本发明属于地源热泵技术领域，特别涉及一种免抽取地下水式水源热泵，主要应用于冬季采暖、夏季中央空调制冷领域。
背景技术：
在目前现有的地源热泵空调系统中，地下水源热泵系统需要抽取地下水，由于不能做到100%的同层回灌，它的应用受到了严格的限制；竖直井地埋管地源热泵系统因竖直井的数量多、占地面积大、造价高而无法大面积地应用。
技术实现要素：
为了解决现有地源热泵空调系统中存在的技术缺陷，本发明提供了一种免抽取地下水式水源热泵，保护了地下水资源，解决了地下水源热泵不能做到100%的同层回灌问题；这种免抽取地下水式水源热泵，单口井的换热量是竖直井地埋管（pe管）的10倍以上，在地表层土壤含水量丰富的地区，可以达到30-40倍，大幅度地减少了竖直井地埋管地源热泵系统竖直井的数量、占地面积和造价。
本发明所采用的技术方案：
一种免抽取地下水式水源热泵，由地源井热交换部件和热能传递末端部件构成。地源井热交换部件是把地表浅层水中的热能传递给循环介质；热能传递末端部件是把循环介质的热能传递到末端循环水中。这个热能传递的过程在夏季是反向的。两个部件之间由管路通过连接管路连接，管路中循环的介质是制冷剂或是载冷剂。
地源井热交换部件（循环介质与井水的换热器）：
地源井热交换部件设置在地源井下部的水中，主要由上端节、中间节、下端节部件构成。
上端节主要由下列部件构成：连接管路，进水网孔，潜水泵，上端节凸型接头固定法兰板，上端节凸型接头。
中间节主要由下列部件构成：中间节凹型接头，中间节凹型接头固定板，管束固定网板，中间节壳体，中间节凸型接头固定法兰板，中间节凸型接头，中间节上端法兰，中间节管束。
下端节主要由下列部件构成：下端节凹型接头，下端节凹型接头固定板，下端节管束，出水网孔，下端节壳体，下端节上端法兰。
中间节可由一节或数节组成。中间节管束、下端节管束均由导热系数高的金属材料构成。
地源井热交换部件的工作过程如下：
冬季采暖时：
地源井水从上端节的进水网孔进入上端节，潜水泵把井水向下排放至中间节壳体、下端节壳体中，与中间节管束和下端节管束进行热交换，使井水温度下降，然后由下端节出水网孔排出，由于冷水的比重大，从出水网孔排出的井水会自动下沉到地表水层的更深处；管束中的制冷剂或载冷剂吸收井水的热能后，通过连接管路把制冷剂或载冷剂中的热能交换给热能传递末端部件。
夏季制冷时：
地源井水从上端节的进水网孔进入上端节，潜水泵把井水向下排放至中间节壳体、下端节壳体中，与中间节管束和下端节管束进行热交换，使井水温度上升，然后由下端节出水网孔排出，由于热水的比重小，从出水网孔排出的井水会自动上浮到地表水层的上面；管束中的制冷剂或载冷剂把热能释放给井水后，通过连接管路把制冷剂或载冷剂中的“冷量”交换给热能传递末端部件。
热能传递末端部件：
当选用带有四通阀小功率压缩机系统时，其结构由压缩机节流组件及制冷剂与末端循环水的热交换器组成，连接管路中的循环介质是制冷剂，夏季空调制冷使用时，地源井热交换部件就相当于机组的冷凝器；冬季采暖使用时，地源井热交换部件就相当于机组的蒸发器。
当选用没有四通阀的大功率压缩机系统时，其结构与水源热泵、水冷机组相同，连接管路中的循环介质是载冷剂。
优选的，当热能传递末端部件选用：带有四通阀的小功率压缩机系统时，通过四通阀实现冬季采暖与夏季制冷的转换。
优选的，当热能传递末端部件选用：没用四通阀的大功率压缩机系统时，通过管路阀门实现冬季采暖与夏季制冷的转换。
优选的，当热能传递末端部件选用：带有四通阀的小功率压缩机系统时：由于换热功率小，加之管束中制冷剂与周围水的换热温差较大，此时管束需要的换热面积较小，因此，中间节管束与下端节管束、中间节壳体与下端节壳体可以制做成一体。
优选的，当热能传递末端部件选用：没有四通阀的大功率压缩机系统时：由于换热功率大，加之管束中载冷剂与周围水的换热温差较小，此时管束需要的换热面积较大，因此，中间节可由一节或数节组成。
本发明的有益效果：
1）地下水源热泵无须抽取地下水，做到了100%同层回灌，保护了地下水资源；
2）由于中间节管束和下端节管束均由导热系数高的金属材料构成，换热系数是pe管的10以上，加之潜水泵的井水的循环作用，所以单口井的换热量是竖直井地埋管（pe管）10倍以上，在地表层土壤含水量丰富的地区，可以达到30-40倍，大幅度地减少了地埋管地源热泵系统的竖直井的数量、占地面积和造价；
3）跨季节的热能储存和利用，夏季使用使地下水和土壤升温，相当于给冬季储存热能；冬季使用了夏季储存的热能，同时为夏季储存了“冷能”，起到了夏热冬用，冬冷夏用的作用。
附图说明
图1为本发明的地源井热交换部件的结构主视剖面图；
图2为本发明的沿图1a—a方向的剖面图；
图3为本发明的热能传递末端部件：带有四通阀涡旋压缩机小功率系统连接示意图；
图4为本发明的热能传递末端部件：没有四通阀螺杆压缩机大功率系统连接示意图。
其中：1、连接管路，2、进水网孔，3、潜水泵，4、上端节凸型接头固定法兰板，5、上端节凸型接头，6、凸凹接头密封垫，7、中间节凹型接头固定板，8、中间节凹型接头，9、管束固定网板，10、中间节壳体，11、中间节凸型接头固定法兰板，12、中间节凸型接头，13、下端节凹型接头，14、下端节管束，15、出水网孔，16、下端节壳体，17、下端节凹型接头固定板，18、下端节上端法兰，19、法兰密封垫，20、中间节管束，21、中间节上端法兰，22、法兰连接螺栓，23、制冷剂连接管路，24、涡旋机机体外壳，25、末端循环水管路，26、制冷剂与末端循环水的热交换器，27、涡旋压缩机节流组件（包括压缩机、四通阀、膨胀阀、储液罐、气液分离器），28、29、30、31、管路阀门，32、冷凝器（制冷剂释放热能），33,、螺杆压缩机节流组件（包括压缩机、膨胀阀、储液罐、气液分离器、回油分离器），34、螺杆机机体底盘，35、蒸发器（制冷剂吸收热能），36、载冷剂连接管路。
具体实施方式
参见图，本发明提供了一种免抽取地下水式水源热泵，由地源井热交
换部件和热能传递末端部件组成，地源井热交换部件与热能传递末端部件之间由管路连接，管路中循环介质是制冷剂或是载冷剂。
地源井热交换部件设置在地源井的下部的水中。
地源井热交换部件主要由下列部件组成：
1、连接管路，2、进水网孔，3、潜水泵，4、上端节凸型接头固定法兰板，5、上端节凸型接头，6、凸凹接头密封垫，7、中间节凹型接头固定板，8、中间节凹型接头，9、管束固定网板，10、中间节壳体，11、中间节凸型接头固定法兰板，12、中间节凸型接头，13、下端节凹型接头，14、下端节管束，15、出水网孔，16、下端节壳体，17、下端节凹型接头固定板，18、下端节上端法兰，19、法兰密封垫，20、中间节管束，21、中间节上端法兰，22、法兰连接螺栓。
热能传递末端部件主要由下列部件组成：
带有四通阀涡旋压缩机小功率系统：23、制冷剂连接管路，24、涡旋机机体外壳，25、末端循环水管路，26、制冷剂与末端循环水的热交换器，27、涡旋压缩机节流组件（包括压缩机、四通阀、膨胀阀、储液罐、气液分离器）。
没有四通阀螺杆压缩机大功率系统：28、29、30、31、管路阀门，32、冷凝器（制冷剂释放热能），33,、螺杆压缩机节流组件（包括压缩机、膨胀阀、储液罐、气液分离器、回油分离器），34、螺杆机机体底盘，35、蒸发器（制冷剂吸收热能），36、载冷剂连接管路。
具体实施过程：
地源井热交换部件（循环介质与井水的换热器）：
在地源井热交换部件的上部设置有循环介质进出管连接管路1、潜水泵3、进水网孔2，井水经进水网孔2进入上端节，经潜水泵3向下流经中间节壳体10、下端节壳体16的内侧、中间节管束20、下端节管束14的外侧，与管束中的循环介质进行热交换，然后由下端节的出水网孔15排出；中间节管束20和下端节管束14中的循环介质进入热能传递末端部件。
当热能传递末端部件选用：带有四通阀涡旋压缩机的小功率系统时：连接管路1中的循环介质是制冷剂，由于换热功率小，加之管束中制冷剂与周围水的换热温差较大，此时管束需要的换热面积较小，因此，中间节管束20与下端节管束14、中间节壳体10与下端节壳体16可以制作成一体。
当热能传递末端部件选用：没有四通阀螺杆压缩机的大功率系统时：连接管路中的循环介质是载冷剂，由于换热功率大，加之管束中载冷剂与周围水的换热温差较小，此时管束需要的换热面积较大，因此，换热管束由中间节管束20和下端节管束14组成，中间节管束20和中间节壳体10可由一节或数节组成。
上端节凸型接头5固定在上端节凸型接头固定法兰板4上，中间节凹型接头8固定在凹型接头固定板7上，中间节管束20通过管束固定网板9固定在中间节壳体10内，中间节凸型接头12固定在中间节凸型接头固定法兰板11上，下端节凹型接头13固定在下端节凹型接头固定板17上，下端节管束14通过管束固定网板9固定在下端节壳体16内。
上端节与中间节的连接：上端节凸型接头5插入中间节凹型接头8内，中间节上端法兰21与上端节凸型接头固定法兰板4通过法兰连接螺栓22连接成一体。
中间节与下端节的连接：中间节凸型接头12插入下端节凹型接头13内，下端节上端法兰18与中间节凸型接头固定法兰板11通过法兰连接螺栓22连接成一体。
凸凹接头密封垫6起到凸凹接头之间的密封作用，法兰密封垫19起到法兰盘之间的密封作用。
热能传递末端部件：
例案1：选用带有四通阀涡旋压缩机的小功率系统：
地源井热交换部件与热能传递末端部件之间循环管路中的循环介质是制冷剂，制冷剂连接管路23与连接管路1连接。冬季运行时，地源井热交换部件就相当于水源热泵机组的蒸发器；夏季运行时，地源井热交换部件就相当于水源热泵机组的冷凝器。冬季采暖时，井水中的热能传递给制冷剂，制冷剂再通过涡旋压缩机节流组件（包括压缩机、四通阀、膨胀阀、储液罐、气液分离器）27传递给制冷剂与末端循环水的热交换器26，再由26传递给末端循环水管路25；夏季制冷时，末端循环水管路25中的热能传递给制冷剂，制冷剂中的热能再经27传递给地源井热交换部件，再由地源井热交换部件传递到井水中。26、27安装在涡旋机机体外壳24内。
例案2：选用没有四通阀螺杆压缩机的大功率系统：
地源井热交换部件与热能传递末端部件之间循环管路中的循环介质是载冷剂，载冷剂连接管路36与连接管路1连接。
蒸发器（制冷剂吸收热能）35、螺杆压缩机节流组件（包括压缩机、膨胀阀、储液罐、气液分离器、回油分离器）33、冷凝器（制冷剂释放热能）32安装在螺杆机机体底盘34上。
冬季采暖使用时：
开启管路阀门29和31，关闭管路阀门28和30。地源井水中的热能经36、载冷剂连接管路的载冷剂传递给35、蒸发器（制冷剂吸收热能）中的制冷剂，制冷剂通过33、螺杆压缩机节流组件（包括压缩机、膨胀阀、储液罐、气液分离器、回油分离器）传递给32、冷凝器（制冷剂释放热能），再由32、冷凝器（制冷剂释放热能）把制冷剂中的热能传递给25、末端循环水管路。
夏季制冷使用时：
开启管路阀门28和30，关闭管路阀门29和31。25、末端循环水管路中的热能递给35、蒸发器（制冷剂吸收热能）中的制冷剂，制冷剂通过33、螺杆压缩机节流组件（包括压缩机、膨胀阀、储液罐、气液分离器、回油分离器）传递给32、冷凝器（制冷剂释放热能），再由32、冷凝器（制冷剂释放热能）把制冷剂中的热能通过地源井热交换部件传递给地源井的水中。