能量底盤及能量交換裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了采用能量底盤裝置的系統、方法和裝置，所述能量底盤裝置被設計成使用采集能量或者將能量轉至需要能量的位置的裝置來感測、收集、儲存和分配來自可獲得能量的位置的能量，例如但不局限于HVAC（加熱、通風和冷卻）系統。該系統、方法及裝置還可以與下一代地熱熱量交換器一起使用，該下一代地熱熱量交換器實現較高的能量采集效率并且提供比當前的地熱交換器更強大的功能。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及建筑、加熱與冷卻系統(HVAC)系統和電氣系統，特別地，涉及用于感測和收集自然可再生能源的局部源以能夠通過使用完全集成的工廠組裝好的裝置來儲存能量和重分配能量從而有效地滿足建筑需要的系統、方法及裝置。背景及現有技術能量消耗成本和一些問題商業建筑中的能量消耗是用于運作和維持建筑的成本中非常昂貴的部分。例如，商業建筑具有昂貴的空氣調節與加熱需求，貫穿建筑的整個使用期的這種需求通常多達用于建設的最初成本的兩倍之多。多年以來，試圖減少能量消耗導致了建設成本上的大幅增力口，而在短期內建設成本不能被收回。現今美國使用的典型的商業建筑加熱與冷卻系統是變風量(VAV)系統，典型配置的該系統不能利用可持續能源。建筑占美國使用的能源的40%并且幾乎完全用昂貴且損壞環境的礦物燃料供以燃料。存在一些使這些HVAC系統能源效率低、危險、不安的問題，并且這對采用新技術造成了障礙。這些問題包括·在建設成本上的壓力鼓勵所有者通過購買不昂貴的、不經濟的HVAC系統來保持前期成本很低·浪費由冷卻裝置等排棄的多余能量，而不是將其移至需要的位置或者將其儲存起來供今后使用·由于不充分隔熱造成透過壁的高的能量運動一在常規系統中，殼體不是解決方案的一部分，然而在本專利技術中，可以將其制成能量儲存裝置·不斷地重新加熱和重新冷卻建筑體而不是將其保持在一定的溫度·建造過多的、效率低的系統，其可以被制造成更小·不能使用局部能源(例如，太陽、身體熱量，等等)·當加熱系統效率最低時加熱建筑，以及同樣地當冷卻系統效率最低時冷卻建筑一利用能量儲存，其可以扭轉成提高效率·建立地熱系統通常更加昂貴并且其功能未被設計為最大限度地提高效率，這樣就轉而減少了這些系統的使用發展中的迅速變化的替代能源技術被彼此分開地創建，以實現該技術的功能，在沒有定制集成的情況下，并不共同工作。這些通常被證明是不可靠的或者失敗的。很少有工程公司具有研究和集成創新的解決方案的資源，并且因而通常不將其設計到客戶建筑中。在Carrier標準化被描述在美國專利第2，154，263號中的A/C單元之前，這是建造空氣調節單元的方式，在該專利中Willis Carrier獲得了用于機動軌道車的標準制冷單元的專利。定制建造過程非常昂貴并且限制了市場使用，而標準化的產品降低了成本并且擴大市場。雖然我們了解到，存在局部可用的大量能源(例如身體熱量、照明熱量、計算機熱量、太陽熱量、太陽光伏電池、地熱，等等)，但是美國未能利用局部能量采集(即替代能源或者再生能源)的大量使用。于2009年9月，根據美國能源部，替代能源占低于美國使用的能量的1%。為了利用局部能量采集，建筑必須具有能夠感測不同類型的能量的可用性并且將該能量運輸到需要位置的系統。為了使該裝置有成本效益，其必須被足夠廉價地制造，從而與常規的HVAC系統相t匕，其費用能夠被負擔得起。另外，為了使替代能源設備負擔得起，其必須具有比試圖使用的間歇性能源(例如，日落、人離開建筑、燈被關閉，等等)更長的操作范圍(即，使用能量儲存)。這種間歇可用性可以通過儲存熱能被延伸，并且這轉而增加了在能量采集設備中進行的投資的回報。因此，將能源感測、采集、儲存、運輸及控制設計為能夠將眾多來源與眾多用途連接的單個系統，這樣能夠高效應用替代能源并且增加在所需設備中進行的投資的回報，以使其負擔得起HVAC設備的當前市場成本閾值。地熱熱泵/熱量交換器成本及一些問題典型的地熱熱泵熱量交換器涉及多種配置，包括垂直閉合循環、水平閉合循環、“緊身(siinky)”循環、池塘循環(pond loop)、熱樁,等等,但是一般在應用于系統時,這些配置具有以下特征I.應用單一的流體回路(例如，垂直循環不與水平循環結合)2.在單一的流體回路中的流體以恒溫被混合和傳遞到全部加熱/冷卻裝置。這是在頒布給Ross的美國專利第7，571，762號和第7，407, 003號之中的情況，在這兩項專利中的裝置歧管均使所有的地熱孔一起混合流體。由于流體和終端熱量傳遞裝置之間的溫度差的減少，導致這種溫度的混合削弱了其傳遞熱量的能力。溫度差越大，熱量傳遞就越大，并且相反地，溫度差越小，熱量傳遞就越小。當前的地熱熱量交換器設計未被優化成提供較冷的水用以支持可感測的冷卻裝置，例如輻射冷卻板和冷梁。相反，它們將較高溫度和較低溫度的水混合在一起，這樣降低了給這些裝置提供可感測的冷卻的能力。另外，當前的地熱熱量交換器設計未被配置成通過混合/結合不同的熱量交換器配置來使儲存能量以供今后使用的能力最大化。現有技術包括由多種類型的可選擇的HVAC設備例如Ni shman美國專利第4，375，806號構成的組合，該專利將地熱系統與太陽能熱水板和傳感器系統、電路、以及控制器組合在一起，其在效率高時僅使用太陽能電池板和地熱系統相結合。Nishman所要求權利的是一種基于兩個裝置的(僅)實時效率簡單地打開或者閉合兩個源的系統(而不是隨著時間改善整個系統的效率)。本專利技術超越Nishman，其中兩個源被單獨控制，以能夠按可變水平利用每一個源來優化整個系統。Ross的第7，571，762號和第7，407，003號專利提出了允許地熱循環相互并行地管道輸送的地熱歧管。該方法不考慮被分開用于不同用途的循環；其將所有的輸入端和所有的輸出端都組合到兩個管道系統中(一個進，一個出)。本文推出的專利技術使用最優循環的自動選擇，并且可以同時地使用處于不同模式的循環，可以同時地使用不同類型的循環，或者為了效益如所期望的而混合循環流體。與Ross不同的是，本專利技術具有同時有效地加熱和冷卻的能力。通過熱泵或者直接同時從專用的熱的熱能儲存器和專用的冷的熱能儲存器可以實現這一目標。在1982年11月23日頒布給O，Connell的美國專利第4，360，056號教導了一種具有單獨泵送的多個地熱循環的系統。該系統仍將所有的地熱流體結合或者混合到僅具有一個進口和一個輸出端的單個流體回路(用管道輸送的)系統中。其不考慮被同時使用的多個溫度流體和提高能源效率的功能。在1999年8月10日頒布給Dosanion的美國專利第5，934，369號描述了一種用于預測熱能儲存器/熱板的充能負載和充能時間的方法和控制器。與Dosani不同的是，本專利技術超越這一現有技術。熱能儲存器的預測和了解是有用的，然而它僅在與建筑負載預測、峰值/非峰值的電成本比結構以及源和熱沉的控制相結合時才被完全地利用，如本文的專利技術所涵蓋的。在1998 年 7 月 14 日頒布給 Drees 的、標題為 “Thermal storage systemcontroller and method (熱儲存系統控制器及方法)”的美國專利第5，778，683號指示了一種具有最高比結構的利用率；其不使熱儲存器必需用于減小系統尺寸和用于提高可持續能源的可用性，而本專利技術這樣做。Drees推出一種利用率結構的數據結構，并且確定了使用熱儲存器相對非熱儲存器的相對成本效益，以及還確定可以使用多少熱儲存容量。其不涵蓋Dosani專利技術的熱容量和充能/放能率預測/測量。由于其不結合這些輸入，因此其不能達到最高效率的能源使用解決方案。本專利技術具有創建最高效率的能源系統的附加功能。本專利技術還包括系統設計功能，以通過預測熱儲存性能連同其它的允本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：史蒂芬·A·哈姆斯特拉，W·邁克爾·林，
申請(專利權)人：格林斯里弗斯有限公司，
類型：
國別省市：