一種地埋管虹吸換熱井的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及空調(diào)地源熱泵系統(tǒng)，尤其涉及一種地埋管虹吸換熱井，所述地埋管虹吸換熱井包括虹吸換熱井系統(tǒng)(60)、機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)(20)以及連接所述虹吸換熱井系統(tǒng)(60)和機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)(20)的第一管道(30)和第二管道(40)，所述虹吸換熱井系統(tǒng)(60)包括虹吸井(62)、虹吸換熱井(61)以及連接所述虹吸井(62)和虹吸換熱井(61)的第三管道(70)，虹吸換熱井(61)內(nèi)還設(shè)置有帶孔套管(64)，所述第三管道(70)伸入虹吸換熱井(61)中，同時也伸入虹吸井(62)中。由于采用上述結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有地埋管換熱系統(tǒng)相比，所述地埋管虹吸換熱井的綜合熱傳系數(shù)得以大大提高，且由于不需要回灌地下水，也不會產(chǎn)生地面下沉的危險情況。
【專利說明】—種地埋管虹吸換熱井
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及空調(diào)地源熱泵系統(tǒng)，尤其是涉及一種地埋管虹吸換熱井。
【背景技術(shù)】
[0002]地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)?，F(xiàn)階段地源熱泵系統(tǒng)主要是地下井水源熱泵和土壤源地埋管熱泵兩大類。
[0003]以供熱用的地源熱泵系統(tǒng)為例，圖1是現(xiàn)階段地下井水源熱泵系統(tǒng)示意圖，如圖1所示，所述地下井水源熱泵系統(tǒng)包括井水換熱系統(tǒng)10、機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20以及連接所述井水換熱系統(tǒng)10和機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20的第一管道30和第二管道40。所述第一井水換熱系統(tǒng)10置于室外，包括抽水井11和多個回灌井12，在所述抽水井11中還設(shè)置有抽水井潛水泵13。所述第一管道30用于將所述抽水井潛水泵13抽出的地下水輸送至機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20，作為其空調(diào)制熱的熱源；所述第二管道40用于將已換熱完畢的井水輸送回井水換熱系統(tǒng)10中的各個回灌井12中，并通過回灌井12回灌到地下。
[0004]該系統(tǒng)完全利用地下水的滲透來提取地下熱能，然而由于地下水位及諸多因素的影響，回灌井中的回灌水有可能不能完全回灌到地下，從而造成地面下沉的危險情況。
[0005]圖2是現(xiàn)階段土壤源地埋管熱泵系統(tǒng)示意圖，如圖2所示，所述土壤源地埋管熱泵系統(tǒng)包括地埋管換熱系統(tǒng)50、機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20、循環(huán)水泵21以及連接所述地埋管換熱系統(tǒng)50和機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20的第一管道30和第二管道40。所述循環(huán)水泵21置于機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20中，并與第一管道30連接；所述地埋管換熱系統(tǒng)50置于室外，包括多個地埋管換熱井51，所述地埋管換熱井51內(nèi)采用U型換熱管52。所述第一管道30用于將所述地埋管換熱井51中的換熱介質(zhì)水通過與地下土壤換熱所換取的熱水并通過循環(huán)水泵21輸送至機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20，作為其空調(diào)制熱的熱源；所述第二管道40用于將已換熱完畢的的循環(huán)水輸送回地埋管換熱系統(tǒng)50中的各個地埋管換熱井51中進(jìn)行換熱循環(huán)。
[0006]該系統(tǒng)完全利用U型換熱管與土壤的換熱來提取地下熱能，由于換熱介質(zhì)水是通過U型管與土壤間接換熱，根據(jù)綜合傳熱系數(shù)公式
[0007]K=I / (Rf+Rpc+Rb+RsF+Rsp (1-F))
[0008]其中，Rf為傳熱介質(zhì)與U型管內(nèi)壁的對流換熱熱阻；RP。為U型管的管壁熱阻；Rb為鉆孔灌漿回填材料熱阻；RS為地層熱阻；RSP為短期脈沖引起的附加熱阻；F為制熱運(yùn)行份額。可以看出，所述綜合傳熱系數(shù)K受到較多因素影響，其綜合傳熱系數(shù)值較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種地埋管虹吸換熱井，該地埋管虹吸換熱井的綜合熱傳系數(shù)較大，且不需要回灌地下水，不會造成地面下沉的危險。
[0010]本實(shí)用新型提供的一種地埋管虹吸換熱井，采用以下技術(shù)方案:
[0011]一種地埋管虹吸換熱井，包括虹吸換熱井系統(tǒng)、機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)以及連接所述虹吸換熱井系統(tǒng)和機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)的第一管道和第二管道，所述虹吸換熱井系統(tǒng)包括虹吸井、虹吸換熱井以及連接所述虹吸井和虹吸換熱井的第三管道，所述虹吸換熱井內(nèi)還設(shè)置有帶孔套管，所述第三管道伸入虹吸換熱井中，同時也伸入虹吸井中；
[0012]在所述虹吸井內(nèi)還設(shè)置有虹吸井潛水泵，所述第一管道的一端與虹吸井潛水泵連接，另一端與所述機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)連接；所述第二管道的一端與所述機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)連接，另一端與所述虹吸換熱井連接。
[0013]優(yōu)選的，所述第三管道伸入帶孔套管中。
[0014]優(yōu)選的，所述虹吸換熱井為多個。
[0015]優(yōu)選的，所述帶孔套管為柱體。
[0016]優(yōu)選的，在所述柱體表面上開設(shè)有小孔。
[0017]優(yōu)選的，所述小孔為多個。
[0018]由于所述虹吸換熱井采用的是帶孔的套管，位于虹吸換熱井中的地下水能夠直接與土壤進(jìn)行熱交換，從而大大提高了所述地埋管虹吸換熱井的綜合熱傳系數(shù)；且被所述第二管道輸送回到虹吸換熱井中的部分回水會通過所述套管上的孔重新滲透進(jìn)土壤中，同時，土壤中的地下水也會向換熱井中滲透，從而使所述地下水保持循環(huán)，本實(shí)用新型所述的地埋管虹吸換熱井不需要回灌地下水，也就不會產(chǎn)生地面下沉的危險情況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)階段地下井水源熱泵系統(tǒng)示意圖；
[0020]圖2是現(xiàn)階段土壤源地埋管熱泵系統(tǒng)示意圖
[0021]圖3是本實(shí)用新型所述的一種地埋管虹吸換熱井的整體示意圖；
[0022]圖4是帶孔套管的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合圖3和圖4詳細(xì)描述本實(shí)用新型實(shí)施例。
[0024]圖3是本實(shí)用新型所述的一種地埋管虹吸換熱井的整體示意圖，如圖所示，所述地埋管虹吸換熱井包括虹吸換熱井系統(tǒng)60、機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20以及連接所述虹吸換熱井系統(tǒng)60和機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20的第一管道30和第二管道40。
[0025]繼續(xù)如圖3所示，所述虹吸換熱井系統(tǒng)60置于室外，包括虹吸井62、虹吸換熱井61以及連接所述虹吸井62和虹吸換熱井61的第三管道70。為具有更好的換熱效果，所述虹吸換熱井61優(yōu)選的設(shè)置多個，在所述虹吸換熱井61中還設(shè)置有帶孔套管64，所述第三管道70伸入虹吸換熱井61中，同時也深入虹吸井62中，優(yōu)選的，所述第三管道70伸入帶孔套管64中；在所述虹吸井62內(nèi)還設(shè)置有虹吸井潛水泵63,如圖所示,所述第一管道30的一端與虹吸井潛水泵63連接，另一端與所述機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20連接；所述第二管道40的一端與所述機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20連接，另一端與所述虹吸換熱井61連接。
[0026]當(dāng)所述機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20需要收集熱量時，系統(tǒng)循環(huán)水通過所述第二管道40進(jìn)入所述虹吸換熱井61中與土壤進(jìn)行熱交換，獲取地下土壤的熱量并匯集到第三管道70中；同時，由于虹吸換熱井61與虹吸井62的水位差，進(jìn)入到所述虹吸換熱井61中的循環(huán)水，其中一部分以滲透的方式直接將土壤的熱量通過土壤滲透進(jìn)入到所述虹吸井62中，再由所述虹吸井潛水泵63將進(jìn)入虹吸井62中的循環(huán)水抽出并通過第一管道30輸送至機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)20中進(jìn)行熱交換，交換完畢后的回水被所述第二管道40輸送回虹吸換熱井61中。
[0027]圖4是所述帶孔套管64的整體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述帶孔套管64為柱體，在所述柱體表面上開設(shè)有多個小孔65，當(dāng)本實(shí)用新型所述的地埋管虹吸換熱井開始工作時，位于虹吸換熱井61中的循環(huán)水通過所述小孔65可以與土壤直接接觸進(jìn)行熱交換，根據(jù)上述綜合傳熱系數(shù)公式
[0028]K=I / (Rf+Rpc+Rb+RsF+Rsp (1-F))
[0029]由于地下水與土壤是直接接觸進(jìn)行熱交換，因此，本實(shí)用新型所述的地埋管虹吸換熱井的綜合熱傳系數(shù)將與所述Rf、Rpc以及Rb均無關(guān)，其綜合傳熱系數(shù)
[0030]K，=1 / (RsF+Rsp (1-F))
[0031]在相同的Rs、Rsp和F的情況下，K’ >K,即本實(shí)用新型所述的地埋管虹吸換熱井的綜合傳熱系數(shù)大于現(xiàn)有的土壤源地埋管熱泵系統(tǒng)的綜合傳熱系數(shù)。如上所述，由于所述虹吸換熱井61采用的是帶孔的套管64，因此，被所述第二管道40輸送回到虹吸換熱井61中的部分回水會通過所述套管64上的小孔65重新滲透進(jìn)土壤中，同時，土壤中的地下水也會向虹吸換熱井61中滲透，從而使所述循環(huán)水量保持恒定。因此，本實(shí)用新型所述的地埋管虹吸換熱井不需要回灌地下水，也就不會產(chǎn)生地面下沉的危險情況。
[0032]本實(shí)用新型詳細(xì)描述了利用所述地埋管虹吸換熱井在供熱使用時的情況，在夏季，當(dāng)室內(nèi)需要供冷時，也可使用本實(shí)用新型所述的地埋管虹吸換熱井，其換熱原理與本實(shí)用新型所述的原理大體相同，不同之處僅在于，此時，利用此地埋管虹吸換熱井從地下?lián)Q取的是冷量而非熱量。
【權(quán)利要求】
1.一種地埋管虹吸換熱井，包括虹吸換熱井系統(tǒng)(60)、機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)(20)以及連接所述虹吸換熱井系統(tǒng)(60)和機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)(20)的第一管道(30)和第二管道(40)， 其特征在于，所述虹吸換熱井系統(tǒng)(60)包括虹吸井(62)、虹吸換熱井(61)以及連接所述虹吸井(62)和虹吸 換熱井(61)的第三管道(70)，所述虹吸換熱井(61)內(nèi)還設(shè)置有帶孔套管(64)，所述第三管道(70)伸入虹吸換熱井(61)中，同時也深入虹吸井(62)中； 在所述虹吸井(62)內(nèi)還設(shè)置有虹吸井潛水泵(63)，所述第一管道(30)的一端與虹吸井潛水泵(63)連接，另一端與所述機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)(20)連接；所述第二管道(40)的一端與所述機(jī)房管道設(shè)備系統(tǒng)(20)連接，另一端與所述虹吸換熱井(61)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地埋管虹吸換熱井，其特征在于，所述第三管道(70)伸入帶孔套管(64)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地埋管虹吸換熱井，其特征在于，所述虹吸換熱井(61)為多個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種地埋管虹吸換熱井，其特征在于，所述帶孔套管(64)為柱體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種地埋管虹吸換熱井，其特征在于，在所述柱體表面上開設(shè)有小孔(65)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種地埋管虹吸換熱井，其特征在于，所述小孔(65)為多個。
【文檔編號】F25B30/06GK203572096SQ201320739698
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】沈錫騫 申請人:沈錫騫