土壤储冷热系统保温方法设施与流程

本发明涉及土壤储冷热系统保温方法设施。

背景技术：

土壤储冷热系统还是一项刚走出实验室的新技术，土壤储冷热系统的热损控制需要发明更多新技术。

技术实现要素：

本发明的目的之一是要提供一种土壤储冷热系统保温方法。

本发明的土壤储冷热系统保温方法：建造一个土壤储冷热系统，包括深入土壤的换热元器件、连接所述换热元器件的母管和土壤，换热元器件内灌注热媒，通过热媒与土壤换热；在所述换热元器件最上面一段上设置绝热层；所述绝热层所在的土壤层参与储冷热的能力弱；从而在所述土壤储冷热系统与地表之间形成一个隔离层，所述隔离层减小土壤储冷热系统对与地面的热传导。

在一个可能的设计中，所述隔离层的厚度为2米以上。

有益效果：本发明由于所述隔离层的存在，减少了土壤储冷热系统的热损，起到与在所述土壤储冷热系统的上方铺设绝热材料层相近的保温效果；但本实施发明设置隔离层获得的保温能力，无需挖去所述土壤储冷热系统上面的土方、铺设绝热材料后再回填所述土方，其工程量和材料成本均要节省90%以上。

本发明对环境和地面既有设施包括构筑物友好、所述隔离层对地表状态的改变不敏感。

附图说明

图1是一个在土壤储冷热系统的换热元器件上设置绝热套管形成土壤隔离层的结构示意图；

图2是一台重力驱动土壤储冷热系统换热元器件套管机的工作原理图；

图3、4分别是一个可翻动减阻底盘在合拢和翻下时的状态上视图图；

图5、6分别是一个可翻动减阻底盘在合拢和翻下时的剖视结构示意图。

图中1换热元器件；2母管；3土壤；4绝热套管；5隔离层；6卷扬机；7护管；8供水管；9供水源；10工程车；11机架；12底盘分片；13一维转动副机构；14滚轮；15拉索孔；16拉索；17弹簧片；18减阻表面；19出孔；20吊索；21连接件；22边界；23流体薄层。

具体实施方式

本发明的目的之二是要提供一种带保温层的土壤储冷热系统。本发明的这个目的包括通过图1给出的实施例1实现。

实施例1，建造一个土壤储冷热系统，包括深入土壤的u型井管换热元器件1、连接所述换热元器件的母管2和土壤3，换热元器件1内灌注热媒，通过热媒与土壤换热；

在换热元器件1最上面一段上设置绝热层，套接一段绝热套管4；所述绝热套管所在的土壤层参与储冷热的能力弱；从而在所述土壤储冷热系统与地表之间形成一个隔离层5；所述隔离层减小土壤储冷热系统对与地面的热传导。

绝热套管4的长度，包括为换热元器件1在土壤中的平均换热半径的1.1～2倍并且不少于1米；所述隔离层5越厚，其温度梯度值越小。如果地面为耕作层，所述隔离层的厚度可以从犁底层算起。

实施例1的有益效果：厚达1米以上的隔离层大大减小了土壤储冷热系统边界与外界的温差，能够实现大幅度减小所述土壤储冷热系统热损的目的。

本发明的目的之三是要提供一种土壤储冷热系统换热元器件套管机。

本发明的这一目的这样实现：制造一台土壤储冷热系统换热元器件套管机，包括一台卷扬机、一根带可翻动减阻底盘的护管、一个供水管、一个供水源和控制系统；

可翻动减阻底盘包括采用若干块按照360度圆周角均分的底盘分片组成，底盘分片通过一个一维转动副机构与护管底端连接；可翻动减阻底盘具有两种稳定状态；1）各底盘分片合拢的合拢状态；2）各底盘分片翻下的可通过状态；

可翻动减阻底盘的底面为减阻表面，其包括若干个出孔；出孔通过供水管网、供水管与供水源连通；

令可翻动减阻底盘处于合拢状态，令吊索放下护管并令各出孔出水，出水使减阻表面处的泥土浆料化，泥土的边界被出水冲刷溃散不断后退，在泥土边界与减阻表面之间形成一个流体薄层；流体薄层对护管的抵抗力极弱，护管在其自身重力作用下形成并将绝热套管送到指定位置；然后，

控制系统主机令出孔停止出水，并令卷扬机暂停；将绝热套管与换热元器件固定连接，包括用发泡剂充填绝热套管与换热元器件之间的隙缝；然后，令可翻动减阻底盘处于合拢状态，令卷扬机拉起护管返回。

在一个可能的设计中，可翻动减阻底盘为固定的底盘代替，所述固定底盘的底面为减阻表面，其包括若干个出孔；出孔通过供水管网、供水管与供水源连通；

所述固定底盘与护管零插拔连接；当护管被拉起时，直接与所述固定底盘脱离；所述固定底盘留在现场，包括作为重物与绝热套管连接并拉住绝热套管。

图2～6给出实施例2。

实施例2，制造一台土壤储冷热系统换热元器件套管机，包括一台卷扬机6、一根带可翻动减阻底盘的护管7、一个供水管8一个供水源9和控制系统。套管机包括安装在一台工程车10上；工程车包括一个机架11；

可翻动减阻底盘包括采用8块按照360度圆周角均分的底盘分片12组成，底盘分片通过一个一维转动副机构13与护管底端连接；底盘分片的活动端包括一个滚轮14，滚轮的表面与其所接触的换热元器件1的表面相吻合；底盘分片包括一个拉索孔15，并用一根拉索16穿接各底盘分片的拉索孔使所有底盘分片合并为一体；拉索15的一端通向护管上方并固定，保持可翻动减阻底盘的合拢状态。底盘分片11和护管底端并通过一个弹簧片17传动连接；在所有底盘分片合并为一体时，弹簧片16被压弯；此时弹簧片16存在将底盘分片翻下的势能。

可翻动减阻底盘的底面为减阻表面18，其包括若干个出孔19；出孔通过供水管网、供水管与供水源连通。

实施例2的工作原理：移动工程车到换热元器件1的正上方；卷扬机通过吊索20与带可翻动减阻底盘的护管7连接；护管内置入绝热套管4；绝热套管4内穿过一根连接件21；连接件包括采用钢丝绳或者杆子；连接件上端与机架连接并可调整其状态；连接件下端与换热元器件1的接口传动连接。令连接件对换热元器件施加0.5～3千克的力使换热元器件挺直向上；

令吊索放下护管并令各出孔出水，出水使减阻表面处的泥土浆料化，泥土3的边界22被出水冲刷溃散不断后退，在泥土边界与减阻表面之间形成一个流体薄层23；流体薄层对护管的抵抗力极弱，护管在其自身重力作用下形成并将绝热套管送到指定位置；

控制系统主机令出孔停止出水，并令卷扬机暂停；将绝热套管与换热元器件固定连接，包括用发泡剂充填绝热套管与换热元器件之间的隙缝；

然后，释放拉索16，各底盘分片在弹簧片作用下处于翻下状态如图2中的两段竖直双虚线及图4和图6所示；

令卷扬机拉起护管返回，套接绝热套管的任务完成。

在一个可能的设计中，在护管下沉到泥土中时，绝热套管先不放入；等到护管下沉到位，用工业吸尘器将护管内的泥浆抽吸干净；然后放下绝热套管并将其与换热元器件固定连接，再令护管返回。

在一个可能的设计中，可翻动减阻底盘的各底盘分片采用其它方式合拢和翻下，包括利用电动锁扣使得所述各底盘分片保持合拢状态；并利用各底盘分片的自身重力翻下。各底盘分片翻下，可翻动减阻底盘及处于可通过状态——令绝热套管能够通过所述可翻动减阻底盘。

在一个可能的设计中，所述换热元器件为钻头钻井设施建设的换热元器件。