一种基于地源热泵的泉水源地热利用系统 |
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| 申请号 | CN202211238314.6 | 申请日 | 2022-10-11 | 公开(公告)号 | CN115682466A | 公开(公告)日 | 2023-02-03 |
| 申请人 | 安徽信息工程学院; | 发明人 | 朱珈毅; 王国林; 徐志华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及泉 水 源地热利用技术领域，具体为一种基于 地源 热 泵 的泉水源地热利用系统，包括包括旋流除砂器和水管，过滤箱，通过水管与旋流除砂器相连通；除金属机构，安装在过滤箱中；沉积箱，固定安装在过滤箱的底部；自动排污机构，安装在沉积箱的 侧壁 上；补偿管，通过水管与过滤箱的底端相连；自动补偿加 热机 构，安装在补偿管中。本发明利用除金属机构来去除水中的金属颗粒进行，利用磁 力 对金属颗粒进行收集，再由刮环将其刮落并收集，延长了设备的使用寿命；利用自动排位机构在泥沙堆积过多时，自动将泥沙排出设备，代替了人工清理；利用补偿加热机构来提高设备的加热效率，提高了设备的使用 质量 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于地源热泵的泉水源地热利用系统，包括旋流除砂器(1)和水管，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种基于地源热泵的泉水源地热利用系统技术领域背景技术[0002] 热泵实质上是一种热量提升装置，工作时它本身消耗很少一部分电能，却能从环境介质(水、空气、土壤等)中提取4‑7倍于电能的装置，提升温度进行利用，这也是热泵节能的原因，地源热泵是热泵的一种，是以大地或水为冷热源对建筑物进行冬暖夏凉的空调技术，地源热泵在冷热源和室内之间“转移”能量，利用极小的电力来维持室内所需要的温度，在冬天，1千瓦的电力，将土壤或水源中4‑5千瓦的热量送入室内。 [0003] 旋流除砂器是根据流体中的固体颗粒在除砂器里旋转时的筛分原理制成，集旋流与过滤为一体，在水处理领域实现除砂、降浊、固液分离等效果显著。广泛应用于水源热泵、水处理、食品、医药等工业部门。河水、井水除砂，洗煤水、工业选矿、液体除气以及非互溶液体的分离。 [0004] 现有技术中，旋流除砂器隔一段时间就需要打开底部的阀门来清理内部沉积的泥沙，十分的费事，同时除了泥沙外，一些金属颗粒进入到水管中也会造成管壁的损坏，缩短了管道的使用寿命；其次，在冬季时水温过低，尤其是一些偏北的地区，导致能利用的热量较少，从而导致制热的效果较差。 [0005] 为此，提出一种基于地源热泵的泉水源地热利用系统。 发明内容[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于地源热泵的泉水源地热利用系统，解决了：旋流除砂器隔一段时间就需要打开底部的阀门来清理内部沉积的泥沙，十分的费事，同时除了泥沙外，一些金属颗粒进入到水管中也会造成管壁的损坏，缩短了管道的使用寿命的技术问题；其次，在冬季时水温过低，尤其是一些偏北的地区，导致能利用的热量较少，从而导致制热的效果较差的技术问题。 [0007] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0008] 一种基于地源热泵的泉水源地热利用系统，包括旋流除砂器和水管，过滤箱，通过水管与旋流除砂器相连通；除金属机构，安装在过滤箱中；沉积箱，固定安装在过滤箱的底部；自动排污机构，安装在沉积箱的侧壁上；补偿管，通过水管与过滤箱的底端相连；自动补偿加热机构，安装在补偿管中。 [0009] 利用除金属机构来去除水中的金属颗粒，防止金属颗粒进入到水管中，保护了水管的内壁，延长了设备的使用寿命；利用排污机构来实现旋流除砂器的自动排除内部的砂石，代替了人工手动维护清理，提高了清理的效率；利用自动补偿加热机构来对流经补偿管中的水进行加热，提高了制热的效率和质量。 [0010] 优选的，所述除金属机构包括对称固定安装在过滤箱顶壁上的两个磁棒，两个所述磁棒上均活动套设有刮环，所述过滤箱中转动穿插有往复丝杠，所述往复丝杠上螺纹安装有螺纹管，两个所述刮环分别与螺纹管之间连接有连接杆，所述过滤箱的底壁上对称固定穿插有两个回收管，两个所述回收管的底端均安装有回收瓶，两个所述回收管上均设有手动阀。 [0011] 通过两个磁棒对水中的金属颗粒进行吸引，金属颗粒积聚在在磁棒的表面，往复丝杠转动时会使得螺纹管上下移动，螺纹管带动两个刮环上下移动，刮环可以将吸附在磁棒上的金属颗粒往下推动，直到金属颗粒离开磁棒的底端，通过回收管进入到回收瓶中，完成对金属颗粒的去除以及收集，保护了水管，延长了设备的使用寿命。 [0012] 优选的，所述过滤箱的顶壁上连通安装有驱动箱，且往复丝杠的顶端转动安装在驱动箱的内顶壁上，所述往复丝杠上固定套设有水轮。 [0013] 通过水流来带动水轮转动，通过水轮来带动往复丝杠进行转动，实现了在没有额外添加驱动部件的情况下带动往复丝杠转动，节约了设备的成本。 [0014] 优选的，两个所述回收管的顶端均固定安装有固定环，两个所述固定环的内壁上均设有多个橡胶片。 [0015] 值得注意的是，橡胶片的一端是与磁棒充分接触的，这是为了金属颗粒被推下时，刮环会将橡胶片撑开，帮助金属颗粒进入到回收管中，在刮环上升后，由于橡胶片的阻挡作用可以防止金属颗粒被水从回收管冲出，进一步提高了金属颗粒的回收效率。 [0016] 优选的，所述自动排污机构包括固定安装在沉积箱一侧外壁上的伸缩电机，所述伸缩电机上活动安装有输出轴，且输出轴活动贯穿沉积箱的侧壁，所述输出轴的侧壁上转动安装有转动板，所述转动板上安装有刮板。 [0017] 通过伸缩电机的输出轴推动刮板上将沉积箱中堆积的砂石推出，以此来达到自动清理的目的，代替了人工清理，提高了清理的效率。 [0018] 优选的，所述刮板和转动板之间连接有弹簧杆。 [0019] 弹簧杆可以灵活的控制刮板与活动板之间的距离，使得刮板的底端始终贴合在活动板的顶壁上，从而更好的将砂石清理干净，提高了清理的质量。 [0020] 优选的，所述输出轴上固定安装有限位板，所述输出轴上固定安装有复位板，所述复位板和转动板之间连接有第一复位弹簧。 [0021] 为了防止清理时设备处于运行状态，有新的砂石进入到旋流除砂器中，转动板通过限位板和第一复位弹簧实现了单向转动，在推动泥沙时不能进行转动，而在回程遇到砂石时，可以通过转动来躲避砂石，进一步提高了清理的质量。 [0022] 优选的，所述沉积箱中滑动安装有活动板，所述活动板和沉积箱的底壁之间连接有弹性密封管，所述活动板和沉积箱相靠近一侧的外壁上均固定安装有第一接触电极，所述活动板和沉积箱之间连接有多个第二复位弹簧，所述沉积箱的一侧设有电磁阀。 [0023] 在沉积箱中堆积过多的砂石时，活动板会下降，从而使得两个第一接触电极充分接触，从而启动伸缩电机和电磁阀，以此来完成自动清理，进一步提高了清理的智能性。 [0025] 利用太阳能板进行蓄电，利用蓄电池来运行加热丝，值得注意的是，这里的蓄电池也可以用来驱动伸缩电机和电磁阀，加热丝可以对经过补偿管的水进行加热，从而提高了地热利用系统的制热质量，尤其是在冬天水温过低时，可以有效的提高室内的制热质量。 [0026] 优选的，所述补偿管一侧连接有检测管，所述检测管的顶壁上固定安装有反馈管，所述反馈管中固定安装有活塞缸，且活塞缸中设有检测液，所述活塞缸中的底壁上固定穿插有导热杆，且导热杆的底端分别贯穿反馈管和检测管的外壁，所述活塞缸的上侧活动穿插有活塞杆，所述活塞杆上对称固定安装有两个反馈杆，所述反馈管的两侧内壁上对称固定安装有两个固定杆，所述反馈杆和固定杆上均安装有第二接触电极。 [0027] 导热杆的底端与流经的水充分接触，在水温过低时，导热杆将低温传递给检测液，检测液遇冷收缩，从而导致两个反馈杆位置下降，使得两对第二接触电极充分接触，以此来反馈给加热丝，加热丝对水进行加热，在水温上升后，相应的检测液膨胀，反馈杆上升，使得第二接触电极两两分离，加热丝关闭，使得在水温过低时，利用太阳能对其进行补偿，提高了后续的制热效果。 [0028] 与现有技术相比，本发明的有益效果为： [0029] 1、利用除金属机构来去除水中的金属颗粒进行，利用磁力对金属颗粒进行收集，再由刮环将其刮落并收集，延长了设备的使用寿命。 [0030] 2、利用自动排位机构来帮助旋流除砂器进行排污，在泥沙堆积过多时，自动将泥沙排出设备，代替了人工清理。 [0032] 图1为本发明的结构示意图； [0033] 图2为本发明中活塞缸部分的结构示意图； [0034] 图3为本发明中A部分结构的放大图； [0035] 图4为本发明中B部分结构的放大图图； [0036] 图5为本发明中C部分结构的放大图； [0037] 图6为本发明中D部分结构的放大图； [0038] 图7为本发明中E部分结构的放大图。 [0039] 图中：1、旋流除砂器；2、过滤箱；3、沉积箱；4、电磁阀；5、伸缩电机；6、输出轴；7、弹簧杆；8、刮板；9、转动板；10、限位板；11、复位板；12、第一复位弹簧；13、弹性密封管；14、第一接触电极；15、第二复位弹簧；16、驱动箱；17、往复丝杠；18、水轮；19、磁棒；20、回收管；21、刮环；22、螺纹管；23、连接杆；24、固定环；25、橡胶片；26、回收瓶；27、手动阀；28、补偿管；29、加热丝；30、蓄电池；31、太阳能板；32、检测管；33、反馈管；34、活塞缸；35、检测液； 36、导热杆；37、活塞杆；38、反馈杆；39、固定杆；40、第二接触电极；41、活动板。 具体实施方式[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0041] 本发明提供了一种基于地源热泵的泉水源地热利用系统，解决了：旋流除砂器隔一段时间就需要打开底部的阀门来清理内部沉积的泥沙，十分的费事，同时除了泥沙外，一些金属颗粒进入到水管中也会造成管壁的损坏，缩短了管道的使用寿命的技术问题；其次，在冬季时水温过低，尤其是一些偏北的地区，导致能利用的热量较少，从而导致制热的效果较差的技术问题； [0042] 本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：利用自动排位机构来帮助旋流除砂器进行排污，在泥沙堆积过多时，自动将泥沙排出设备，代替了人工清理，利用除金属机构来去除水中的金属颗粒进行，利用磁力对金属颗粒进行收集，再由刮环将其刮落并收集，延长了设备的使用寿命，利用补偿加热机构来提高设备的加热效率，提高了设备的使用质量； [0043] 请参阅图1至图7，本发明提供一种基于地源热泵的泉水源地热利用系统，技术方案如下： [0044] 一种基于地源热泵的泉水源地热利用系统，包括旋流除砂器1和水管，过滤箱2，通过水管与旋流除砂器1相连通；除金属机构，安装在过滤箱2中；沉积箱3，固定安装在过滤箱2的底部；自动排污机构，安装在沉积箱3的侧壁上；补偿管28，通过水管与过滤箱2的底端相连；自动补偿加热机构，安装在补偿管28中。 [0045] 参照图1，利用除金属机构来去除水中的金属颗粒，防止金属颗粒进入到水管中，保护了水管的内壁，延长了设备的使用寿命；利用排污机构来实现旋流除砂器1的自动排除内部的砂石，代替了人工手动维护清理，提高了清理的效率；利用自动补偿加热机构来对流经补偿管28中的水进行加热，提高了制热的效率和质量。 [0046] 作为本发明的一种实施方式，参照图1和图5，除金属机构包括对称固定安装在过滤箱2顶壁上的两个磁棒19，两个磁棒19上均活动套设有刮环21，过滤箱2中转动穿插有往复丝杠17，往复丝杠17上螺纹安装有螺纹管22，两个刮环21分别与螺纹管22之间连接有连接杆23，过滤箱2的底壁上对称固定穿插有两个回收管20，两个回收管20的底端均安装有回收瓶26，两个回收管20上均设有手动阀27。 [0047] 通过两个磁棒19对水中的金属颗粒进行吸引，金属颗粒积聚在在磁棒19的表面，往复丝杠17转动时会使得螺纹管22上下移动，螺纹管22带动两个刮环21上下移动，刮环21可以将吸附在磁棒19上的金属颗粒往下推动，直到金属颗粒离开磁棒19的底端，通过回收管20进入到回收瓶26中，完成对金属颗粒的去除以及收集，保护了水管，延长了设备的使用寿命。 [0048] 作为本发明的一种实施方式，参照图1，过滤箱2的顶壁上连通安装有驱动箱16，且往复丝杠17的顶端转动安装在驱动箱16的内顶壁上，往复丝杠17上固定套设有水轮18。 [0049] 通过水流来带动水轮18转动，通过水轮18来带动往复丝杠17进行转动，实现了在没有额外添加驱动部件的情况下带动往复丝杠17转动，节约了设备的成本。 [0050] 作为本发明的一种实施方式，参照图6，两个回收管20的顶端均固定安装有固定环24，两个固定环24的内壁上均设有多个橡胶片25。 [0051] 值得注意的是，橡胶片25的一端是与磁棒19充分接触的，这是为了金属颗粒被推下时，刮环21会将橡胶片25撑开，帮助金属颗粒进入到回收管20中，在刮环21上升后，由于橡胶片25的阻挡作用可以防止金属颗粒被水从回收管20冲出，进一步提高了金属颗粒的回收效率。 [0052] 作为本发明的一种实施方式，参照图1、图3和图4，自动排污机构包括固定安装在沉积箱3一侧外壁上的伸缩电机5，伸缩电机5上活动安装有输出轴6，且输出轴6活动贯穿沉积箱3的侧壁，输出轴6的侧壁上转动安装有转动板9，转动板9上安装有刮板8。 [0053] 通过伸缩电机5的输出轴6推动刮板8上将沉积箱3中堆积的砂石推出，以此来达到自动清理的目的，代替了人工清理，提高了清理的效率。 [0054] 作为本发明的一种实施方式，参照图3，刮板8和转动板9之间连接有弹簧杆7。 [0055] 弹簧杆7可以灵活的控制刮板8与活动板41之间的距离，使得刮板8的底端始终贴合在活动板41的顶壁上，从而更好的将砂石清理干净，提高了清理的质量。 [0056] 作为本发明的一种实施方式，参照图4，输出轴6上固定安装有限位板10，输出轴6上固定安装有复位板11，复位板11和转动板9之间连接有第一复位弹簧12。 [0057] 为了防止清理时设备处于运行状态，有新的砂石进入到旋流除砂器1中，转动板9通过限位板10和第一复位弹簧12实现了单向转动，在推动泥沙时不能进行转动，而在回程遇到砂石时，可以通过转动来躲避砂石，进一步提高了清理的质量。 [0058] 作为本发明的一种实施方式，参照图4，沉积箱3中滑动安装有活动板41，活动板41和沉积箱3的底壁之间连接有弹性密封管13，活动板41和沉积箱3相靠近一侧的外壁上均固定安装有第一接触电极14，活动板41和沉积箱3之间连接有多个第二复位弹簧15，沉积箱3的一侧设有电磁阀4。 [0059] 在沉积箱3中堆积过多的砂石时，活动板41会下降，从而使得两个第一接触电极14充分接触，从而启动伸缩电机5和电磁阀4，以此来完成自动清理，进一步提高了清理的智能性。 [0060] 作为本发明的一种实施方式，参照图1，自动补偿加热机构包括固定安装补偿管28顶壁上的蓄电池30，蓄电池30的上侧设有太阳能板31，补偿管28中固定安装有加热丝29。 [0061] 利用太阳能板31进行蓄电，利用蓄电池30来运行加热丝29，值得注意的是，这里的蓄电池30也可以用来驱动伸缩电机5和电磁阀4，加热丝29可以对经过补偿管28的水进行加热，从而提高了地热利用系统的制热质量，尤其是在冬天水温过低时，可以有效的提高室内的制热质量。 [0062] 作为本发明的一种实施方式，参照图7，补偿管28一侧连接有检测管32，检测管32的顶壁上固定安装有反馈管33，反馈管33中固定安装有活塞缸34，且活塞缸34中设有检测液35，活塞缸34中的底壁上固定穿插有导热杆36，且导热杆36的底端分别贯穿反馈管33和检测管32的外壁，活塞缸34的上侧活动穿插有活塞杆37，活塞杆37上对称固定安装有两个反馈杆38，反馈管33的两侧内壁上对称固定安装有两个固定杆39，反馈杆38和固定杆39上均安装有第二接触电极40。 [0063] 导热杆36的底端与流经的水充分接触，在水温过低时，导热杆36将低温传递给检测液35，检测液35遇冷收缩，从而导致两个反馈杆38位置下降，使得两对第二接触电极40充分接触，以此来反馈给加热丝29，加热丝29对水进行加热，在水温上升后，相应的检测液35膨胀，反馈杆38上升，使得第二接触电极40两两分离，加热丝29关闭，使得在水温过低时，利用太阳能对其进行补偿，提高了后续的制热效果。 [0064] 工作原理：通过两个磁棒19对水中的金属颗粒进行吸引，金属颗粒积聚在在磁棒19的表面，往复丝杠17转动时会使得螺纹管22上下移动，螺纹管22带动两个刮环21上下移动，刮环21可以将吸附在磁棒19上的金属颗粒往下推动，直到金属颗粒离开磁棒19的底端，通过回收管20进入到回收瓶26中，完成对金属颗粒的去除以及收集，保护了水管，延长了设备的使用寿命；通过水流来带动水轮18转动，通过水轮18来带动往复丝杠17进行转动，实现了在没有额外添加驱动部件的情况下带动往复丝杠17转动，节约了设备的成本。 [0065] 值得注意的是，橡胶片25的一端是与磁棒19充分接触的，这是为了金属颗粒被推下时，刮环21会将橡胶片25撑开，帮助金属颗粒进入到回收管20中，在刮环21上升后，由于橡胶片25的阻挡作用可以防止金属颗粒被水从回收管20冲出，进一步提高了金属颗粒的回收效率。 [0066] 在沉积箱3中堆积过多的砂石时，活动板41会下降，从而使得两个第一接触电极14充分接触，从而启动伸缩电机5和电磁阀4，以此来完成自动清理，进一步提高了清理的智能性，通过伸缩电机5的输出轴6推动刮板8上将沉积箱3中堆积的砂石推出，以此来达到自动清理的目的，代替了人工清理，提高了清理的效率；为了防止清理时设备处于运行状态，有新的砂石进入到旋流除砂器1中，转动板9通过限位板10和第一复位弹簧12实现了单向转动，在推动泥沙时不能进行转动，而在回程遇到砂石时，可以通过转动来躲避砂石，进一步提高了清理的质量。 [0067] 利用太阳能板31进行蓄电，利用蓄电池30来运行加热丝29，值得注意的是，这里的蓄电池30也可以用来驱动伸缩电机5和电磁阀4，加热丝29可以对经过补偿管28的水进行加热，从而提高了地热利用系统的制热质量，尤其是在冬天水温过低时，可以有效的提高室内的制热质量，导热杆36的底端与流经的水充分接触，在水温过低时，导热杆36将低温传递给检测液35，检测液35遇冷收缩，从而导致两个反馈杆38位置下降，使得两对第二接触电极40充分接触，以此来反馈给加热丝29，加热丝29对水进行加热，在水温上升后，相应的检测液35膨胀，反馈杆38上升，使得第二接触电极40两两分离，加热丝29关闭，使得在水温过低时，利用太阳能对其进行补偿，提高了后续的制热效果。 [0068] 该文中出现的电器元件均通过变压器与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合本发明所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。 |
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