制冷技術，但是這些技術都至少包含有一種制冷設備，需要消耗傳統的能源才能實現建筑物的溫度控制。

現有依靠空調制冷以及鍋爐供暖的系統，采暖供回水溫度取95/70，空調冷凍水取7/12，空調熱水取60/50，由于空調是強制對流換熱，所以它不需要在末端過大的溫差，暖氣采用95/70，原因是末端沒有強制對流，冷凍水必須設定在機器露點以下，這就要求冷凍水一般要控制在12度之下。但是，水在0度以下要結冰，所以設定低溫不能低于5度，人為規定了7/12度。因而在制冷時僅有5度的溫差。在夏季工框下，室內空氣溫度25度，則水和空氣的溫差為15度左右。而冬季空氣溫度18度，水走60/50工況，水和空氣的溫差為37度左右。所以不考慮濕工況可以認為冬季的風盤換熱能力幾乎是夏季的兩倍。因此，從風盤角度出發，最極端時水走30/25這樣的工況也是可行的。如果采用傳統的鍋爐供熱，本身鍋爐的燃燒溫度在500-1500度左右，視不同的燃料而不同。如果用近千度的煙氣來加熱40度左右的熱水，換熱效率太低，鍋爐的能力大大浪費，這是不經濟的，因此通常按照60/50這樣的工況進行設計。這是熱水鍋爐的最低極限了，多數情況下還做不到，還要加換熱器。同時這樣的溫度也可以防止水管和設備結垢。現有系統風機盤管的末端的溫度差可以實現15度的溫差制冷及供暖，但是由于熱源采用鍋爐和空調之間的差距，造成了目前普遍采用高溫差進行供暖，由于必須采用高溫的供暖因而出現了使用散熱器進行冬季供暖，實際上，如果采用風機供暖，其換熱能力在15度溫差是可以進行供暖的，這樣如果按照國標的要求室內溫度達到18度，在冬季采用23度的水即可以實現冬季的供暖，因而為利用可再生能源進行直接的供暖提供了技術的可能性。

隨著末端技術的發展，供暖和制冷需要的能源溫度與環境溫度的溫差越來越小，如采用傳統的散熱器需要80—90度的熱源供暖，采用地板采暖技術后，熱源的溫度可以降低到40—60度，后期出現的毛細管，其供暖溫度為30—40度，其制冷溫度可以采用10—20度，而傳統的風機盤管技術需要5—12度的冷源，才可能保證建筑物的制冷效果。這種末端技術的出現，使得直接利用低品位熱能成為可能。在淺層地表熱能利用上，現有的垂直埋管的深度為60—100米，這種深度適合于現有的熱泵技術，但是由于其溫度基本處于15—20度的范圍，無法直接用于供暖。

發明內容

本發明的目的就是提供一種淺層地表熱能熱源直接建筑供暖制冷系統，不需要消耗傳統的能源，也不需要任何制冷機組，在該系統中沒有能源轉換設備，就可以實現將淺層地表熱能直接利用于建筑供暖和制冷。該系統直接將適合的淺層地表熱能直接輸送到末端實現淺層地表熱能的直接利用，也可以采用一個換熱器與淺層地表熱能進行換熱，然后利用一種流體將熱能輸送到末端設備，末端設備將熱能進行釋放，從而實現淺層地表熱能的直接利用。

該系統采用與目標溫度5—15度的溫差進行供暖和制冷，夏季冷源為11—21度，冬季熱源為21—41度，實現對室內16—26度的溫度控制。這樣可以直接利用溫度為0—45度的低品位熱源，實現建筑的直接供暖和制冷。當然更高溫度的熱源以及更低溫度的冷源更加可以直接利用，仍適合于本發明，但是本發明的重點是采用低品位的能源進行直接的供暖和制冷。

具體發明內容如下：

一種淺層地表熱能直接建筑供暖制冷系統，含有至少一個淺層地表熱能能源、至少一個末端設備，將淺層地表熱能能源直接輸送到末端設備上，實現建筑供暖和/或制冷。

還含有至少一個淺層地表熱能換熱器和至少一個管道末端設備和至少一種流體，流體直接將淺層地表熱能換熱器交換的熱能輸送到末端設備上，實現建筑供暖和/或制冷。