专利名称：一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调行业地源热泵领域及生活热水供应领域，具体地说是一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器。
背景技术：
近几年来，节能已经成为潮流，环保已经成为不可阻挡的趋势。在建筑节能领域中，地源热泵作为一种节能、环保的中央空调系统，获得了飞速发展。一种“裸井”式地源热泵较常规U型埋管换热器换热效率较高、占地面积较少、初投资较小，施工工期较短，是一种高效的地源热泵技术，但是，该系统的适用条件苛刻，只适宜在开孔即强岩层(如花岗岩、石英砂岩等)的地区或者覆盖层不厚(30m以内)且覆盖层下为强岩层的地区。遗憾的是国内很多地区不具备这样的地质条件；因此，改进地源热泵室外换热器的结构形式及施工工艺，提高换热器的适用范围将具有很好的经济效益、社会效益和环境效益。
发明内容本实用新型的目的是改进原有的地源热泵室外“裸井”换热器，扩大裸井换热器的应用范围，代替常规的地源热泵U型埋管换热器。本实用新型一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器，包括:初始钻孔壁1，初始钻孔壁I内设置有钢套管2，在初始钻孔壁I与钢套管2之间为浆料层3，钢套管2的下方设置有具有导入作用的保护挡板5，钢套管2内侧靠近内孔壁设置有注浆管4，注浆管4在钢套管2底部设置一个三通，通过一个 90°弯头形成在套管底部对称的两个注浆口 6 ;钢套管2内部设置有潜水泵7及回水管9，潜水泵7与抽水管8相连。所述的初始钻孔壁I采用勘察钻机或者潜孔锤钻机成孔，孔径150mm,孔深80m 200m ；所述的保护挡板5直径小于钢套管2的直径；下套管时起到导入的作用；本实用新型一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器是这样实现的:①采用勘察钻机或者潜孔锤钻机进行钻孔；②成孔后，将钢套管2植入初始钻孔内，套管2内侧靠近内孔壁设置一 DN32钢制
注浆管；③在钢套管2底部设置一个三通，分成两个注浆口 6 ;保护挡板5主要是为了防止注浆口 6在下管过程中被封堵，起保护注浆口的作用；④在钢套管2底端设置保护挡板5 ；⑤套管安装到位后，通过注浆管4向初始孔壁I和钢套管2之间注浆，注浆料为微膨胀水泥；⑥待水泥浆凝固后，便形成了 “裸井”，即可使用“裸井”换热技术。本实用新型一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器的工作原理为:通过设置钢套管2并在套管和钻孔之间的间隙注浆，将原本不稳定的岩土地质条件进行固化，人为造成“裸井”(成孔及固化工艺原理详见附图1)。成孔后，向裸孔内注水，抽水管8深入到裸孔底部，潜水泵7通过抽水管8抽水至热泵机组换热，换热后的介质(水)通过回水管9回至裸井顶部，回水在底部抽水负压作用下自裸井顶部下流至底部，在自上而下的流动过程中，水流与固化后的裸井井壁换热，换热充分后，在底部又被抽水管抽至热泵机组换热，如此循环，形成高效稳定的地源热泵室外换热器，通过热泵机组能够持续而稳定的提供冷热服务。本实用新型一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器的优点是:比常规地源热泵埋管换热器效率高3倍以上，消除了常规换热器存在的冷热不平衡现象；适用与不同地质条件，提高了效率，降低了地源热泵系统的施工成本，缩短了工期。
图1为一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器结构示意图。图2为一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器的工作原理图。
具体实施方式
本实用新型一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器，包括:初始钻孔壁1，初始钻孔壁I内设置有钢套管2，在初始钻孔壁I与钢套管2之间为浆料层3，钢套管2的下方设置有具有导入作用的保护挡板5，钢套管2内侧靠近内孔壁设置有注浆管4，注浆管4在钢套管2底部设置一个三通，通过一个90°弯头形成在套管底部对称的两个注浆口 6 ;钢套管内部设置有潜水泵7及回水管9，潜水泵7与抽水管8相连。
所述的初始钻孔壁I采用勘察钻机或者潜孔锤钻机成孔，孔径150mm,孔深80m 200m ；所述的保护挡板5直径小于钢套管2的直径；下套管时起到导入的作用。一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器设计尺寸为:1、成孔:初始钻孔采用勘察钻机或潜孔锤钻机或者石油钻井成孔，孔径150_，孔深 80m 200m ；2、钢套管2:套管孔径I IOmm,厚度采用6mm,采用镀锌钢管或者不锈钢材质；3、注浆管4:孔径DN32，厚度采用2.3mm ;4、注浆口 6:注浆管底部分出的对称的用于注浆出口，DN32，与缩小颈部平齐；5、保护挡板5:采用钢板,厚度不小于5mm,圆形,直径为100mm,焊接至钢套管2底部缩小的颈部上；6、抽水管8:位于套管2内，深入裸井底部Im左右，采用塑料管，管径80mm ;7、回水管9:位于钢套管2内，深入位于当地静水位lm，采用塑料管。
权利要求1.一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器，包括:初始钻孔壁(I);其特征在于:初始钻孔壁(I)内设置有钢套管(2)，在初始钻孔壁(I)与钢套管(2)之间为浆料层(3)，钢套管(2)的下方设置有具有导入作用的保护挡板(5)，钢套管(2)内侧靠近内孔壁设置有注浆管(4)，注浆管(4)在钢套管(2)底部设置一个三通，通过一个90°弯头形成在套管底部对称的两个注浆口(6);钢套管内部设置有潜水泵(7)及回水管(9)，潜水泵(7)与抽水管(8)相连。
2.根据权利要求1所述的一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器，其特征在于:所述的初始钻孔壁(I)采用勘察钻机或者潜孔锤钻机成孔，孔径150mm，孔深80m 200m。
3.根据权利要求1所述的一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器，其特征在于:所述的保护挡板(5)直径 小于钢套管(2)的直径；下套管时起到导入的作用。
专利摘要一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器，包括初始钻孔壁(1)，初始钻孔壁(1)内设置有钢套管(2)，在初始钻孔壁(1)与钢套管(2)之间为浆料层(3)，钢套管(2)的下方设置有具有导入作用的保护挡板(5)，钢套管(2)内侧靠近内孔壁设置有注浆管(4)，注浆管(4)在钢套管(2)底部设置一个三通，通过一个90°弯头形成在套管底部对称的两个注浆口(6)；钢套管内部设置有潜水泵(7)及回水管(9)，潜水泵(7)与抽水管(8)相连。其优点是比常规地源热泵埋管换热器效率高3倍以上，消除了常规换热器存在的冷热不平衡现象；适用与不同地质条件，提高了效率，降低了地源热泵系统的施工成本，缩短了工期。
文档编号F25B30/06GK203148106SQ20132001826
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者李海峰, 高学军, 叶鹏 申请人:中冶集团武汉勘察研究院有限公司