CN109813000A - 基于地表水体的浅层地热能利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地热能开发技术领域，特别涉及一种基于地表水体的浅层地热能利用装置，包括换热器，换热器中冷、热源的入口设有进水管、出口设有排水管，进水管延伸至抽水井的井底，抽水井的井底位于地下恒温含水层内，排水管延伸至地表水体处，使地下恒温含水层内的恒温水形成沿抽水井、进水管、换热器、排水管、地表水体依次流通的水流路径。本发明的水源温度稳定，受季节影响小，提升换热装置的稳定性与耐久性；回灌水排放至位于地下恒温含水层上方的地表水体内，只需钻设一个井眼即可实现水源的抽用和回灌，还能大幅降低回灌水温差对地质与生物环境造成的破坏，真正实现能源的绿色发展。
Description
技术领域
本发明属于地热能开发技术领域，特别涉及一种基于地表水体的浅层地热能利用装置。
背景技术
目前浅层地热能的开发利用方式主要为地源热泵，地源热泵可分为地下水源热泵、地表水源热泵和地埋管地源热泵。其中地下水源热泵指的是将地下恒温含水层作为储能层，将浅层地下水作为能量载体，抽取换热后回灌，实现浅层地热能的能量转移，这通常需要单独设置回灌井，建造与维护的成本较高；地表水源热泵系统则是抽取江水、湖水、河水、海水、水库等地表水作为热泵的冷、热源，但是地表水受大气环境温度的影响，水温波动较大，热泵的工作效率也不稳定。因此，提供一种回灌效果好的地源热泵系统成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水源温度稳定且回灌效果好的基于地表水体的浅层地热能利用装置。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于地表水体的浅层地热能利用装置，包括换热器，换热器中冷、热源的入口设有进水管、出口设有排水管，进水管延伸至抽水井的井底，抽水井的井底位于地下恒温含水层内，排水管延伸至地表水体处，使地下恒温含水层内的恒温水形成沿抽水井、进水管、换热器、排水管、地表水体依次流通的水流路径。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：水源温度稳定，受季节影响小，提升换热装置的稳定性与耐久性；回灌水排放至位于地下恒温含水层上方的地表水体内，只需钻设一个井眼即可实现水源的抽用和回灌，还能大幅降低回灌水温差对地质与生物环境造成的破坏，真正实现能源的绿色发展。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1、2是本发明的示意图。
图中：10.换热器，11.进水管，12.排水管，20.抽水井，21.套管段，22.钻孔段，30.引水井管，40.止水环，A.地下恒温含水层，B.地表水体。
具体实施方式
下面结合附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
一种基于地表水体的浅层地热能利用装置，包括换热器10，换热器10中冷、热源的入口设有进水管11、出口设有排水管12，进水管11延伸至抽水井20的井底，抽水井20的井底位于地下恒温含水层A内，排水管12延伸至位于地下恒温含水层A上方的地表水体B处，使地下恒温含水层A内的恒温水形成沿抽水井20、进水管11、换热器10、排水管12、地表水体B、地下恒温含水层A依次流通的水流路径。
具体实施时，位于地下恒温含水层A内的地下水在动力源的作用下经进水管11进入换热器10，待换热完毕后，经排水管12排入地表水体B内。这样回灌水的水量远远小于地表水体B的水量，对地表水体B的水温影响小，不会影响地表水体B内生物的生存环境，能有效避免回灌水的水温与地下恒温含水层A内水温差异过大对该地层内温度环境的影响，在充分利用地热能的同时，还能最大化地保护环境，真正实现能源的绿色发展。本实施例中，在进水管11的管段设置潜水泵作为动力源。
优选的，如图1所示，位于地表水体B岸边的抽水井20设有引水井管30，引水井管30自抽水井20向地表水体B的底部地层延伸。这样引水管井30将位于地表水体B下方的恒温地下水引入抽水井20的井筒内，既提升了水的汇集速度，又能实现同源取水与回灌，保护环境。
优选的，与抽水井20的底部井体连通的引水井管30整体水平向布置。
优选的，如图2所示，位于地表水体B中的抽水井20包括套管段21和钻孔段22，套管段21与钻孔段22交接处的井身周部设有止水环40。即钻孔段22自地表水体B的底部向下延伸，钻孔段22的上方设置套管段21与地表水体B隔离，止水环40密封连接套管段21与钻孔段22。
进一步的，止水环40自套管段21与钻孔段22交接处向下延伸至地下恒温含水层A上方的隔水层处，防止地下水自钻孔段22进入抽水井20内，保证水源温度的稳定性。
Claims (5)
1.一种基于地表水体的浅层地热能利用装置，包括换热器(10)，换热器(10)中冷、热源的入口设有进水管(11)、出口设有排水管(12)，其特征在于：进水管(11)延伸至抽水井(20)的井底，抽水井(20)的井底位于地下恒温含水层(A)内，排水管(12)延伸至位于地下恒温含水层(A)上方的地表水体(B)处，使地下恒温含水层(A)内的恒温水形成沿抽水井(20)、进水管(11)、换热器(10)、排水管(12)、地表水体(B)、地下恒温含水层(A)依次流通的水流路径。
2.根据权利要求1所述的基于地表水体的浅层地热能利用装置，其特征在于：位于地表水体(B)岸边的抽水井(20)设有引水井管(30)，引水井管(30)自抽水井(20)向地表水体(B)的底部地层延伸。
3.根据权利要求2所述的基于地表水体的浅层地热能利用装置，其特征在于：与抽水井(20)的底部井体连通的引水井管(30)整体水平向布置。
4.根据权利要求1所述的基于地表水体的浅层地热能利用装置，其特征在于：位于地表水体(B)中的抽水井(20)包括套管段(21)和钻孔段(22)，套管段(21)与钻孔段(22)交接处的井身周部设有止水环(40)。
5.根据权利要求4所述的基于地表水体的浅层地热能利用装置，其特征在于：止水环(40)自套管段(21)与钻孔段(22)交接处向下延伸至地下恒温含水层(A)上方的隔水层处。
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| CN111692768A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-22 | 周尚生 | 一种浅层地热能利用装置及其使用方法 |
| CN112047430A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-08 | 王爱莲 | 一种基于地表水体的浅层地热能利用装置 |
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2019
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