一种带有人造水井的太阳能蓄热装置的制作方法

1.本实用新型涉及人造水井与与太阳能集热组件配合进行热量处理技术领域，具体涉及一种带有人造水井的太阳能蓄热装置。


背景技术：

2.太阳能集热组件被广泛应用于各个领域，其主要因为能够充分利用太阳能，节省资源。然而太阳能的应用也具有一定的局限，比如在冬季，太阳能无法及时供热，导致冬季热水或温水供应出现问题，而在某些地区，比如水资源较少的区域，其冬季地表内的温度较高，如果这些热量能够与太阳能结合，进行冬天的补充，则可以实现很好的温水或热水供应效果。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种带有人造水井的太阳能蓄热装置，其通过人造水管中预埋在地下的过渡管，在冬季时，地表内的热量加热与之隔离的人造水井中的水，使其温度升高，进而利用高温度热水朝上流动的原理，实现自动的地表热量提升，使其流动到高处的集热水箱中，进行应用。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种带有人造水井的太阳能蓄热装置，包括，
6.集热水箱，
7.太阳能集热组件，所述太阳能集热组件的安装高度低于所述集热水箱的安装高度，所述太阳能集热组件的上下两端分别通过第一水管以及第二水管与所述集热水箱联通；
8.人造水井，所述人造水井内装载有水，所述人造水井至少包括与集热水箱连接的第三水管和第四水管，所述第三水管的安装高度高于所述第四水管的安装高度，且第三水管和第四水管分别与预埋于地下且与外界隔离的过渡管连接。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述太阳能集热组件为若干个，若干个所述太阳能集热组件等高设置，且若干个太阳能集热组件与所述集热水箱中的进水口和出水口，均在同一高度处连接。
10.作为本实用新型的进一步改进，还包括与所述集热水箱联通，且用于加热的水源热泵。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述水源热泵分别通过第一分支和第二分支与所述第三水管和集热水箱联通。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述第一分支以及第二分支上均设置有第一控制阀和第二控制阀。
13.作为本实用新型的进一步改进，还包括位于第二分支上的水泵组件。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述第一水管通过第五阀门与所述第三水管联
通，所述第二水管通过第三阀门与所述第四水管联通。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述第三水管和第四水管分别为钢管和pe管。
16.作为本实用新型的进一步改进，还包括与集热水箱同等高度设置的补水水箱，所述补水水箱通过连接水管和第四阀门与所述集热水箱连接。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述补水水箱连接有自来水水管，所述自来水水管与所述补水水箱之间设置有软化水装置。
18.本实用新型的有益效果如下：
19.1.本实用新型中，利用水密度和冷水密度不同时，热水会向上流动，冷水同时向下流动的原理，在冬季外界水温低，而地表内水温过高时，无需循环泵等外界能量，人造水井内被地表热量加热的水，会自动流入到低温的集热水箱内，而集热水箱内的低温水，通过第四水管，也会自动流入到低处的人造水井内，实现了无需泵组件的持续循环和加热。
20.2.本实用新型中，集热水箱可以连接家用清洗用自来水或者其他用水的设备中，进而在冬季等特殊时期，集热水箱能够持续供应源源不断的温水(因为地表温度有限)，实现低成本、少能耗的热水供应。
21.3.本实用新型，一种带有人造水井的太阳能蓄热装置，其利用水管，以及集热水箱，可以结合阀门和泵，在夏季时，由于外界和地表温度都高，如果地表温度更高，则水箱的热水会朝向地表流动，进而使得热量自动存储于地表中，而在水箱温度高于地表时，则可以利用循环泵的开启，强制使得其进入地表内，进行部分散热后，在回流到集热水箱中。
22.4.本实用新型中，利用太阳能集热组件与人造水井结合，使得用户能够长期获得温水等，实现了温水的持续供应。
附图说明
23.图1为本实用新型提供的一种带有人造水井的太阳能蓄热装置的结构示意图；
24.图2为本实用新型提供的人造水井的结构示意图之一；
25.图3为本实用新型提供的人造水井的结构示意图之二；
26.图中：
27.100、集热水箱；200、太阳能集热组件；210、第一水管；220、第二水管；221、第三阀门；300、人造水井；310、第三水管；311、第五阀门；320、第四水管；330、过渡管；400、水源热泵；410、第一分支；411、第一控制阀；420、第二分支；421、第二控制阀；500、水泵组件；600、补水水箱；610、连接水管；620、第四阀门；700、自来水水管；800、软化水装置。
具体实施方式
28.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
29.实施例1
30.本实施例中，主要介绍一种带有人造水井的太阳能蓄热装置的核心结构。
31.参照附图1-3所示，本实施例中的一种带有人造水井的太阳能蓄热装置，包括，
32.集热水箱100，
33.太阳能集热组件200，所述太阳能集热组件200的安装高度低于所述集热水箱100
的安装高度，所述太阳能集热组件200的上下两端分别通过第一水管210以及第二水管220与所述集热水箱100联通；
34.人造水井300，所述人造水井300内装载有水，所述人造水井300至少包括与集热水箱100连接的第三水管310和第四水管320，所述第三水管310的安装高度高于所述第四水管320的安装高度，且第三水管310和第四水管320分别与预埋于地下且与外界隔离的过渡管330连接。
35.本实施例中，利用水密度和冷水密度不同时，热水会向上流动，冷水同时向下流动的原理，在冬季外界水温低，而地表内水温过高时，无需循环泵等外界能量，人造水井内高温的水，会自动流入到低温的水箱内，而水箱内的低温水，利用第一阀门的打开，也会自动流入到低处高温的人造水井内，实现了无需泵组件的持续循环和加热。
36.本实施例中，水箱可以连接家用清洗用自来水或者其他用水的设备中，进而在冬季等特殊时期，水箱能够持续供应源源不断的热水，实现低成本、少能耗的热水供应。
37.本实施例中，一种带有人造水井的太阳能蓄热装置，其利用水管，以及集热水箱，可以结合阀门和泵，在夏季时，由于外界和地表温度都高，如果地表温度更高，则水箱的热水会朝向地表流动，进而使得热量自动存储于地表中，而在水箱温度高于地表时，则可以利用循环泵的开启，强制使得其进入地表内，进行部分散热后，在回流到集热水箱中。
38.本实用新型中，利用太阳能集热组件与人造水井结合，使得用户能够长期获得温水等，实现了温水的持续供应。
39.实施例2
40.本实施例中，主要介绍如何在冬季或者太阳能加热不足时，对于集热水箱中的加热。
41.当有很多的用户时，此时太阳能集热组件200为若干个，若干个所述太阳能集热组件200等高设置，且若干个太阳能集热组件200与所述集热水箱100中的进水口和出水口，均在同一高度处连接。本实施例中，由于安装高度以及连接水管中的进水口和出水口都是同等高度的，进而水压等也一样，能够确保均匀的进行热量的传递和分散。
42.本实施例中，还包括与所述集热水箱100联通，且用于加热的水源热泵400。本实施例中，水源热泵400用于集热水箱100中的水加热，具体是用于太阳能集热板供水加热，当温度较低时，太阳能集热板难以直接获得60度的热水，进而难以满足用户需求，比如春天或秋天，太阳能效率有限，难以实现热水供应，而水源热泵400的增加，则能够使得被太阳能加热的温度，进一步提升到60度，形成热水，以供使用。
43.进一步地，在冬季时，所述水源热泵400分别通过第一分支410和第二分支420与所述第三水管310和集热水箱200联通。
44.本实施例中，水源热泵与第三水管310联通，进而能够将集热水箱200中的温水加热后通过第三水管310再回流到集热水箱200中，而在冬季时，人造水井300最多只能提供15度左右的水，此时，人造水井300提供的温水无法满足洗澡等使用，此时集热水箱200中15度左右的水，进入水源热泵400内被加热，形成60度的热水，再流入集热水箱200内，以便于用户使用。
45.为了满足不同季节和需求使用，所述第一分支410以及第二分支420上均设置有第一控制阀411和第二控制阀421。本实施例中，增加控制阀，进而控制是否启动水源热泵与集
热水箱或人造水井的联动，比如在夏季温度较高时，能够直接满足用户需求，此时无需水源热泵400的加热，故可以关闭控制阀。
46.实施例3
47.本实施例中，在实施例2的基础上，进行进一步的延伸扩展。
48.参照附图1所示，还包括位于第二分支420上的水泵组件500。
49.本实施例中，水泵组件500充分发挥了一泵多用的效果，首先，作为水源热泵的本体，其能够将集热水箱200中的温水打入水源热泵中，进行加热，然后加热后再进行利用。其次，在夏季，由于集热水箱100内的温度太高，无法直接进行热水的使用，此时可以将热水利用水泵组件500打入到低温低处的人造水井300内，进行热存储或散热后，降温后的热水，再利用水泵组件500打入到集热水箱100内。
50.本实施例中，为了实现集热水箱和人造水井300的直接联通，以及水管的节省，所述第一水管210通过第五阀门311与所述第三水管310联通，所述第二水管220通过第三阀门221与所述第四水管320联通.本实施例中，可以增加一个水平管，所述水平管用于若干第二水管220的联通，且所述第四水管320也与之联通，在水平管上设置第三阀门221，第三阀门用于控制第二水管220与集热水箱100以及人造水井300的联通；而第五阀门311用于控制人造水井与集热水箱的联通。
51.本实施中，所述第三水管310和第四水管320分别为钢管和pe管。本实施例中，两个水管的材质不同，主要是因为导热系数不同，高处的第三水管采用导热系数高的钢管，进而由于水的分层现象，高温的水自动流动至高处，故从高处利用导热系数好传热好的钢管作为传递管，而低处是冷水，故采用导热差的pe管。
52.本实施例中，为了进行补水，还包括与集热水箱100同等高度设置的补水水箱600，所述补水水箱600通过连接水管610和第四阀门620与所述集热水箱100连接。本实施例中，增加补水水箱600的目的是实现很好的补水作用。
53.具体地，所述补水水箱600连接有自来水水管700，所述自来水水管700与所述补水水箱600之间设置有软化水装置800。
54.本实施例中，相比于传统的金属水井，改为金属传热管配合pe管的形式，进而整个的重量上，相比于钢管等，质量更轻，且不易存在金属腐蚀等问题，其次，选用pe管，成本更低，传热效果好；最后，使用起来更加方便，pe管的加工等，相比于钢管等，更便捷。
55.实施例4
56.本实施例中，结合具体使用过程进行介绍。
57.1.太阳能集热组件200与集热水箱100之间的自循环子系统。
58.根据热水密度和冷水密度不同时，热水会向上流动，冷水同时向下流动的原理，太阳能采热板的热水会向上流动，经过第一水管210朝向高处的集热水箱200流动，管道汇总的热水上升从集热板的上端口进入集热水箱200，集热水箱200中下部温度低的水通过第二水管220流入到太阳能集热板的底部后再上升进入太阳能集热板中，这样反复循环，使集热水箱中的水不停地被加热(最高可到100℃)。
59.参照附图1所示，本实施例中，分为两组太阳能集热板或偶数组组成的太阳能集热板，目的是若干个第一水管210以及第二水管220中,各个水管的管道长度尺寸能同程，避免各太阳能集热板采热贡献偏差过大。
60.2.人造水井300与集热水箱100间自循环子系统
61.同1原理，井内的热水自动上升进入第三水管310后进入集热的水箱200，同时集热水箱200内下部的冷水下降进入第四水管320后，再向下流入到过渡管330内，这样反复循环，使集热水箱中的水温达到人造井内的水温。
62.如果增加太阳能集热板时，上述的循环，只能在太阳能不工作时，或者是集热水箱100中的水温低于人造水井300内的水温时才会发生。集热的集热水箱100内的水温高于人造井内300的水温时，这种循环不会发生。
63.现有技术中，人造水井是一根底部封实的钢管，人造水井埋好后内注满水，与地下水是完全隔离的，本技术中选用金属传热管和pe管构成，其作用是仅提升地下的热能到集热水箱中，而不提升地下的天然水。
64.当遇到有地下水位浅的地质条件时，人造水井钢管埋入水下20米左右，当遇到无地下水的地质条件时，人造水井钢管埋入地表下100米左右，夏季用太阳能集热板产生的热水用循环泵强制循环使热能储存在人造井管周围的岩石或土壤中，冬季时通过自循环再将热能提升到集热水箱中。
65.3.集热水箱100与人造水井300间的强制循环子系统
66.当水箱200中水温≥20℃(或15℃)时，人造水井温度低于水箱，使得集热水箱100中的热水通过水源热泵400上的水泵组件500，进入人造水井散热后返回集热水箱，这时第一控制阀411打开，形成循环水。当集热水箱100内的温度＜20℃时，集热水箱100的温度低于人造水井300内的水温，此时循环泵停止工作，人造水井300内的热水自动流动至集热水箱100内。
67.本实施例中，关于人造水井，参照附图2-3，其具有2种结构，具体如下：
68.第一种，参照附图2所示，第四水管320套设于第三水管310中，然后过渡管330形成支架，将第四水管320套设在第三水管310内；
69.第二种，参照附图3所示，在过渡管330上增加弯管，然后第三水管310以及第四水管320分别与之连接。
70.实际使用中，可以根据需求等，进行进一步结构的改进等。
71.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
72.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
73.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。