CN106468485A - 用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法及装置，属于浅层地温能开发技术领域，该方法为：确定回灌井内的警戒水位，在警戒水位处放置一个水位监测装置；将水位监测装置与电源以及电磁继电器串联成一个完整的电路；还包括外排管，外排管接通一个外排口；在外排管和外排口连接处上设置一个阀门组件，阀门组件由步骤二中的电磁继电器通过磁力控制。具体的装置包括水位监测装置，水位检测装置串联有电磁继电器，电磁继电器串联有电源Ⅰ；所述的抽水泵管还连通有外排管，外排管连接有外排口，所述的外排管与所述外排口的连接处设置有阀门组件，阀门组件与所述的电磁继电器通过磁力控制连接。

Description

用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法及装置
技术领域
本发明涉及浅层地温能开发技术领域，具体地说是一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法及装置。
背景技术
浅层地温能开发主要应用在地热空调系统中，原理是利用热泵技术，通过抽水泵管把抽水井中“恒温层”的地下水抽出来，热量交换后再通过回灌泵管排回到回灌井中；在地下“恒温层”，温度一般稳定在18度左右，地源热泵利用埋管温差传递，通过压缩机启动，能送上60摄氏度的热水和8摄氏度的冷水。由于地热空调系统是一种新兴的产品，还存在着以下问题，在热量交换完成后通过回灌泵管将水排回到回灌井中时，由于回灌井内的水下渗速度过慢而另一旁的抽水泵管抽水从抽水井中抽水速度过快，就会导致回灌井内的水位不稳定，会时常出现回灌井内水位过高的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法及装置，用以解决以上技术问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案包括：一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法，在合适的地表上分别钻抽水井和回灌井，在抽水井内设置用于从抽水井内抽水的抽水泵管，在回灌井内设置用于往回灌井内排水的回灌泵管，抽水泵管和回灌泵管之间相互连通，其中，浅层地温能技术在背景技术中已经介绍，抽水泵管、回灌泵管、抽水井和回灌井之间的钻取和管道连接均属于现有技术，在此不再详细赘述，该方法的具体过程如下：
步骤一，确定回灌井内的警戒水位，在警戒水位处放置水位监测装置；
步骤二，将水位监测装置与电源以及电磁继电器串联成闭合回路；
步骤三，在抽水泵管和回灌泵管之间分流出一根外排管，外排管接通一个外排口，外排管设置在将抽水泵管和回灌泵管相连通的管路上；
步骤四，在外排管和外排口连接处上设置一个阀门组件，阀门组件的开合程度由步骤二中的电磁继电器通过磁力控制。
所述的一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法，所述的步骤一中，水位监测装置具体的制作方法为：在一根断路导线上安装一个电阻构成一个电流控制单元，若干电流控制单元依次电性连接排成一竖列构成水位监测装置，其中，每个断路导线外部还包裹有壳体，壳体表面均匀开设若干通孔，壳体的作用是保护和固定断路导线；通孔的作用是方便水流自由的进入壳体内部。
在所述的水位监测装置中再设置一个报警装置，报警装置的制作方法为：将电源、断路导线以及报警器依次通过导线连接构成闭合回路，并将报警装置的断路导线的两端头均放入到所述水位检测装置中位于最高点的电流控制单元的壳体内。
所述的步骤四中，实现电磁继电器通过磁力控制阀门组件的具体方法为：将阀门组件远离外排管与外排口连接处的一侧与步骤一中的电磁继电器磁力面磁力连接，在阀门组件靠近外排管与外排口连接处的一侧固定连接弹簧。
一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的装置，包括地热空调系统，所述地热空调系统包括抽水井，抽水井联通有用于从抽水井内抽水的抽水泵管，抽水泵管联通有用于排水的回灌泵管，回灌泵管插入到回灌井中，其中，抽水井与回灌井之间的间隔距离约为100米，该装置包括用于监测回灌井水位的水位监测装置，其中，水位检测装置、电磁继电器和电源Ⅰ依次串联形成闭合回路，电源Ⅰ为交流电源，电源Ⅰ还串联有用于整流的二极管；所述的抽水泵管和回灌泵管之间还连通有用于限制回灌泵管排水量的外排管，所述的外排管、抽水泵管以及回灌泵管通过三通管相互连通，外排管连接有外排口，所述的外排管与所述外排口的连接处设置有阀门组件，阀门组件与所述的电磁继电器通过磁力控制连接。所述电磁继电器磁力随着水位的升高增强，所述阀门组件的开合程度由所述电磁继电器通过磁力控制。
所述的水位监测装置包括若干组电流控制单元，若干组电流控制单元之间依次电性连接，且若干电流控制单元沿水深方向均匀的排成一列设置在所述回灌井中，随着回灌井内水位的变化，水没过水位监测装置的电流控制单元的数量也跟着变化，回灌井内的水位越高，没过水位监测装置的长度越长，则水没过电流控制单元的数量也就越多，水没过电流控制单元的数量也就越多，就会使得电路中的电流越大，从而使得电磁继电器的磁力越大，磁力越大拉动阀门组件开口越大，从而使得外排管与外排口水流量越多，就会使得外排管的排水量增大。
值得注意的是，水位监测装置中的电流控制单元越多，电磁继电器磁力变化的就越均匀平顺，其原理与汽车档位类似，电流控制单元越多，其变化的“档位”越多，所以磁力变化越均匀平顺。
每组电流控制单元包括一根断路导线Ⅰ和安装在断路导线上的电阻，每组电流控制单元的断路导线Ⅰ外部都包裹有一表面均布有通孔的壳体，水可以通过通孔进入到壳体内腔用以连通壳体内腔的断路导线。
所述的水位监测装置中位于最顶端的电流控制单元设置有报警装置，所述的报警装置包括电源Ⅱ、报警器和断路导线Ⅱ，所述的电源Ⅱ、报警器和断路导线Ⅱ之间通过导线顺次连接形成闭合回路，所述的断路导线Ⅱ设置在位于最顶端的电流控制单元中的壳体内。当回灌井内的水位没过水位监测装置最顶端的电流控制单元的一瞬间，报警装置被接通，报警器开始报警。
所述的电磁继电器为电磁继电器。
所述的阀门组件远离外排管与外排口连接处的一侧与所述的电磁继电器磁力面通过磁力连接，所述的阀门组件靠近外排管与外排口连接处的一侧固定连接有弹簧。
本发明所指的电连接均属于电路连接，有电流通过。
本发明的有益效果是：当回灌井水位上浮到接触水位监测装置时，依靠水位的上浮联通电路，依靠电阻来调节电流，使得电磁继电器产生吸力，拉动阀门组件使得外排口和外排管联通得以通水，最终水量会分流排出，减少回灌泵管的排水量，从而降低回灌井内的水位；当回灌井水位下降时，则电磁继电器的电流减弱，磁力减小，阀门组件在弹簧的作用下被拉回原位，使得外排口排水流量减小，回灌泵管排水量增大，回灌井内水位逐渐上升，通过上述的两个过程，使得回灌井内的水位恒定，解决了回灌井由于水下渗较慢而导致回灌井水位过高和不稳定的问题，本发明整体方法简便，结构简单，利于推广且适应性强。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：
图1为一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法的结构连接图；
图2为图1中A处的局部放大图。
图中：1.抽水泵管，2.抽水井，3.阀门组件，4.外排管，5.弹簧，6.断路导线Ⅰ，7.回灌井，8.回灌泵管，9.水位监测装置，10.电阻，11.电源Ⅰ，12.电磁继电器，13.报警装置，14.断路导线Ⅱ，15.电源Ⅱ，16.报警器，17.壳体，18.外排口。
实施例1
一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法，在合适的地表上分别钻抽水井和回灌井，在抽水井内设置用于从抽水井内抽水的抽水泵管，在回灌井内设置用于往回灌井内排水的回灌泵管，抽水泵管和回灌泵管之间相互连通，其特征是，包括以下步骤：
步骤一，确定回灌井内的警戒水位，在警戒水位处放置水位监测装置；
步骤二，将水位监测装置与电源以及电磁继电器串联成闭合回路；
步骤三，抽水泵管和回灌泵管之间分流出一根外排管，外排管接通一个外排口；
步骤四，在外排管和外排口连接处上设置一个阀门组件，阀门组件的开合程度由步骤二中的电磁继电器通过磁力控制。
所述的步骤一中，水位监测装置具体的制作方法为：在一根断路导线上安装一个电阻构成一个电流控制单元，六个电流控制单元依次电性连接排成一竖列构成水位监测装置，其中，每个断路导线外部还包裹有壳体，壳体表面均匀开设若干通孔。
在所述的水位监测装置中再设置一个报警装置，报警装置的制作方法为：将电源、断路导线以及报警器依次通过导线连接构成闭合回路，并将报警装置的断路导线的两端头均放入到所述水位检测装置中位于最高点的电流控制单元的壳体内。
所述的步骤四中，实现电磁继电器通过磁力控制阀门组件的具体方法为：将阀门组件远离外排管与外排口连接处的一侧与步骤一中的电磁继电器磁力面磁力连接，在阀门组件靠近外排管与外排口连接处的一侧固定连接弹簧。
如图1和图2所示，一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的装置，包括抽水井2，抽水井2联通有用于从抽水井2内抽水的抽水泵管1，抽水泵管1联通有用于排水的回灌泵管8，回灌泵管8插入到回灌井7中，其特征是，该控制地热空调系统的回灌井7水位的装置包括用于监测回灌井7水位的水位监测装置9，其中，水位检测装置、电磁继电器和电源Ⅰ11依次串联形成闭合回路；所述的抽水泵管1还连通有用于限制回灌泵管8排水量的外排管4，外排管4连接有外排口18，所述的外排管4与所述外排口18的连接处设置有阀门组件3，阀门组件3与所述的电磁继电器12通过磁力控制连接。所述的水位监测装置9包括若干组电流控制单元，若干组电流控制单元之间依次电性连接，且若干电流控制单元沿水深方向均匀的排成一列设置在所述回灌井7中。每组电流控制单元包括一根断路导线Ⅰ6和安装在断路导线上的电阻10，每组电流控制单元的断路导线Ⅰ6外部都包裹有一表面均布有通孔的壳体17。所述的水位监测装置9中位于最顶端的电流控制单元设置有报警装置13，所述的报警装置13包括电源Ⅱ15、报警器16和断路导线Ⅱ14，所述的电源Ⅱ15、报警器16和断路导线Ⅱ14之间通过导线顺次连接形成闭合回路，所述的断路导线Ⅱ14设置在位于最顶端的电流控制单元中的壳体17内。所述的阀门组件3远离外排管4与外排口18连接处的一侧与所述的电磁继电器12磁力面通过磁力连接，所述的阀门组件3靠近外排管4与外排口18连接处的一侧固定连接有弹簧5。
其具体的工作原理为：当回灌井7内的水位很低并未接触水位监测装置9时，水位监测装置9中每一个电流控制单元的电阻10之间串联，此时电路中电阻10最大，电流最小，从而电磁继电器12产生的磁力最小，阀门组件3在弹簧5的作用下关闭，此时外排管4和外排口18之间无水流通；
当回灌井7内的水位上涨，水开始接触并逐渐没过水位监测装置9时，电流控制单元中的壳体17内充满水，此时充满水的壳体17内的断路导线Ⅰ6连通(水导电的原理)，连通后，会将该电流控制单元内对应的电阻10短路，由于电阻10短路，水位监测装置9的电阻10减小，整个电路的电流会增大，随着回灌井7内的水位持续上涨，没过的电流控制单元的数量也会越来越多，被短路的电阻10也会越来越多，水位监测装置9的电阻10也会越来越小，整个电路的电流会越来越大，电磁继电器12的磁力越来越大，在磁力的作用下，阀门组件3开口的程度也会越来越大，最终使得外排管4与外排口18之间的水流量越来越多，外排口18的排水量越来越大，起到分流的作用，降低回灌泵管8的排水量。
实施例2
将实施例1中的电流控制单元的数量由六个替换为八个，其他不变。
实施例2相对于实施例1来说，电磁继电器控制阀门组件的开合速度更加平顺且精度更高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是本发明的全部实施例，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本发明的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法，在合适的地表上分别钻抽水井和回灌井，在抽水井内设置用于从抽水井内抽水的抽水泵管，在回灌井内设置用于往回灌井内排水的回灌泵管，抽水泵管和回灌泵管之间相互连通，其特征是，包括以下步骤：
步骤一，确定回灌井内的警戒水位，在警戒水位处放置水位监测装置；
步骤二，将水位监测装置与电源以及电磁继电器串联成闭合回路；
步骤三，抽水泵管和回灌泵管之间分流出一根外排管，外排管接通一个外排口；
步骤四，在外排管和外排口连接处上设置一个阀门组件，阀门组件的开合程度由步骤二中的电磁继电器通过磁力控制。
2.根据权利要求1所述的一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法，其特征是，所述的步骤一中，水位监测装置具体的制作方法为：在一根断路导线上安装一个电阻构成一个电流控制单元，若干电流控制单元依次电性连接排成一竖列构成水位监测装置，其中，每个断路导线外部还包裹有壳体，壳体表面均匀开设若干通孔。
3.根据权利要求2所述的一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法，其特征是，在所述的水位监测装置中再设置一个报警装置，报警装置的制作方法为：将电源、断路导线以及报警器依次通过导线连接构成闭合回路，并将报警装置的断路导线的两端头均放入到所述水位检测装置中位于最高点的电流控制单元的壳体内。
4.根据权利要求3所述的一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的方法，其特征是，所述的步骤四中，实现电磁继电器通过磁力控制阀门组件的具体方法为：将阀门组件远离外排管与外排口连接处的一侧与步骤一中的电磁继电器磁力面磁力连接，在阀门组件靠近外排管与外排口连接处的一侧固定连接弹簧。
5.一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的装置，包抽水井，抽水井联通有用于从抽水井内抽水的抽水泵管，抽水泵管联通有用于排水的回灌泵管，回灌泵管插入到回灌井中，其特征是，该控制地热空调系统的回灌井水位的装置包括用于监测回灌井水位的水位监测装置，其中，水位检测装置、电磁继电器和电源Ⅰ依次串联形成闭合回路；所述的抽水泵管和回灌泵管之间还连通有用于限制回灌泵管排水量的外排管，外排管连接有外排口，所述的外排管与所述外排口的连接处设置有阀门组件，阀门组件与所述的电磁继电器通过磁力控制连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的装置，其特征是，所述的水位监测装置包括若干组电流控制单元，若干组电流控制单元之间依次电性连接，且若干电流控制单元沿水深方向均匀的排成一列设置在所述回灌井中。
7.根据权利要求6所述的一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的装置，其特征是，每组电流控制单元包括一根断路导线Ⅰ和安装在断路导线上的电阻，每组电流控制单元的断路导线Ⅰ外部都包裹有一表面均布有通孔的壳体。
8.根据权利要求7所述的一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的装置，其特征是，所述的水位监测装置中位于最顶端的电流控制单元设置有报警装置，所述的报警装置包括电源Ⅱ、报警器和断路导线Ⅱ，所述的电源Ⅱ、报警器和断路导线Ⅱ之间通过导线顺次连接形成闭合回路，所述的断路导线Ⅱ设置在位于最顶端的电流控制单元中的壳体内。
9.根据权利要求8所述的一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的装置，其特征是，所述的电磁继电器为电磁继电器。
10.根据权利要求9所述的一种用于浅层地温能开发利用水源热泵回灌水位的装置，其特征是，所述的阀门组件远离外排管与外排口连接处的一侧与所述的电磁继电器磁力面通过磁力连接，所述的阀门组件靠近外排管与外排口连接处的一侧固定连接有弹簧。
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