地埋管换热器温度场强化平衡方法与流程

本发明属于地热技术领域，尤其涉及一种地埋管换热器温度场强化平衡方法。

背景技术：

现有地埋管换热器的设计都是根据原始岩土体的热物性来计算地埋管换热器的传热温度场以及换热量，从而确定地埋管换热器的数量。地埋管换热器周围温度场热传递以导热传热方式为主，地下埋管温度场热量调蓄半径一般固定在0-3米的范围。使地下埋管占地面积往往要求相对较大，地埋管数量也会比较多，导致地埋管换热系统的投资几乎占到整个土壤源热泵系统总投资的1/3以上，大大超过传统空调冷热源的投资费用，成为土壤源热泵大规模推广的瓶颈或痛点。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明要解决背景技术中的部分问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种地埋管换热器温度场强化平衡方法，包括如下步骤：将地埋换热器埋入土中；在所述地埋换热器沿地下水下流方向钻抽水井；在所述地埋换加热器沿地下水上流方向设置数个回灌井；将抽水井中的水抽送至回灌井中。

在一些实施例中，在所述地埋换热器沿地下水下流方向钻抽水井，还包括，所述抽水井深度和地埋管换热器深度相同。

在一些实施例中，在所述地埋换热器沿地下水下流方向钻抽水井，还包括，抽水井用潜水泵平缓的抽取地下水，抽水量以抽到沙子为止。

在一些实施例中，所述地埋换热器沿地下水下流方向至少设有一个抽水井，为了满足抽水井中潜水泵的安装空间要求，抽水井的口径应该不小于300mm。

在一些实施例中，所述地埋换热器沿地下水上流方向至少设有两个回灌井，成井施工工艺和回灌管安装所需，每个回灌井的口径不小于150mm。

在一些实施例中，将太阳能水、余热水或地热尾水输送至回灌井中。

由于采用了上述技术方案，与现有的技术相比，本发明通过调节地下岩土体水流强制径流，使土壤水流的热传递由原始的热传导加自然对流状态变为强制对流状态，大量提高强土壤与地埋管换热器的传递热量的能力，使地埋管换热器温度场以原始的热传导传热方式为主变为对流换热方式为主，强化岩土层的导热性能，扩大地埋管温度场的蓄能半径，增强地埋管周围岩土层的热能调蓄能力和热容性，从而增加了地埋管换热器的换热能力，减少地埋管换热器数量，降低土壤源热泵地埋管换热器部分的初始投资。

附图说明：

图1是本发明的实施例示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例：如图1所示，本实施例提供了一种地埋管换热器温度场强化平衡方法，包括如下步骤：将地埋换热器埋入土中；在所述地埋换热器沿地下水下流方向钻抽水井；在所述地埋换加热器沿地下水上流方向设置数个回灌井；将抽水井中的水抽送至回灌井中。

在本实施例的一些具体实施方式中，在所述地埋换热器沿地下水下流方向钻抽水井，还包括，所述抽水井深度和地埋管换热器深度相同。

在本实施例的一些具体实施方式中，在所述地埋换热器沿地下水下流方向钻抽水井，还包括，抽水井用潜水泵平缓的抽取地下水，抽水量以抽到沙子为止。

在本实施例的一些具体实施方式中，所述地埋换热器沿地下水下流方向至少设有一个抽水井，为了满足抽水井中潜水泵的安装空间要求，抽水井的口径应该不小于300mm。

在本实施例的一些具体实施方式中，所述地埋换热器沿地下水上流方向至少设有两个回灌井，成井施工工艺和回灌管安装所需，每个回灌井的口径不小于150mm。

在本实施例的一些具体实施方式中，将太阳能水、余热水或地热尾水输送至回灌井中。

在本实施例的一些具体实施方式中，

(1)在地埋管换热器温度场区域钻抽水井，深度和地埋管换热器深度相同。抽水井用潜水泵平缓的抽取地下水，抽水量以水中不出沙为原则。在地埋管换热器温度场范围内水的径流上游区域设置数个小口径回灌井，将抽取的地下水全部持续回灌至回灌井中。这样就增强了地埋管换热器温度场地下水径流的流速，降低了地埋管换热器周边的换热热阻，增强了地埋管换热器周围岩土层换热能力，同时也扩大了地埋管蓄热范围，增强了地埋管换热器热量的调蓄能力和热容性。

(2)人为强化地埋管换热器温度场系统中回灌井和抽水井可以根据地下水资源结合地下水源热泵系统的抽水井和回灌井设置，强化地埋管换热器的单位换热能力，进而减少地埋管换热器的设计数量，从而降低人为强化地埋管换热器温度场系统的投资费用。

(3)人为强化地埋管换热器温度场系统关键的回灌井与抽水井的水量、深度以及与地埋管换热器的距离根据当地原始土壤的热物性、地下水特性以及地埋管换热器最优的经济性来确定。

(4)人为强化地埋管换热器温度场系统中回灌井水的温度在夏季土壤源热泵制冷时可以根据当地资源情况采用温度低的水(井水、河水、雨水等)，在冬季土壤源热泵制热时可以采用温度高的水(太阳能水、余热水、地热尾水等)，这样不仅可以增强地埋管换热器温度场的调蓄容量，还可以提高土壤源热泵运行效率，减少系统运行费用，起到节能降耗的作用。

以上结合附图详细描述了本发明的优选方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明的各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种地埋管换热器温度场强化平衡方法，包括如下步骤：将地埋换热器埋入土中；在所述地埋换热器沿地下水下流方向钻抽水井；在所述地埋换加热器沿地下水上流方向设置数个回灌井；将抽水井中的水抽送至回灌井中；由于采用了上述技术方案，与现有的技术相比，本发明通过调节地下岩土体水流强制径流，使土壤水流的热传递由原始的热传导加自然对流状态变为强制对流状态，大量提高强土壤与地埋管换热器的传递热量的能力，使地埋管换热器温度场以原始的热传导传热方式为主变为对流换热方式为主，强化岩土层的导热性能，扩大地埋管温度场的蓄能半径，增强地埋管周围岩土层的热能调蓄能力和热容性。

技术研发人员：桂江波;陈伟
受保护的技术使用者：北京泰利新能源科技发展有限公司
技术研发日：2019.01.17
技术公布日：2019.05.17