地埋管滲灌井水的地源熱泵系統技術方案

本發明專利技術公開了一種地埋管滲灌井水的地源熱泵系統，由地源熱泵系統、抽水井、回灌井和開放式U地埋管構成。本發明專利技術通過將常規的U地埋管的下行水管部分設置開放孔，改進為開放式U地埋管，加速了開放式U地埋管的回灌水流速，在完成了U地埋管的回灌水任務的同時，回灌了部分抽水井的回灌水，使土壤源熱泵系統既增強了熱量傳導，又產生了對流傳熱，從而穩定提高了地埋管的熱交換能力。本發明專利技術抽的是200米左右的深水，約一半的水回灌到20-120米的土壤層，在不同的地層空間交換熱量，擴大了熱交換區域，提高了地源熱泵的效能比和穩定性。本發明專利技術節省了二分之一的回灌井數量，減少了部分U地埋管設施，減少了投資，提高了運行效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及地源熱泵系統，尤其涉及一種地埋管滲灌井水的地源熱泵系統。
技術介紹
地源熱泵建筑采暖與制冷是節能與環保并舉的重要經濟途徑，以其節能環保，方便舒適，穩定可靠，不占用城市資源等優勢，已經成為得到國家的大力推廣應用。目前，我國在內地推廣的主要以井水源熱泵和土壤源熱泵為主，井水源的優點是投資較小，井深100 200米，必要時更深，可以單制熱或單制冷，適用于水源豐富的地區，缺點是干旱或地質發生改變后水位下降，泥砂堵塞回灌不下去，從而影響正常運行，一般要一抽兩灌，每年要抽與灌互換，不如土壤源穩定持久。土壤源的優點是U型管只埋入土壤中循環換熱，不用水源，穩定性好，孔深50 120米，適用于土壤濕潤、冬夏冷熱平衡的用戶，缺點是布孔多、投資較大，單制熱或單制冷熱回流不足，效果逐年下降，甚至冷熱平衡的用戶也出現制冷、制熱效率都連年下降。尤其是地質結構復雜、缺雨少水的地區難度更大，問題更多，性能更差，打井幾百米深，費用很高，被認定為不能使用地源熱泵的地區，尤其是住宅樓單制熱肯定不行。研究發現，導致以上弊病的主要原因是干燥的土壤導熱性能差。在夏季制冷過程中，地埋管向土壤散發熱量的同時，地埋管周圍的水分也被驅散，水分的流失導致地埋管的熱交換能力下降，不能足量向地下排熱；在冬季制熱時又不能完全回收其水分，從而導致制冷、制熱效率逐年惡化。
技術實現思路
為克服現有技術存在的缺陷，本專利技術設計了一種地埋管滲灌井水的地源熱泵系統。本專利技術的技術方案是: 本專利技術設計的地埋管滲灌井水的地源熱泵系統，由地源熱泵系統、抽水井、回灌井、開放式U地埋管構成。所述的抽水井和回灌井為1:1配置，所述的開放式U地埋管是指在U地埋管的下水管的下半部設有開放孔，在開放孔的外圍設有防砂裝置，所述的回水管的下半部，是指在地平面20米以下的回水管上打開放孔。在下水管和上水管的周圍填充有透水導熱填充料。本專利技術的工作原理:地源熱泵系統工作時，井水源熱泵系統的部分回灌水靠回灌井回灌，另一部分回灌水則通過土壤源熱泵系統的開放式U地埋管回灌。如此，一方面省去了二分之一的回灌井，另一方面在開放式U地埋管的周圍及填充料空隙始終被水充滿并不斷向外滲透，既增強了熱量傳導，又產生了對流傳熱，大大提高了熱傳遞效率，保證了地源熱泵系統效率穩定持久的運行。在打井難的地區甚至可以以滲灌地埋管為主，少量抽水井只是來滿足滲灌地埋管的用水需求，既能滿足滲灌地源熱泵系統穩定可靠運行，又能降低工程投資。本專利技術的有益效果: 本專利技術的地埋管滲灌井水的地源熱泵系統，通過將常規的U地埋管的下水管部分設置開放孔，改進為開放式U地埋管，加速了開放式U地埋管的回灌水流速，在完成了 U地埋管的回灌水任務的同時，回灌了部分抽水井的回灌水，使一部分熱量擴散于土壤當中，另一部分熱量順著水的滲透傳遞到更遠的土壤和地下水系中。在回灌良好的情況下，開放式U地埋管相當于上水管與回水管分離的兩根管，如果回灌不是太理想時，最基本的可達到滲漏的效果，能解決開放式U地埋管周圍自身潤土導熱問題，使土壤源熱泵系統既增強了熱量傳導，又產生了對流傳熱，從而穩定提高了地埋管的熱交換能力，不僅地埋管也有了單制熱、制冷能力，而且保證了地源熱泵系統可穩定持久的運行。本專利技術抽的是200米左右的深水，約一半的水回灌到20-120米的土壤層，在不同的地層空間交換熱量，擴大了熱交換區域，提高了地源熱泵的效能比和穩定性。本專利技術還可使應用地區的水位提升，對宏觀生態極為有利，適宜應用地域更加廣闊。本專利技術的地埋管滲灌井水的地源熱泵系統，節省了約二分之一的回灌井數量，減少了部分U地埋管設施，在同等條件下，在保證正常運行的前提下，可以減少約30%的投資，降低20%以上的運行費用。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖 圖2為本專利技術的U地埋管的部位放大示意圖 圖中:1、地源熱泵系統，2、抽水井，3、回灌井，4、開放式U地埋管，5、下水管，6、開放孔，7、防砂裝置，8、透水導熱填充料，9、上水管，10、土壤。具體實施方式: 下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明。一種地埋管滲灌井水的地源熱泵系統，如圖1所示，包括地源熱泵系統1、抽水井2、回灌井3、開放式U地埋管4，其中，抽水井2和回灌井3為1:1配置，開放式U地埋管4布設的數量根據應用地實際地質狀況相應比常規配置減少一定的數量。如圖2所示，在開放式U地埋管4的地平面20米以下的回水管5上設有開放孔6，在開放孔6的外圍設有防砂裝置7，在回水管5和上水管9的周圍填充有透水導熱填充料8。工作運行時，從抽水井2抽出水進入熱泵系統交換熱量后，它的一部分回水通過開放式U地埋管4回灌，剩余部分回水則靠回灌井3回灌。熱泵系統在與開放式U地埋管4循環換熱的同時，井水回灌水也進入下水管5，經過下水管5上的開放孔6向填充料層9滲漏，加速了回灌水的流速，不影響地埋管原來循環狀態，既增強了開放式U地埋管4熱量傳導，又產生了對流傳熱，大大提高了熱傳遞效率。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種地埋管滲灌井水的地源熱泵系統，其特征在于，它由地源熱泵系統(1)、抽水井(2)、回灌井(3)和開放式U地埋管(4)構成，所述的抽水井(2)和回灌井(3)為1：1配置，所述的開放式U地埋管(4)是指在U地埋管的回水管(5)的下半部設有開放孔(6)，在開放孔(6)的外圍設有防砂裝置(7)。

【技術特征摘要】
1.一種地埋管滲灌井水的地源熱泵系統，其特征在于，它由地源熱泵系統(I)、抽水井(2)、回灌井(3)和開放式U地埋管(4)構成，所述的抽水井(2)和回灌井(3)為1:1配置，所述的開放式U地埋管(4)是指在U地埋管的回水管(5)的下半部設有開放孔(6)，在開放孔(6)的外圍...

【專利技術屬性】
技術研發人員：焦文婧，焦勝利，
申請(專利權)人：焦勝利，
類型：發明
國別省市：