基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统的制作方法与工艺

本发明属于地能的开发利用领域，具体是一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统。

背景技术：
地能，即地热能，是一种储量巨大、性能稳定的可再生资源、清洁能源。世界各国都在加大地能利用范围、提高地能利用技术水平。地能在冬季作为热泵供暖的热源和夏季作为空调制冷的冷源；即在冬季时通过水源把地能中的热量“取”出来供给室内采暖；夏季时把室内的热量“带”出去，释放到大地中去。地能空调技术是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）既可供热又可制冷的高效节能空调系统技术。在空调领域对地能的推广应用更是得到各国政府的大力提倡和支持。上世纪90年代，我国开始将地能正式利用到空调领域，这些年来经历了认识、接受、使用、推广、提高等阶段，现在已经被各大生产厂家和广大用户所接受，正在被全社会广泛应用和高度重视。为了开发利用地热能，本申请人于2013年05月22日申请了中国实用新型专利“基于地温冷却的制冷装置”，其专利号为201320280999.0，该专利已于2013年11月06日成功获得专利权，授权公告号为CN203274103U。该专利公开了一种基于地温冷却的制冷装置，包括地下水箱、循环水泵、地下M形散热片，地上M形吸热制冷管道，所述地下水箱底部与地下M形散热片一端通过管道连接，所述地下M形散热片另一端伸出地面与循环水泵连接，所述循环水泵与地上M形吸热制冷管道一端通过管道连接，地上M形吸热制冷管道另一端通过管道接入地下水箱内。上述装置仅给出了用水做介质来传递能量的技术方案，应用范围过于局限；所述的地下M形散热片和地上M形吸热制冷管道均为一根折弯成型的热交换管，一旦某处损坏，需要更换整个热交换管，维护成本高；另外，仅使用地下M形散热片和地上M形吸热制冷管道作为热交换管，只进行了简单的热交换，经过实际应用发现其单一制冷，只能用于长年适用于热带需要制冷地区；而制热效果不太理想，不适应气候和环境多变地区；因此需要对该产品装置进一步完善，加之，也不能对地热进行分层取温和分层利用；于是，本发明人在原有基础上需要对第一代产品和方法进行多项重大改进升级，申报第二代。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种节能环保无公害，维护成本低，且能夏季制冷、冬季制热的基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括依次连接的储蓄罐、平面M片冷热交换器、立体Ｍ型吸收器、导管；所述立体Ｍ型吸收器是由若干平面M片冷热交换器依次连接叠加成的立体M型管路；所述平面M片冷热交换器、立体Ｍ型吸收器和导管置于地热源中，或者将立体Ｍ型吸收器设置在发酵池中；所述导管还连接出水装置或者至少一种冷暖/干湿/净化调节器；所述冷暖/干湿/净化调节器为Ｍ型单层管路式空气冷暖调节器、压缩机喷雾式冷暖/干湿/净化调节器、Ｍ型管路制热/制冷墙、Ｍ型管路空心透明大棚式制热/制冷器、排气式制热/制冷器e、Ｍ型单层管路喷气式冷暖/干湿/净化调节器f和房顶多边形管喷气式冷暖/干湿/净化调节器g中的任意一种；所述Ｍ型单层管路式空气冷暖调节器是由若干热交换单层管拼接成的平面M型单层管，所述拼接为插接、螺纹连接、焊接中任意一种；所述Ｍ型单层管路式空气冷暖调节器还连接出水装置或者储蓄罐；所述压缩机喷雾式冷暖/干湿/净化调节器包括压缩机和雾化喷头；所述Ｍ型管路制热/制冷墙的Ｍ型管路置于墙体、地面或者房顶内部或者内表面上；所述Ｍ型管路空心透明大棚式制热/制冷器采用空心管架、双层Ｍ型管路空心玻璃墙和双层Ｍ型管路空心玻璃瓦建造而成；所述排气式制热/制冷器e为排气扇；所述Ｍ型单层管路喷气式冷暖/干湿/净化调节器f是由若干具有多个排气孔的单层管拼接成的平面M型单层管；所述房顶多边形管喷气式冷暖/干湿/净化调节器g为四根具有多个排气孔的单层管拼接成的平面多边形单层管。作为本发明进一步的方案：在所述储蓄罐与平面M片冷热交换器之间设置电动泵，所述电动泵为气泵或者水泵；储蓄罐为蓄气罐或者蓄水罐。作为本发明进一步的方案：所述的地热源为下述中任意一种：1地表三米以下的土壤、沙层或者水；2温泉喷泉、地热气喷气、火山喷热或者流水水压；3窑洞、山洞、地窖。作为本发明进一步的方案：将若干立体Ｍ型吸收器以深度为梯度分层取温设置，且所取地温并联分别使用。作为本发明进一步的方案：所述立体Ｍ型吸收器和导管之间设置保温罐。作为本发明进一步的方案：将立体Ｍ型吸收器设置在安全开发保护桶中，将安全开发保护桶埋在地热源中；所述安全开发保护桶上开有若干进水口，进水口上方设有倾斜档沙片，安全开发保护桶的底部为无底，顶部设有桶盖。作为本发明进一步的方案：所述平面M片冷热交换器为平面M片单层管式冷热交换器，立体Ｍ型吸收器为立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器，导管为外部设有保温层的单层导管；所述的平面M片单层管式冷热交换器是由若干热交换单层管拼接成的平面M型单层管；所述立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器是由若干平面M型单层管依次连接叠加成的立体M型单层管。作为本发明进一步的方案：所述平面M片冷热交换器为平面M片双层管式冷热交换器，立体Ｍ型吸收器为立体Ｍ型双层管式吸热/吸冷器，导管为双层导管；所述的平面M片双层管式冷热交换器是由若干热交换双层管焊接或者插接成的平面M型双层管；所述立体Ｍ型双层管式吸热/吸冷器是由若干平面M型双层管依次连接叠加成的立体M型双层管；所述平面M片双层管式冷热交换器的内管连接储蓄罐，平面M片双层管式冷热交换器的外管通过副电动泵连接副储蓄罐，所述双层导管的内管连接出水装置或者至少一个冷暖/干湿/净化调节器；双层导管的外管连接副储蓄罐；当副储蓄罐为副蓄气罐时，副电动泵为副气泵；当副储蓄罐为副蓄水罐时，副电动泵为副水泵。作为本发明进一步的方案：在所述储蓄罐内设置微孔滤气装置，所述微孔滤气装置的出气口位于储蓄罐内的水下，微孔滤气装置的进气口也设置气泵。作为本发明进一步的方案：所述导管两端并联设置有空气加湿净化除尘器；所述储蓄罐的进水管路上设有纯水净化器；所述出水装置为手动阀或者自动阀，在出水装置下方设置溢流池。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明首先通过储蓄罐对内部的储蓄水或空气进行初步热交换，并为电动泵提供充足的水或空气，同时节约了电能，然后通过平面M片冷热交换器交换散发吸收大部分热量，再通过立体Ｍ型吸收器进行深度热交换，可以替代传统空调外机，使得水或者空气的温度与地热源的温度持平，最后由冷暖/干湿/净化调节器将吸收的地热能输送到需要制冷、制热或/和空气干湿调节以及净化的空间内，可以替代传统空调内机，一次性投入，多年受益，而且节能环保。2.本发明将平面M片冷热交换器叠加成立体Ｍ型吸收器，由平方改进为立方吸收地温，并且全立体、全方位无盲区的梯度分层，采用并联分别使用各层地温，使各层地温合理使用，大大提高了取温功效和使用效率，为人类生态环境创造出零污、零排放、零消费的地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统。3.本发明中采用外界的空气或者水进行热传递，只取地温，不取地下水，属于非取地下水的先进节能技术。4.所述冷暖/干湿/净化调节器形式多样，满足多气候、多环境地区的需求，为地热源的开发利用提供了多种方案，创造出了一系列地零污染、零排放、零消费的开发利用地能的制热/制冷系统，造福人类。5.所述的平面M片冷热交换器和立体Ｍ型吸收器，以及冷暖/干湿/净化调节器的平面M片均是由若干管道拼接而成，所述拼接为插接、螺纹连接、焊接中任意一种；采用插接和螺纹连接时，管道两端能灵活牢固的续接成Ｍ片，便于安装、拆卸、维修和运输。6.本发明由于采用的是地热能，因此不受外界气候突然变化的影响，系统稳定，以确保大棚养殖安全，以及种植高产、稳产、无公害。附图说明图1为蓄气循环式地热制热/制冷系统的原理图；图2为蓄水循环式地热制热/制冷系统的原理图；图3为储水出水式地热制热/制冷系统的原理图；图4为无泵非电流水式地热制热/制冷系统的原理图；图5为无泵非电流水式地热制热/制冷供水系统的原理图；图6为压缩机喷雾式地热制热/制冷水系统的原理图；图7为Ｍ型管路墙式地热制热/制冷系统的原理图；图8为Ｍ型管路制热/制冷墙的示意图；图9为Ｍ型管路空心透明大棚式制热/制冷器的结构示意图；图10为滤气排气式调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统的原理图；图11为微孔滤气装置的结构示意图；图12为插接式平面M型单层管的结构示意图；图13为螺接式平面M型单层管的结构示意图；图14为焊接式平面M型单层管的结构示意图；图15为立体M型单层管的结构示意图；图16为图15的B-B剖视图；图17为滤气排气式空气调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统另一实施例的原理图；图18为生物发酵蓄热式制热系统的原理图；图19为梯度多层地温调节空间内冷暖/干湿环境的系统的原理图；图20为楼层房顶多边形管喷气式冷暖/干湿/净化调节器的示意图；图21为空气保温双管式地热冷暖/干湿调节系统的原理图；图22为空气保温双管式地热冷暖/干湿调节系统另一实施例的原理图；图23为平面M型双管的结构示意图；图24为立体M型双管的局部剖视图；图25为水保温双管式地热冷暖/干湿调节系统的原理图；图26为安全开发保护桶的结构示意图；图27为地能网供应站式基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统的原理图。具体实施方式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。实施例1请参阅图1，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括依次连接的蓄气罐1a、气泵2a、平面M片单层管式冷热交换器3a、立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a、单层导管5a、Ｍ型单层管式制热/制冷器6a，所述Ｍ型单层管式制热/制冷器6a还连接蓄气罐1a，即形成蓄气循环式地热制热/制冷系统。把平面M片单层管式冷热交换器3a、立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a、单层导管5a置于地热源Q中，Ｍ型单层管式制热/制冷器6a置于需要制热/制冷的空间内（室内或棚内）；当冬季的外界空气温度低于Ｍ型单层管式制热/制冷器6a的排气温度时，或者夏季的外界空气温度高于Ｍ型单层管式制热/制冷器6a的排气温度时，采用该系统的制热/制冷效果更好，气泵2a的流量可以调到更低，因此更省电，空气也不需要过滤；另外，经过实验发现，所述气泵2a设置在蓄气罐1a后面，不仅供气量充足，而且可以大大节约电能。所述的地热源Q为下述中的任意一种：（1）地表3m以下的土壤、沙层或者水；（2）温泉喷泉、地热气喷气、火山喷热或者流水水压；形成高效非电制热系统；是地下蕴含大量天然的梯度地热能源，为人类最可靠的长久制热能源；（3）窑洞、山洞、地窖；形成洞窑式制热/制冷系统，窑洞、山洞、地窖内蕴含大量天然梯度地热，作大空间贮存保鲜。实施例2请参阅图2，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括依次连接的蓄水罐1b、水泵2b、平面M片单层管式冷热交换器3a、立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a、单层导管5a、Ｍ型单层管式制热/制冷器6a，所述Ｍ型单层管式制热/制冷器6a还连接蓄水罐1b，即形成蓄水循环式地热制热/制冷系统。该系统的使用情况与实施例1类似，将水泵2b设置在蓄水罐1b后面，不仅供水量充足，而且节电更为明显。实施例3请参阅图3，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括依次连接的蓄水罐1b、水泵2b、平面M片单层管式冷热交换器3a、立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a、单层导管5a、Ｍ型单层管式制热/制冷器6a，所述Ｍ型单层管式制热/制冷器6a还连接出水装置7，即形成储水出水式地热制热/制冷系统。该系统可用于沙漠等干旱地区。作为进一步的方案：所述出水装置7为手动阀或者自动阀，在出水装置7下方设置溢流池8。实施例4请参阅图4，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括依次连接的蓄水罐1b、平面M片单层管式冷热交换器3a、立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a、单层导管5a、Ｍ型单层管式制热/制冷器6a，所述Ｍ型单层管式制热/制冷器6a还连接出水装置7，所述蓄水罐1b连接自动上水装置9，即形成无泵非电流水式地热制热/制冷系统，属于非电式地热能开发利用系统。所述自动上水装置9为连接自来水管、水塔等其他具有压力的水流。该系统可用于使用自来水的地区，或者高处设有水塔的用户，或者上游有江河、湖泊、水库、温泉、渠道等地区，该系统无需任何电能，节能环保；作为进一步的方案：所述蓄水罐1b与自动上水装置9之间设有纯水净化器14。实施例5请参阅图5，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括依次连接的蓄水罐1b、平面M片单层管式冷热交换器3a、立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a、单层导管5a和出水装置7，所述蓄水罐1b连接自动上水装置9，即形成无泵非电流水式地热制热/制冷供水系统。该系统适用于需要使用大量冷水或热水的用户。实施例6请参阅图6，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括依次连接的蓄水罐1b、平面M片单层管式冷热交换器3a、立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a、单层导管5a和压缩机喷雾式冷暖/干湿/净化调节器6b，所述蓄水罐1b连接自动上水装置9，即形成压缩机喷雾式地热冷暖/干湿系统。该系统适用于大棚种植等类似领域，雾化水既可以用于制热/制冷，还可以用于植物的灌溉，一举两得。实施例7请参阅图7-8，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括依次连接的蓄气罐1a、气泵2a、平面M片单层管式冷热交换器3a、立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a、单层导管5a、Ｍ型管路制热/制冷墙6c，所述Ｍ型管路制热/制冷墙6c还连接蓄气罐1a，即形成墙式地热制热/制冷系统；所述Ｍ型管路制热/制冷墙6c的Ｍ型管路置于墙体、地面或者房顶内部或者内表面上。实施例8请参阅图9，作为对实施例7进一步的改进，将Ｍ型管路制热/制冷墙6c换成Ｍ型管路空心透明大棚式制热/制冷器6d，所述Ｍ型管路空心透明大棚式制热/制冷器6d采用空心管架、双层Ｍ型管路空心玻璃墙和双层Ｍ型管路空心玻璃瓦建造而成。水或者空气从其内部的Ｍ型管路流动，不仅可以保温，白天还可以吸收大量太阳能，有效维持大棚内的温度，冬季的清晨，还可以用Ｍ型管路空心透明大棚式制热/制冷器6d内部的存水清洗蔬菜或者其他日常用水，夏季还能起到隔热降温的作用。实施例9请参阅图10和11，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括气泵2a、蓄水罐1b，以及依次连接的平面M片单层管式冷热交换器3a、立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a、单层导管5a和排气式制热/制冷器6e，所述储水箱1b内装一定量的水，上部留有一定量的空间，蓄水罐1b内设置有微孔滤气装置12，所述微孔滤气装置12的出气口121位于水下，微孔滤气装置12的进气口122连接气泵2a，即形成滤气排气式调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统。当需要大量新鲜热/冷空气时，可以采用该系统，空气由蓄水罐1b过滤，蓄水罐1b埋于地下，可以有效防止水的变质。实施例10请参阅图17，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括依次连接的蓄气罐1a、气泵2a、平面M片单层管式冷热交换器3a、立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a、单层导管5a和Ｍ型单层管路喷气式冷暖/干湿/净化调节器6f，所述单层导管5a两端还并联设有空气加湿净化除尘器16，所述蓄气罐1a的进气口设有空气过滤器13，即形成滤气排气式空气调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统。当需要大量新鲜热/冷空气，并需要雾化水汽、过滤/除尘/净化时，可以采用该系统。上述实施例所述的平面M片单层管式冷热交换器3a都是由若干热交换单层管拼接成的平面M型单层管，所述拼接为插接（请参阅图12）、螺纹连接（请参阅图13）、焊接（请参阅图14）中任意一种；所述的立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a是由若干平面M型单层管依次连接叠加成的立体M型单层管（请参阅图15和16）。实施例11请参阅图18，对上述方案的进一步改进，将所述的立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a或者立体Ｍ型双层管式吸热/吸冷器4b置于发酵池15中，生物发酵蓄热式制热系统。实施例12请参阅图19，对上述方案的进一步改进，将若干立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a以深度为梯度分层取温设置，且所取地温并联分别使用；形成梯度多层地温调节空间内冷暖/干湿环境的系统；因为地温随着深度的增加而增加，所述上层可用于民用制冷/制热，中间层可为工农业提供中高热源17，深层可用于发电厂18发电，或者其他特殊行业，达到分层取温，多级利用的目的。实施例13请参阅图20，将实施例10中所述的Ｍ型单层管路喷气式冷暖/干湿/净化调节器6f替换为楼层房顶多边形管喷气式冷暖/干湿/净化调节器6g，避免对室内原有风格做大的变动。实施例14请参阅图21和图22，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括蓄水罐1b、副蓄气罐1c、副气泵2c，以及依次的平面M片双层管式冷热交换器3b、立体Ｍ型双层管式吸热/吸冷器4b和双层导管5b，所述蓄水罐1b连接平面M片双层管式冷热交换器3b的内管，平面M片双层管式冷热交换器3b的外管通过副气泵2c连接副蓄气罐1c，所述双层导管5b的内管连接冷暖/干湿/净化调节器，双层导管5b的外管连接副蓄气罐1c，形成空气保温双管式地热冷暖/干湿调节系统。该系统效果更好，但是成本较高，制热/制冷器排出的水温或者气温基本与地热源Q处的相同。所述冷暖/干湿/净化调节器为Ｍ型单层管路式空气冷暖调节器6a、压缩机喷雾式冷暖/干湿/净化调节器6b、Ｍ型管路制热/制冷墙6c、Ｍ型管路空心透明大棚式制热/制冷器6d、排气式制热/制冷器6e、Ｍ型单层管路喷气式冷暖/干湿/净化调节器6f和房顶多边形管喷气式冷暖/干湿/净化调节器6g中的任意一种。作为本实施例进一步的方案，把蓄水罐1b换成蓄水罐1a。所述的平面M片双层管式冷热交换器3b是由若干热交换双管焊接或者套接成的平面M型双管（请参阅图23），所述立体Ｍ型双层管式吸热/吸冷器4b是由若干平面M型双管依次连接叠加成的立体M型双管（请参阅图24），大大提高了地热能开发利用效益。实施例15请参阅图25，一种基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统，包括蓄水罐1b、副蓄水罐1d、副水泵2d，以及依次的平面M片双层管式冷热交换器3b、立体Ｍ型双层管式吸热/吸冷器4b和双层导管5b，所述蓄水罐1b连接平面M片双层管式冷热交换器3b的内管，平面M片双层管式冷热交换器3b的外管通过副水泵2d连接副蓄水罐1d，所述双层导管5b的内管连接冷暖/干湿/净化调节器，双层导管5b的外管连接副蓄水罐1d，形成水保温双管式地热冷暖/干湿调节系统。作为本实施例进一步的方案，把蓄水罐1b换成蓄水罐1a。实施例16请参阅图26，作为对上述实施例的改进，将立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a或者立体Ｍ型双层管式吸热/吸冷器4b设置在安全开发保护桶11中，将安全开发保护桶11埋在地表1000米以下的地热源Q中；所述安全开发保护桶11上开有若干进水口111，进水口111上方设有倾斜档沙片112，安全开发保护桶11的底部为无底，顶部设有桶盖113。实施例17请参阅图27，作为对上述方案的改进，集中采集地热能Q，先用保温罐19保存，然后输送给千家万户，形成能网供应站式基于地温调节空间内冷暖/干湿及净化环境的系统。本实施例中所述立体Ｍ型单层管式吸热/吸冷器4a的出口连接多个冷暖/干湿/净化调节器，所述冷暖/干湿/净化调节器包括Ｍ型单层管路式空气冷暖调节器6a、压缩机喷雾式冷暖/干湿/净化调节器6b、Ｍ型管路制热/制冷墙6c、Ｍ型管路空心透明大棚式制热/制冷器6d、排气式制热/制冷器6e、Ｍ型单层管路喷气式冷暖/干湿/净化调节器6f和房顶多边形管喷气式冷暖/干湿/净化调节器6g。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明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发明。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，本发明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发明内。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。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。