CN2807148Y - 非同层回灌式单井抽灌换热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非同层回灌式单井抽灌换热装置，它包括有设备井、水泵及井管，水泵置于地下的井管内，其特征在于设备井内设有箱式带有分水腔的分水器，分水器中部有纵向上下相通的导管，分水器的底部安装有一组分水管，分水管的另一端分别置于地下一组穿过隔水层的地下渗透孔中，一组置于地下渗透孔内的换热棒，其上端通过分水管置于分水器的分水腔内；水泵的上水管通过分水器中部的导管与换热器进水管连接，换热器的回水管与分水器的分水腔相通，它不仅对水文地质条件要求低，而且可在水文地质条件较差的多个含水层下进行单井抽灌，大大拓宽了低温地热的开发利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种换热装置，更具体地说是利用地下浅层地热(能)进行热(冷)交换的非同层回灌式单井抽灌换热装置，适用于采集浅层地热(能)供暖(冷)。
背景技术
随着科技的发展和能源的短缺，对分布广泛、温度恒定、再生性强、储量巨大的地下浅层地热(能)，已引起了人们的广泛关注。由于热泵技术的开发利用，采用地下浅层地热(能)作为冷热源，进行能量转换供暖(冷)已成为现实。但是，现有的低温地热采集装置，大多采用双井或多井抽灌技术，既一个井抽水，另一个或多个井回灌。双井抽灌是以地下水为能量载体，将水从一个地方抽出后通过管道转移到另外一个地方回灌。这一技术不仅钻井数量多，而且改变地下水的分部，长期运行会使抽水井附近降低地下水位，出现地面不均匀沉降等问题，由于地面的不均匀沉降还会影响周边建筑物基础的安全，因此已被限制使用。为了解决上述问题，也有人采用水平回转式单井抽灌换热装置，他是以地下水为介质，只取土壤中的能量，换热后的水通过加压回灌到同一井的同一层水中，作水平回转循环运动，达到利用浅层地热(能)的目的。但是，由于回灌水热(冷)能量的再生来源于土壤，回灌水能量再生的好坏取决于回水与土壤之间的热(冷)交换质量，回灌水在作水平回转循环运动时受到土壤阻力和地球引力的作用，阻碍了回灌水水平运动的流程和区域，使回灌水很难从土壤中提取到需要的浅层地热(能)。为解决这一问题，必须加大回水压力，扩大水井口径。又由于这种回灌方式对水文地质条件要求高，在有隔水层的情况下不能沿纵向回灌，只能在同层水中水平回灌，在有多个隔水层的水文地质条件下，需在每一水层中做一回灌装置，工艺复杂，造价高。而大多数地区的地质含有隔水层，不同程度的限制了浅层地热(能)的开发利用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种非同层回灌式单井抽灌换热装置，它不仅进行单井抽灌，而且对水文地质条件要求低，可在具有多个隔水层的地下进行采集地热，大大拓宽了浅层地热(能)的开发利用。
本实用新型的目的是这样实现的，它包括有设备井、水泵及井管，水泵置于地下的井管内，其特征在于设备井内设有箱式带有分水腔的分水器，分水器中部有纵向上下相通的导管，分水器的底部安装有一组分水管，分水管的另一端分别置于地下一组穿过隔水层的地下渗透孔中，一组置于地下渗透孔内的换热棒，其上端通过分水管置于分水器的分水腔内；水泵的上水管通过分水器中部的导管与换热器进水管连接，换热器的回水管与分水器的分水腔相通。
本实用新型的优点是：
1、由于设备井内有箱式带有分水管的分水器，回灌水通过分水管经地下渗透孔流过隔水层回灌到井管周边的土壤中，防止地下水位下降，对地面没有影响；
2、由于地下渗透孔内壁无衬管，回灌水流经地下渗透孔时与土壤充分接触并渗透回土壤中，又由于地下渗透孔穿插过隔水层，使回灌水在回灌时不受隔水层的限制，无需安装多个回灌装置；
3、由于地下渗透孔沿井管周边环形纵向排列，积累长度是井管的数倍，使回灌水有足够的渗透流程与土壤换热，又由于回灌水沿纵向无压自流回灌，免去了加压设备；
4、由于地下渗透孔内置有换热棒，土壤传导给换热棒上的低温热(能)再传导给回灌水，使回灌水便好的获得土壤中的能量；
5、一组地下渗透孔的回灌流量等于或大于换热器回水管的回水流量，确保实现抽水与回灌在能量交换与流量间的动态平衡。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型的具体结构部分剖面带有局部放大的示意图。
附图标记说明
1、井盖 2、井口 3、设备井 4、导管 5、分水器 6、分水腔 7、分水管 8、换热棒 9、地下渗透孔 10、土壤 11、井管 12、水泵 13、上水管 14、回水管 15、换热器
具体实施方法
在附图1中，设备井3在井管11的上端出口处的地面上用砖混结构砌成深2m的圆形井，设备井3有一个用于维修的井口2及井盖1。设备井3内还有一个圆柱形高1m的分水器5，分水器5用具有一定强度的玻璃钢制成，分水器5内有一个密封的分水腔6，分水器5的中部有一个上下相通用于穿上水管13的导管4。井管11采用钢管制成，井管11在地下的含水层部有滤水孔，将长100m的井管11采用打井工艺下到地下至含水层处。在井管11的上部管口与分水器5中部的导管4相通。水泵12置于井管11的底部，水泵12的上水管13通过导管4、设备井3与换热器15的进水管连接。换热器15的回水管14经设备井3与分水腔6相通。在进管11的周边有均匀分布的六个地下渗透孔。在分水器5的下部有一组六个均匀分布的管状的分水嘴，与分水嘴配合的六根分水管7其上端插置在分水嘴上通过分水嘴与分水器5的分水腔6连通。分水管7的下端分别插接在六个地下渗透孔中。具有一定强度长100m的换热棒8采用5股或5股以上钢丝扭绞制成六根，换热棒8分别插置于井管11周边的6个地下渗透孔中，换热棒8的上端通过分水管7置于分水器5的分水腔6内。分水器5的分水嘴、分水管7、换热棒8及渗透孔9的数量或为六个以上。渗透孔在地下直接钻孔形成，或在渗透孔中插有带换热孔的内衬管，渗透孔内的换热内衬管穿过地下隔水层。
工作时，地下水通过水泵12由井管11抽出，经上水管13送进换热器15，被换热后的回灌水经回水管14送进分水器5的分水腔6内，回灌水在分水器5的分水腔6内再经分水管7回灌到地下渗透孔9中与换热棒8换热后渗透土壤10中，再与土壤10换热后被水泵12再次抽出。
Claims (5)
1、一种非同层回灌式单井抽灌换热装置，它包括有设备井、水泵及井管，水泵置于地下的井管内，其特征在于设备井内设有箱式带有分水腔的分水器，分水器中部有纵向上下相通的导管，分水器的底部安装有一组分水管，分水管的另一端分别置于地下一组穿过隔水层的地下渗透孔中，一组置于地下渗透孔内的换热棒，其上端通过分水管置于分水器的分水腔内；水泵的上水管通过分水器中部的导管与换热器进水管连接，换热器的回水管与分水器的分水腔相通。
2、根据权利要求1所述的非同层回灌式单井抽灌换热装置，其特征在于所述分水嘴、分水管、换热棒及渗透孔数为六个或六个以上。
3、根据权利要求1所述的非同层回灌式单井抽灌换热装置，其特征在于所述换热棒为5股或5股以上的钢丝线。
4、根据权利要求1所述的非同层回灌式单井抽灌换热装置，其特征在于所述渗透孔插有带换热孔的内衬管。
5、根据权利要求4所述的非同层回灌式单井抽灌换热装置，其特征在于所述渗透孔内的换热内衬管穿过地下隔水层。
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| CN102287945A (zh) * | 2011-06-28 | 2011-12-21 | 沈阳中建东设岩土工程有限公司 | 一种多井合一水源热能交换方法及地热井 |
| CN107965936A (zh) * | 2017-12-16 | 2018-04-27 | 郑州驰骋信息技术有限公司 | 一种可移动式地热采集装置 |
| CN114353356A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-15 | 王心海 | 同井提灌低温地热水源设备及方法 |
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- 2005-06-06 CN CN 200520091110 patent/CN2807148Y/zh not_active Expired - Fee Related
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