一种开式单管型垂直埋管地源热泵系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种开式单管型垂直埋管地源热泵系统，利用地下岩土层温度相对稳定的特性，以水作为换热介质，包括单管换热井、潜水泵、井口装置、上行管、下行管、热泵，所述单管换热井上部为护壁管，所述单管换热井下部为自然井壁，所述潜水泵设于所述单管换热井的上部或下部。本发明的有益效果在于：以水为介质，通过钻入地下的单管换热井，将水引入井的最深处，水在井内循环，在井的上部通过不锈钢护壁管，与周围土壤进行高效换热，在井的下部，直接与自然井壁进行高效热交换，成井后无需灌浆回填封孔，可降低了钻井费用及钻井数量，节省占地面积。
【专利说明】 一种开式单管型垂直埋管地源热泵系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种浅层地热能利用领域，具体涉及一种开式单管型垂直埋管地源热栗系统。
【背景技术】
[0002]伴随着科学技术的发展，冷却塔加锅炉的传统方式因其需要制冷和加热两套机组，运行费用高，且对环境有污染，越来越不被人们所接受。地源热泵系统利用绿色的可再生能源——浅层地热能，可供暖、制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原有的供热锅炉、空调和生活热水加热的三套系统，运行费用低，且无污染成为目前可使用的对环境友好、有效的空调系统。
[0003]作为地源热泵的一种，常规垂直埋管地源热泵系统的单井换热量低，钻孔埋管数量多，占地面积大，对于岩石性地质，钻井费用高。这些都限制了常规垂直埋管地源热泵系统的发展，如何增强单井换热量，减少钻井数量、节省占地面积及钻井费用，是目前常规垂直埋管地源热泵系统需要解决的重要问题。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种开式单管型垂直埋管地源热泵系统。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:一种开式单管型垂直埋管地源热泵系统，利用地下岩土层温度相对稳定的特性，以水作为换热介质，包括单管换热井、潜水泵、井口装置、上行管、下行管、热泵，所述单管换热井上部为护壁管，所述单管换热井下部为自然井壁，所述潜水泵设于所述单管换热井的上部或下部。
[0006]优选地，所述护壁管设于岩土结构松软、遇水易软化、地下裂隙丰富的区域，所述自然井壁设于岩土结构坚固、遇水不软化的区域。
[0007]优选地，所述上行管深入所述单管换热井底与所述潜水泵相连，所述下行管设于所述井口装置处与所述热泵相连。
[0008]优选地，所述上行管为柔性复合保温管。
[0009]优选地，所述护壁管为不锈钢波纹管。
[0010]优选地，所述不锈钢波纹管采用法兰连接或焊接制成。
[0011]采用以上技术方案的有益效果是:以水为介质，通过钻入地下的单管换热井，将水引入井的最深处，水在井内循环，在井的上部通过不锈钢护壁管，与周围土壤进行高效换热，在井的下部，直接与自然井壁进行高效热交换，成井后无需灌浆回填封孔，可降低了钻井费用及钻井数量，节省占地面积。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本发明一种开式单管型垂直埋管地源热泵系统的结构示意图。
[0014]图中数字所表示的相应部件名称:
1、单管换热井 2、上行管 3、下行管 4、潜水泵 5、井口装置6、热泵
7、护壁管 8、自然井壁 9、接建筑负荷端10、松软遇水易软化的地质11、结构坚固遇水不软化的地质。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
[0016]如图1所示，该系统利用地下岩土温度相对稳定的特性，以水做为换热介质，包括单管换热井1、上行管2、下行管3、潜水泵4、井口装置5、热泵6、护壁管7、自然井壁8以及接建筑负荷端9。在松软遇水易软化的地质10处，单管换热井I上部为护壁管7，在结构坚固遇水不软化的地质11处单管换热井I下部为自然井壁8，潜水泵4可根据单管换热井I的深度安放，单管换热井I较浅，潜水泵4放在井的下部；单管换热井I较深，潜水泵4放在井的上部，再通过深入井底的上行管2与潜水泵4相连，下行管3设于所述井口装置5处与热泵6相连，上行管2为柔性复合保温管，单管换热井I的护壁管7为传热性能好、轴向刚性，径向柔性的不锈钢波纹管，不锈钢材质可根据具体水文地质条件决定，不锈钢波纹管采用法兰连接或焊接制成。
[0017]系统运行过程中，通过潜水泵4抽取单管换热井I底部的地源水，通过上行管2送至热泵6，把浅层地热能传输给热泵6，换热后的地源水通过下行管3回到单管换热井I的上部，水在井内循环，在井的上部通过不锈钢护壁管7与周围土壤进行高效换热，在井的下部，直接与自然井壁8进行高效热交换，再通过上行管2被潜水泵4抽取送至热泵6，完成换热循环过程，成井后无需灌浆回填封孔，可降低了钻井费用及钻井数量，节省占地面积。
[0018]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种开式单管型垂直埋管地源热泵系统，利用地下岩土层温度相对稳定的特性，以水作为换热介质，其特征在于，包括单管换热井、潜水泵、井口装置、上行管、下行管、热泵，所述单管换热井上部为护壁管，所述单管换热井下部为自然井壁，所述潜水泵设于所述单管换热井的上部或下部。
2.根据权利要求1所述的开式单管型垂直埋管地源热泵系统，其特征在于，所述护壁管设于岩土结构松软、遇水易软化、地下裂隙丰富的区域，所述自然井壁设于岩土结构坚固、遇水不软化的区域。
3.根据权利要求1所述的开式单管型垂直埋管地源热泵系统，其特征在于，所述上行管深入所述单管换热井底与所述潜水泵相连，所述下行管设于所述井口装置处与所述热泵相连。
4.根据权利要求1所述的开式单管型垂直埋管地源热泵系统，其特征在于，所述上行管为柔性复合保温管。
5.根据权利要求1所述的开式单管型垂直埋管地源热泵系统，其特征在于，所述护壁管为不锈钢波纹管。
6.根据权利要求5所述的开式单管型垂直埋管地源热泵系统，其特征在于，所述不锈钢波纹管采用法兰连接或焊接制成。
【文档编号】F24J3/08GK103925738SQ201310008856
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月10日 优先权日:2013年1月10日
【发明者】陈克非, 唐卫华, 陈从余, 徐喆, 张吉, 于磊, 顾小飞, 沈娜, 杨国旗 申请人:江苏望远节能科技开发有限公司