CN103090594A - 地埋管渗灌井水的地源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地埋管渗灌井水的地源热泵系统，由地源热泵系统、抽水井、回灌井和开放式U地埋管构成。本发明通过将常规的U地埋管的下行水管部分设置开放孔，改进为开放式U地埋管，加速了开放式U地埋管的回灌水流速，在完成了U地埋管的回灌水任务的同时，回灌了部分抽水井的回灌水，使土壤源热泵系统既增强了热量传导，又产生了对流传热，从而稳定提高了地埋管的热交换能力。本发明抽的是200米左右的深水，约一半的水回灌到20-120米的土壤层，在不同的地层空间交换热量，扩大了热交换区域，提高了地源热泵的效能比和稳定性。本发明节省了二分之一的回灌井数量，减少了部分U地埋管设施，减少了投资，提高了运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及地源热泵系统，尤其涉及一种地埋管渗灌井水的地源热泵系统。
背景技术
地源热泵建筑采暖与制冷是节能与环保并举的重要经济途径，以其节能环保，方便舒适，稳定可靠，不占用城市资源等优势，已经成为得到国家的大力推广应用。目前，我国在内地推广的主要以井水源热泵和土壤源热泵为主，井水源的优点是投资较小，井深100～200米，必要时更深，可以单制热或单制冷，适用于水源丰富的地区，缺点是干旱或地质发生改变后水位下降，泥砂堵塞回灌不下去，从而影响正常运行，一般要一抽两灌，每年要抽与灌互换，不如土壤源稳定持久。土壤源的优点是U型管只埋入土壤中循环换热，不用水源，稳定性好，孔深50～120米，适用于土壤湿润、冬夏冷热平衡的用户，缺点是布孔多、投资较大，单制热或单制冷热回流不足，效果逐年下降，甚至冷热平衡的用户也出现制冷、制热效率都连年下降。尤其是地质结构复杂、缺雨少水的地区难度更大，问题更多，性能更差，打井几百米深，费用很高，被认定为不能使用地源热泵的地区，尤其是住宅楼单制热肯定不行。研究发现，导致以上弊病的主要原因是干燥的土壤导热性能差。在夏季制冷过程中，地埋管向土壤散发热量的同时，地埋管周围的水分也被驱散，水分的流失导致地埋管的热交换能力下降，不能足量向地下排热；在冬季制热时又不能完全回收其水分，从而导致制冷、制热效率逐年恶化。
发明内容
为克服现有技术存在的缺陷，本发明设计了一种地埋管渗灌井水的地源热泵系统。
本发明的技术方案是：
本发明设计的地埋管渗灌井水的地源热泵系统，由地源热泵系统、抽水井、回灌井、开放式U地埋管构成。所述的抽水井和回灌井为1：1 配置，所述的开放式U地埋管是指在U地埋管的下水管的下半部设有开放孔，在开放孔的外围设有防砂装置，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开放孔。在下水管和上水管的周围填充有透水导热填充料。
本发明的工作原理：地源热泵系统工作时，井水源热泵系统的部分回灌水靠回灌井回灌，另一部分回灌水则通过土壤源热泵系统的开放式U地埋管回灌。如此，一方面省去了二分之一的回灌井，另一方面在开放式U地埋管的周围及填充料空隙始终被水充满并不断向外渗透，既增强了热量传导，又产生了对流传热，大大提高了热传递效率，保证了地源热泵系统效率稳定持久的运行。在打井难的地区甚至可以以渗灌地埋管为主，少量抽水井只是来满足渗灌地埋管的用水需求，既能满足渗灌地源热泵系统稳定可靠运行，又能降低工程投资。
本发明的有益效果：
本发明的地埋管渗灌井水的地源热泵系统，通过将常规的U地埋管的下水管部分设置开放孔，改进为开放式U地埋管，加速了开放式U地埋管的回灌水流速，在完成了U地埋管的回灌水任务的同时，回灌了部分抽水井的回灌水，使一部分热量扩散于土壤当中，另一部分热量顺着水的渗透传递到更远的土壤和地下水系中。在回灌良好的情况下，开放式U地埋管相当于上水管与回水管分离的两根管，如果回灌不是太理想时，最基本的可达到渗漏的效果，能解决开放式U地埋管周围自身润土导热问题，使土壤源热泵系统既增强了热量传导，又产生了对流传热，从而稳定提高了地埋管的热交换能力，不仅地埋管也有了单制热、制冷能力，而且保证了地源热泵系统可稳定持久的运行。
本发明抽的是200米左右的深水，约一半的水回灌到20-120米的土壤层，在不同的地层空间交换热量，扩大了热交换区域，提高了地源热泵的效能比和稳定性。本发明还可使应用地区的水位提升，对宏观生态极为有利，适宜应用地域更加广阔。
本发明的地埋管渗灌井水的地源热泵系统，节省了约二分之一的回灌井数量，减少了部分U地埋管设施，在同等条件下，在保证正常运行的前提下，可以减少约30%的投资，降低20%以上的运行费用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明的U地埋管的部位放大示意图
图中：1、地源热泵系统，2、抽水井，3、回灌井，4、开放式U地埋管，5、下水管，6、开放孔，7、防砂装置，8、透水导热填充料，9、上水管，10、土壤。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
一种地埋管渗灌井水的地源热泵系统，如图1所示，包括地源热泵系统1、抽水井2、回灌井3、开放式U地埋管4，其中，抽水井2和回灌井3为1：1配置，开放式U地埋管4布设的数量根据应用地实际地质状况相应比常规配置减少一定的数量。如图2所示，在开放式U地埋管4的地平面20米以下的回水管5上设有开放孔6，在开放孔6的外围设有防砂装置7，在回水管5和上水管9的周围填充有透水导热填充料8。
工作运行时，从抽水井2抽出水进入热泵系统交换热量后，它的一部分回水通过开放式U地埋管4回灌，剩余部分回水则靠回灌井3回灌。热泵系统在与开放式U地埋管4循环换热的同时，井水回灌水也进入下水管5，经过下水管5上的开放孔6向填充料层9渗漏，加速了回灌水的流速，不影响地埋管原来循环状态，既增强了开放式U地埋管4热量传导，又产生了对流传热，大大提高了热传递效率。
Claims (3)
1.一种地埋管渗灌井水的地源热泵系统，其特征在于，它由地源热泵系统(1)、抽水井(2)、回灌井(3)和开放式U地埋管(4)构成，所述的抽水井(2)和回灌井(3)为1：1配置，所述的开放式U地埋管(4)是指在U地埋管的回水管(5)的下半部设有开放孔(6)，在开放孔(6)的外围设有防砂装置(7)。
2.根据权利要求1所述的地埋管渗灌井水的地源热泵系统，其特征在于，所述的开放孔(6)设置在地平面20米以下的回水管(5)上。
3.根据权利要求1所述的地埋管渗灌井水的地源热泵系统，其特征在于，所述的回水管(5)和上水管(9)的周围填充有透水导热填充料(8)。
Priority Applications (1)
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| CN 201110337438 CN103090594A (zh) | 2011-11-01 | 2011-11-01 | 地埋管渗灌井水的地源热泵系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 201110337438 CN103090594A (zh) | 2011-11-01 | 2011-11-01 | 地埋管渗灌井水的地源热泵系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103090594A true CN103090594A (zh) | 2013-05-08 |
Family
ID=48203486
Family Applications (1)
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| CN 201110337438 Pending CN103090594A (zh) | 2011-11-01 | 2011-11-01 | 地埋管渗灌井水的地源热泵系统 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103822404A (zh) * | 2014-03-04 | 2014-05-28 | 湖南工业大学 | 一种改善地埋管换热器性能的装置及方法 |
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2011
- 2011-11-01 CN CN 201110337438 patent/CN103090594A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103822404A (zh) * | 2014-03-04 | 2014-05-28 | 湖南工业大学 | 一种改善地埋管换热器性能的装置及方法 |
| CN103822404B (zh) * | 2014-03-04 | 2016-09-28 | 湖南工业大学 | 一种改善地埋管换热器性能的装置及方法 |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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