CN115897718B - 一种海水源热泵用水取水系统及安装养护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海水源热泵取水技术领域，具体地说是一种海水源热泵用水取水系统及安装养护方法，设有取水平台，其特征在于所述的取水平台设为取水箱，取水箱的下端预埋在沙滩下方，取水箱的上端伸出沙滩上方，所述的取水箱的下端四周经支护桩固定在沙滩上，所述的取水箱的箱底上设有至少两个隔板，两个隔板将取水箱分为三个取水腔，每个取水腔的底部箱底上设有至少一个通孔，所述的通孔内设有取水筒，取水筒包括管体、螺旋叶片、驱动盘、封闭罩，具有结构简单、取水效果好、取水效率高、热利用率高、节约成本、建设工期短等优点。

Description

一种海水源热泵用水取水系统及安装养护方法

技术领域

本发明涉及海水源热泵取水技术领域，具体地说是一种结构简单、取水效果好、取水效率高、热利用率高、节约成本、建设工期短的海水源热泵用水取水系统及安装养护方法。

背景技术

众所周知，，随着国民经济的发展，能源是人们面临的一个重大问题，人们越来越注重能源和环境的协调发展，人们发明了众多关于节能减排专利，其中的热泵技术是利用地下浅层地热资源，进行供热或制冷，特别是地下水能量的利用技术发展迅猛，特别是在沿海地区，地下水丰富，地下6 米就有丰富的海水资源，现有的取水方式一般都是在海上建立取水平台，取水平台经支护桩支撑在海上，然后在取水平台上开设取水孔，取水孔与取水井连接，再通过伸入取水管道内的取水泵进行取水作业，取出的海水再进入到岸上的沉砂池内进行沉降除沙之后进行热源的利用，在该过程中，现场需要钻设多个取水井，钻设的取水井建设工期长、成本高，而且，由于取水井的长期工作，一旦发生损坏就会破坏内部的取水泵和进水管，不能重复利用，而且由于现有的取水泵取出的水中含沙量比较大，因此，需要经过沉砂池进行沉砂，沉砂池设在岸边，因此，热源的海水经过沉砂池后热量损失大，降低了热利用率。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、取水效果好、取水效率高、热利用率高、节约成本、建设工期短的海水源热泵用水取水系统及安装养护方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种海水源热泵用水取水系统，设有取水平台，其特征在于所述的取水平台设为取水箱，取水箱的下端预埋在沙滩下方，取水箱的上端伸出沙滩上方，所述的取水箱的下端四周经支护桩固定在沙滩上，所述的取水箱的箱底上设有至少两个隔板，两个隔板将取水箱分为三个取水腔，每个取水腔的底部箱底上设有至少一个通孔，所述的通孔内设有取水筒，所述的取水筒包括管体、螺旋叶片、驱动盘、封闭罩，所述的管体的上端外壁上连接封闭罩，封闭罩的上端与管体外壁连接，封闭罩的下端与通孔侧面的箱底连接，所述的管体设为下端为尖状的管体，管体的外壁上缠绕螺旋叶片，封闭罩的上端连接驱动盘，驱动盘上设有驱动孔，所述的管体的下端部设有渗透孔，所述的管体的内部下端填充滤芯，滤芯的上端面高于管体侧壁上端的渗透孔，海水源通过渗透孔渗滤芯内之后进入滤芯上方的管体内，所述的管体内设有抽水泵，抽水泵的进水管伸至滤芯上方位置，抽水泵的排水管伸出管体的上端。

本发明所述的每个取水腔的底部箱底设为朝向一侧倾斜的倾斜面，倾斜面的最低端的箱底上设有半球形槽，通过半球型槽对集沙进行抽出。

本发明所述的封闭罩包括封闭筒、封闭板和密封板，所述的封闭罩上端经环形封闭板与管体的外壁密封连接，封闭罩的下端外壁上连接密封板，密封板上设有密封孔，所述的箱底上预埋设有与密封孔位置对应的密封螺套，所述的密封螺栓穿过密封孔与密封螺套连接。

本发明所述的封闭罩的高度为20-50cm，由于封闭罩的高度为20-50cm，因此管体的上端高出箱底的高度为20-50cm，因此，高出管体部分的作为海水的沉沙空间。

本发明所述的管体、螺旋叶片、驱动盘、封闭罩的表面都设有防腐层，通过防腐层防止海水侵蚀，增大使用寿命。

本发明所述的管体、螺旋叶片、驱动盘、封闭罩都设为玻璃钢材质，使用寿命长，不会腐蚀。

本发明所述的取水箱的上部设有封闭端盖，封闭端盖上对应位置的取水腔上设有取水管，取水管的一端伸进取水腔内，取水管的另一端伸出封闭端盖与取水总管连接，每个取水管上设有取水阀门。

本发明所述的隔板的下端与箱底连接，隔板的上端伸至取水箱内侧中部位置，正常情况下，取出的热源海水高于隔板，取水腔内部的海水相互连通，当需要进行排沙作业时，单个取水腔内的抽水泵不工作并关闭相应的取水阀门，对需要排沙作业的取水腔内的水排净，并再进行排沙工作。

本发明所述的密封板上的密封孔设有弧形条孔，避免安装过程中密封螺栓与密封螺套错位，保证连接效果。

本发明所述的滤芯分为下过滤层、中过滤层和上过滤层，下过滤层为填充石子组成的过滤层，石子的直径为1.2-5cm，中过滤层为砂石过滤层，砂石直径为0.5-1cm，上过滤层为过滤网，过滤网的孔径为0.01-0.1cm，所述的下过滤层的高度高于渗透孔所在的高度，通过石子形成的过滤层对大颗粒的海沙及生物进行过滤，砂石形成的过滤层对小的海沙和生物进行过滤，过滤网更细小的海沙和生物进行过滤，三层过滤更加保障了过滤效果。

一种海水源热泵用水取水系统及安装养护方法，其特征在于所述的安装养护方法的步骤如下：

（1）安装方法：将该取水箱通过支护桩安装在沙滩下方，取水箱的上端伸出沙滩1-2米，取水箱埋设在沙滩下方2-4米，取水箱的箱底上的通孔在安装的过程中用盖子封闭，当取水箱安装完成口打开盖子，然后通过履带式液压旋紧机的端部与驱动盘固定，然后履带式液压旋紧机将取水筒旋入海底中，再将取水筒上的封闭罩上的密封板通过螺栓锁紧连接在取水箱的箱底上，再依次打开其他盖子并将取水筒旋入海底中并将封闭罩连接在箱底上，进而完成所有的取水筒的安装，取水筒安装完成后每个取水筒内放置抽水泵，进而通过抽水泵对取水筒内的热源海水进行抽取，盖上取水箱的上部的封闭端盖，封闭端盖上的取水管分别插入取水腔内，取水管连接在取水总管上，进而通过取水管进行取水工作；

（2）养护方法：掩护方法分为排沙工作和更换工作，A排沙工作：在进行步骤（1）的工作后，通过观察发现取水箱的箱底的沉砂高度至取水筒的上端面高度时，进行排沙工作，此时，关闭该取水腔内的抽水泵，将该区域内的水抽至隔板下方时，关闭取水管对应的阀门，再将该取水腔内的沙水集中在半球形槽位置后通过单独的抽水泵抽走，完成排沙工作，B更环工作：当返现取水筒的出沙量多时，可将取水腔内的水单独排净并关闭对应的取水管的阀门和抽水泵的阀门，取出抽水泵，松开螺栓，在通过履带式液压旋紧机的端部与驱动盘固定，反向旋转取水筒，将取水筒取出进行更换。

本发明由于采用上述结构，具有结构简单、取水效果好、取水效率高、热利用率高、节约成本、建设工期短等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的侧面视图。

图3是图2中取水筒的结构示意图。

图4是图3中取水筒下端部局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种海水源热泵用水取水系统，设有取水平台，其特征在于所述的取水平台设为取水箱1，取水箱1的下端预埋在沙滩下方，取水箱1的上端伸出沙滩上方，所述的取水箱1的下端四周经支护桩2固定在沙滩上，所述的取水箱1的箱底上设有至少两个隔板3，两个隔板3将取水箱1分为三个取水腔4，每个取水腔4的底部箱底上设有至少一个通孔5，所述的通孔5内设有取水筒6，所述的取水筒6包括管体7、螺旋叶片8、驱动盘9、封闭罩10，所述的管体7的上端外壁上连接封闭罩10，封闭罩10的上端与管体7外壁连接，封闭罩10的下端与通孔5侧面的箱底连接，所述的管体7设为下端为尖状的管体7，管体7的外壁上缠绕螺旋叶片8，封闭罩10的上端连接驱动盘9，驱动盘9上设有驱动孔，所述的管体7的下端部设有渗透孔11，所述的管体7的内部下端填充滤芯，滤芯的上端面高于管体侧壁上端的渗透孔11，海水源通过渗透孔11渗滤芯内之后进入滤芯上方的管体7内，所述的管体7内设有抽水泵，抽水泵的进水管伸至滤芯上方位置，抽水泵的排水管伸出管体7的上端。

进一步，所述的每个取水腔4的底部箱底设为朝向一侧倾斜的倾斜面，倾斜面的最低端的箱底上设有半球形槽12，通过半球型槽对集沙进行抽出。

进一步，所述的封闭罩10包括封闭筒13、封闭板14和密封板15，所述的封闭罩10上端经环形封闭板14与管体7的外壁密封连接，封闭罩10的下端外壁上连接密封板15，密封板15上设有密封孔，所述的箱底上预埋设有与密封孔位置对应的密封螺套16，所述的密封螺栓17穿过密封孔与密封螺套16连接。

进一步，所述的封闭罩的高度为20-50cm，由于封闭罩的高度为20-50cm，因此管体7的上端高出箱底的高度为20-50cm，因此，高出管体7部分的作为海水的沉沙空间。

进一步，所述的管体7、螺旋叶片8、驱动盘9、封闭罩10的表面都设有防腐层，通过防腐层防止海水侵蚀，增大使用寿命。

进一步，所述的管体7、螺旋叶片8、驱动盘9、封闭罩10都设为玻璃钢材质，使用寿命长，不会腐蚀。

进一步，所述的取水箱1的上部设有封闭端盖18，封闭端盖18上对应位置的取水腔4上设有取水管19，取水管19的一端伸进取水腔4内，取水管19的另一端伸出封闭端盖18与取水总管20连接，每个取水管19上设有取水阀门。

进一步，所述的隔板3的下端与箱底连接，隔板3的上端伸至取水箱1内侧中部位置，正常情况下，取出的热源海水高于隔板3，取水腔4内部的海水相互连通，当需要进行排沙作业时，单个取水腔4内的抽水泵不工作并关闭相应的取水阀门，对需要排沙作业的取水腔4内的水排净，并再进行排沙工作。

进一步，所述的密封板15上的密封孔设有弧形条孔，避免安装过程中密封螺栓17与密封螺套16错位，保证连接效果。

进一步，所述的滤芯分为下过滤层21、中过滤层22和上过滤层23，下过滤层21为填充石子组成的过滤层，石子的直径为1.2-5cm，中过滤层22为砂石过滤层，砂石直径为0.5-1cm，上过滤层23为过滤网，过滤网的孔径为0.01-0.1cm，所述的下过滤层21的高度高于渗透孔11所在的高度，通过石子形成的过滤层对大颗粒的海沙及生物进行过滤，砂石形成的过滤层对小的海沙和生物进行过滤，过滤网更细小的海沙和生物进行过滤，三层过滤更加保障了过滤效果。

上述结构中通孔5的直径大于螺旋叶片8的外径，便于取水筒6插入通孔5下方，封闭罩10的封闭筒13的外径大于通孔5的直径，通过封闭筒13与通孔5进行封闭，上述所述的安装板的外径大于封闭筒13的外径，安装板的外侧设有与旋紧机连接的安装孔。

本发明所述的安装养护方法的步骤如下：

（1）安装方法：将该取水箱1通过支护桩2安装在沙滩下方，取水箱1的上端伸出沙滩1-2米，取水箱1埋设在沙滩下方2-4米，取水箱1的箱底上的通孔5在安装的过程中用盖子封闭，当取水箱1安装完成口打开盖子，然后通过履带式液压旋紧机的端部与驱动盘9固定，然后履带式液压旋紧机将取水筒6旋入海底中，再将取水筒6上的封闭罩10上的密封板15通过螺栓锁紧连接在取水箱1的箱底上，再依次打开其他盖子并将取水筒6旋入海底中并将封闭罩10连接在箱底上，进而完成所有的取水筒6的安装，取水筒6安装完成后每个取水筒6内放置抽水泵，进而通过抽水泵对取水筒6内的热源海水进行抽取，盖上取水箱1的上部的封闭端盖18，封闭端盖18上的取水管19分别插入取水腔4内，取水管19连接在取水总管20上，进而通过取水管19进行取水工作；

（2）养护方法：掩护方法分为排沙工作和更换工作，A排沙工作：在进行步骤（1）的工作后，通过观察发现取水箱1的箱底的沉砂高度至取水筒6的上端面高度时，进行排沙工作，此时，关闭该取水腔4内的抽水泵，将该区域内的水抽至隔板3下方时，关闭取水管19对应的阀门，再将该取水腔4内的沙水集中在半球形槽12位置后通过单独的抽水泵抽走，完成排沙工作，B更环工作：当返现取水筒6的出沙量多时，可将取水腔4内的水单独排净并关闭对应的取水管19的阀门和抽水泵的阀门，取出抽水泵，松开螺栓，在通过履带式液压旋紧机的端部与驱动盘9固定，反向旋转取水筒6，将取水筒6取出进行更换。

上述的安装养护方法中，取水箱1埋在了沙滩下方部分，起到了很好的保温作用，避免了热量的浪费，同时也省去了取水井的施工步骤，降低了工期并降低了生产成本，在其中一个取水筒6损坏的情况下，可以单独对取水筒6进行更换，避免了桩式的取水筒6破坏后无法再次进行植入桩井的问题，而且由于收海水和潮汐的影响，在安装混凝土桩井的难度非常大，而本专利采用的螺旋式取水筒6的结构，可以无需考虑海底的环境因素，直接旋入插入即可，而且还对海滩内部不会产生损坏，在取水筒6发生损坏后，可以直接将取水筒6取出进行更换即可，无需重新进行混凝土桩井的挖掘，节约了大量的人力，由于海水底部潮汐的作用，在取出取水筒6后，其内部的沙土又可以重新填充进行补充，不会对沙滩内部整体发生破坏，保护了沙滩环境，本发明由于采用上述结构，具有结构简单、取水效果好、取水效率高、热利用率高、节约成本、建设工期短等优点。

Claims (6)

1.一种海水源热泵用水取水系统的安装养护方法，设有取水平台，其特征在于所述的取水平台设为取水箱，取水箱的下端预埋在沙滩下方，取水箱的上端伸出沙滩上方，所述的取水箱的下端四周经支护桩固定在沙滩上，所述的取水箱的箱底上设有至少两个隔板，两个隔板将取水箱分为三个取水腔，每个取水腔的底部箱底上设有至少一个通孔，所述的通孔内设有取水筒，所述的取水筒包括管体、螺旋叶片、驱动盘、封闭罩，所述的管体的上端外壁上连接封闭罩，封闭罩的上端与管体外壁连接，封闭罩的下端与通孔侧面的箱底连接，所述的管体设为下端为尖状的管体，管体的外壁上缠绕螺旋叶片，封闭罩的上端连接驱动盘，驱动盘上设有驱动孔，所述的管体的下端部设有渗透孔，所述的管体的内部下端填充滤芯，滤芯的上端面高于管体侧壁上端的渗透孔，海水源通过渗透孔渗滤芯内之后进入滤芯上方的管体内，所述的管体内设有抽水泵，抽水泵的进水管伸至滤芯上方位置，抽水泵的排水管伸出管体的上端，每个取水腔的底部箱底设为朝向一侧倾斜的倾斜面，倾斜面的最低端的箱底上设有半球形槽，通过半球型槽对集沙进行抽出，所述的封闭罩包括封闭筒、封闭板和密封板，所述的封闭罩上端经环形封闭板与管体的外壁密封连接，封闭罩的下端外壁上连接密封板，密封板上设有密封孔，所述的箱底上预埋设有与密封孔位置对应的密封螺套，密封螺栓穿过密封孔与密封螺套连接，所述的取水箱的上部设有封闭端盖，封闭端盖上对应位置的取水腔上设有取水管，取水管的一端伸进取水腔内，取水管的另一端伸出封闭端盖与取水总管连接，每个取水管上设有取水阀门，所述的安装养护方法的步骤如下：

（1）安装方法：将该取水箱通过支护桩安装在沙滩下方，取水箱的上端伸出沙滩1-2米，取水箱埋设在沙滩下方2-4米，取水箱的箱底上的通孔在安装的过程中用盖子封闭，当取水箱安装完成后打开盖子，然后通过履带式液压旋紧机的端部与驱动盘固定，然后履带式液压旋紧机将取水筒旋入海底中，再将取水筒上的封闭罩上的密封板通过密封螺栓锁紧连接在取水箱的箱底上，再依次打开其他盖子并将取水筒旋入海底中并将封闭罩连接在箱底上，进而完成所有的取水筒的安装，取水筒安装完成后每个取水筒内放置抽水泵，进而通过抽水泵对取水筒内的热源海水进行抽取，盖上取水箱的上部的封闭端盖，封闭端盖上的取水管分别插入取水腔内，取水管连接在取水总管上，进而通过取水管进行取水工作；

（2）养护方法：养护方法分为排沙工作和更换工作，A排沙工作：在进行步骤（1）的工作后，通过观察发现取水箱的箱底的沉砂高度至取水筒的上端面高度时，进行排沙工作，此时，关闭该取水腔内的抽水泵，将该取水腔内的水抽至隔板下方时，关闭取水管对应的取水阀门，再将该取水腔内的沙水集中在半球形槽位置后通过单独的抽水泵抽走，完成排沙工作，B更换工作：当发现取水筒的出沙量多时，可将取水腔内的水单独排净并关闭对应的取水管的取水阀门和抽水泵的阀门，取出抽水泵，松开密封螺栓，在通过履带式液压旋紧机的端部与驱动盘固定，反向旋转取水筒，将取水筒取出进行更换。

2.根据权利要求1所述的一种海水源热泵用水取水系统的安装养护方法，其特征在于所述的封闭罩的高度为20-50cm，由于封闭罩的高度为20-50cm，因此管体的上端高出箱底的高度为20-50cm，因此，高出管体部分的作为海水的沉沙空间。

3.根据权利要求1所述的一种海水源热泵用水取水系统的安装养护方法，其特征在于所述的管体、螺旋叶片、驱动盘、封闭罩的表面都设有防腐层，所述的管体、螺旋叶片、驱动盘、封闭罩都设为玻璃钢材质。

4.根据权利要求1所述的一种海水源热泵用水取水系统的安装养护方法，其特征在于所述的隔板的下端与箱底连接，隔板的上端伸至取水箱内侧中部位置，正常情况下，取出的热源海水高于隔板，取水腔内部的海水相互连通，当需要进行排沙作业时，单个取水腔内的抽水泵不工作并关闭相应的取水阀门，对需要排沙作业的取水腔内的水排净，并再进行排沙工作。

5.根据权利要求1所述的一种海水源热泵用水取水系统的安装养护方法，其特征在于所述的密封板上的密封孔设有弧形条孔，避免安装过程中密封螺栓与密封螺套错位。

6.根据权利要求1所述的一种海水源热泵用水取水系统的安装养护方法，其特征在于所述的滤芯分为下过滤层、中过滤层和上过滤层，下过滤层为填充石子组成的过滤层，石子的直径为1.2-5cm，中过滤层为砂石过滤层，砂石直径为0.5-1cm，上过滤层为过滤网，过滤网的孔径为0.01-0.1cm，所述的下过滤层的高度高于渗透孔所在的高度，通过石子形成的过滤层对大颗粒的海沙及生物进行过滤，砂石形成的过滤层对小的海沙和生物进行过滤，过滤网更细小的海沙和生物进行过滤，三层过滤更加保障了过滤效果。