專利名稱：單井式集熱設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用地下水進行熱交換的單井式集熱設備。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中具有許多種采用地下水進行熱交換的集熱設備，例如中國實用新型專利CN2438969Y中公開的、名稱為井式液體冷熱源裝置，和CN 2489251Y中公開的、名稱為豎式地熱蓄能空調(diào)系統(tǒng)。這類集熱設備的常見缺陷是由于在水井中，排水管所在位置高于吸水管所在位置，在使用集熱設備進行制冷或制熱的過程中，隨著時間的推移，在井下的設備和土壤中，排水-吸水的循環(huán)路線被水中攜帶的砂?；螂s物部分堵塞或全部堵塞，最終將導致地下水井報廢。特別是當?shù)貙咏Y構比較復雜，吸水和排水口分別位于沙石層和粘土層時，因粘土層透水能力差，而造成回流不暢，至使?jié)撍脽o法向系統(tǒng)供水，而使系統(tǒng)不能正常工作。為了防止井下排水-吸水的循環(huán)路線被水中攜帶的砂?；螂s物部分堵塞或全部堵塞，延長地下水井的使用壽命，專業(yè)人員付出了種種努力。
實用新型內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供一種能夠有效防止井下排水-吸水的循環(huán)路線被水中的砂粒或雜物部分堵塞或全部堵塞的一種單井式集熱設備。
本實用新型單井式集熱設備，其包括集熱井，與集熱井相連接的提升器，集熱井的出水管分別連通第一平衡水箱和提升器的第一管接口，集熱井的回水管分別連通第二平衡水箱和提升器的第二管接口，所述集熱井包括豎井，在所述豎井內(nèi)從下向上依次設有吸水腔、蓄能器、泵室，所述蓄能器的位置位于地下水位的下方，吸水管的一端連接潛水泵，吸水管的另一端穿過蓄能器位于吸水腔內(nèi)，潛水泵的出水口連通集熱井的出水管，集熱井的排水管的一端穿過蓄能器位子吸水腔內(nèi)，所述集熱井的排水管的另一端連接控制閥的一端，控制閥的另一端連通集熱井的回水管。
按照本實用新型提供的另一種單井式集熱設備，其中所述第一平衡水箱和第二平衡水箱形成整體水箱，由隔板將其隔開。所述出水管通過管接頭分別與第一平衡水箱和所述提升器的第一管接口相連，所述回水管通過管接頭分別與第二平衡水箱和所述提升器的第二管接口相連。
按照本實用新型提供的另一種單井式集熱設備，其中在蓄能器的側壁與豎井的井壁之間具有適當?shù)沫h(huán)形空間，蓄能器具有供地下水進出的通道。
按照本實用新型提供的另一種單井式集熱設備，其中在集熱井的出水管中，在潛水泵的出水口和管接頭之間設有逆止閥，在蓄能器中設有連通外界大氣的放氣閥，在蓄能器和泵室之間設有密封裝置。
按照本實用新型提供的另一種單井式集熱設備，其中所述蓄能器和吸水腔之間設有單向閥。
按照本實用新型提供的另一種單井式集熱設備，其中所述豎井內(nèi)的吸水腔的下部設有沉砂室。
采用本實用新型提供的單井式集熱設備，可以利用地下水資源，通過能量熱交換，進行制冷或制熱。它具有節(jié)能、環(huán)保、可循環(huán)使用的優(yōu)點。尤其是，本實用新型的單井式集熱設備適用于不同地域的復雜地層結構，其能夠有效地使用砂土地層結構，甚至被粘土隔斷的砂土地層結構中的地下水資源。


圖1是本實用新型的單井式集熱設備的結構示意圖。
具體實施方式
如附圖1所示，其中描繪了一種單井式集熱設備，其包括集熱井10與集熱井10相連接的提升器50。提升器50包括由蒸發(fā)器51、壓縮機52、冷凝器53和膨脹閥54組成的制熱回路。提升器50的輸出側與用戶負載相連，其中81表示循環(huán)泵、82表示風盤組。所述第一平衡水箱71和第二平衡水箱72形成整體水箱70。由隔板75將整體水箱70分隔為第一平衡水箱71和第二平衡水箱72。
集熱井10的出水管61分別連通第一平衡水箱71和提升器50的第一管接口65。集熱井10的回水管62分別連通第二平衡水箱72和提升器50的第二管接口67。第一連接管73的一端連通第一平衡水箱71，第一連接管73的另一端連通集熱井10的出水管61的管接頭63。第二連接管74的一端連通第二平衡水箱72，第二連接管74的另一端連通集熱井10的回水管62的管接頭76。
所述集熱井10包括豎井1，在所述豎井1內(nèi)從下向上依次設有吸水腔2、蓄能器13、泵室21。所述蓄能器13的設置位置位于地下水位的下方。蓄能器13與豎井1的井壁之間的間隔以保證將回水全部擠出豎井1為宜，以加強與地層之間的熱交換速度。間隔太小會增加水流阻力。吸水管6的一端連接潛水泵22。吸水管6的另一端穿過蓄能器13位于吸水腔2內(nèi)，潛水泵22的出水口連通集熱井10的出水管61，集熱井10的排水管11的一端穿過蓄能器13位于吸水腔2內(nèi)。所述集熱井10的排水管11的另一端連接控制閥30的一端，控制閥30的另一端連通集熱井10的回水管62。
在蓄能器13的側壁與豎井1的井壁15之間具有空間3。蓄能器13具有供地下水進出的通道。所述蓄能器13和吸水腔2之間設有單向閥8，使得地下水只能單向進入蓄能器13。在集熱井10的出水管61中，在潛水泵22的出水口和管接頭63之間設有逆止閥28。在蓄能器13中設有連通外界大氣的放氣閥26，在蓄能器13和泵室21之間設有密封裝置24。
為了延長集熱井10的使用壽命，在豎井1內(nèi)的吸水腔2的下部可留有容量足夠的沉砂收集室(圖中未示出)。
下面對照附圖1描述本實用新型提供的單井式集熱器的運行過程。
如附圖1所示，在本實用新型提供的單井式集熱器中，潛水泵22和控制閥30聯(lián)動設置，當潛水泵22開啟時，控制閥30關閉。反之，當潛水泵22關閉時，控制閥30開啟。
地下水通過蓄能器13與井壁15之間的環(huán)形空間3進入吸水腔2。
潛水泵22將通過吸水管6吸入的地下水通過出水管6 1泵送到第一平衡水箱71和提升器50。由于本實用新型未涉及提升器構造的改進，為了簡化描述，未在本文中詳細描述提升器的構造和運行過程。關于提升器的構造和運行過程可以參考本申請人的名稱為“能夠提供熱水的地熱蓄能空調(diào)系統(tǒng)”，專利號為02205880.X或者參看背景技術中所提到的專利文件。
進入提升器50的地下水在提升器50中通過釋放熱量或吸收熱量，進行制熱或制冷的能量轉換之后的低溫或高溫水進入第二平衡水箱72。由于第一和第二平衡水箱71和72都是封閉水箱，隨著進入第一平衡水箱71和第二平衡水箱72內(nèi)的水量增多，在平衡水箱內(nèi)的水位逐漸增高，隨之在平衡水箱內(nèi)的壓力逐漸增高。當進入第一平衡水箱71和第二平衡水箱72內(nèi)的水量逐漸增加，當?shù)谝黄胶馑?1內(nèi)的壓力達到預定值，例如4Kg/cm2時，來自潛水泵22的地下水不再進入第一平衡水箱71，而只向提升器50提供地下水。當?shù)诙胶馑?2內(nèi)水壓力增加到預定值，例如4Kg/cm2時，潛水泵22關閉，同時，控制閥30開啟。此時，第一平衡水箱71內(nèi)的水在水箱內(nèi)壓力的作用下進入提升器50進行熱交換，從提升器50中返回的水與來自第二平衡水箱72的水，在第二平衡水箱72內(nèi)壓力的作用下，通過排水管11進入吸水腔2內(nèi)。在壓力作用下，從排水管11排出的水被壓入吸水腔2、蓄能器13和并壁15之間的環(huán)形空間3，以及豎井1周圍的地層，與存在于此的地下水進行熱交換。當?shù)谝黄胶馑?1和第二平衡水箱72內(nèi)的水逐漸流出，壓力逐漸下降到預定值，例如1.5Kg/cm2時，潛水泵22啟動，控制閥30關閉，再次向第一平衡水箱71、提升器50和第二平衡水箱72提供地下水，開始下一個工作循環(huán)。
以上內(nèi)容僅是本實用新型的優(yōu)選實施例。應強調(diào)的是，在不脫離本實用新型思想的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型做出的各種變型或改進均應包括在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種單井式集熱設備，其包括集熱井(10)，與集熱井(10)相連接的提升器(50)，其特征是集熱井(10)的出水管(61)分別連通第一平衡水箱(71)和提升器(50)的第一管接口(65)，集熱井(10)的回水管(62)分別連通第二平衡水箱(72)和提升器(50)的第二管接口(67)，所述集熱井(10)包括豎井(1)，在所述豎井(1)內(nèi)從下向上依次設有吸水腔(2)、蓄能器(13)、泵室(21)，所述蓄能器(13)的位置位于地下水位的下方，吸水管(6)的一端連接潛水泵(22)，吸水管(6)的另一端穿過蓄能器(13)位于吸水腔(2)內(nèi)，潛水泵(22)的出水口連通集熱井(10)的出水管(61)，集熱井(10)的排水管(11)的一端穿過蓄能器(13)位于吸水腔(2)內(nèi)，所述集熱井(10)的排水管(11)的另一端連接控制閥(30)的一端，控制閥(30)的另一端連通集熱井(10)的回水管(62)。
2.按照權利要求1所述的單井式集熱設備，其特征是所述第一平衡水箱(71)和第二平衡水箱(72)形成整體水箱(70)，由隔板(75)將其隔開。所述出水管(61)通過管接頭(63)分別與第一平衡水箱(71)和所述提升器(50)的第一管接口(65)相連，所述回水管(62)通過管接頭(76)分別與第二平衡水箱(72)和所述提升器(50)的第二管接口(67)相連。
3.按照權利要求1或2所述的單井式集熱設備，其特征是在蓄能器(13)的側壁與豎井(1)的井壁(15)之間具有適當?shù)沫h(huán)形空間(3)，蓄能器(13)具有供地下水進出的通道。
4.按照權利要求3所述的單井式集熱設備，其特征是在集熱井(10)的出水管(61)中，在潛水泵(22)的出水口和管接頭(63)之間設有逆止閥(28)，在蓄能器(13)中設有連通外界大氣的放氣閥(26)，在蓄能器(13)和泵室(21)之間設有密封裝置(24)。
5.按照權利要求4所述的單井式集熱設備，其特征是所述蓄能器(13)和吸水腔(2)之間設有單向閥(8)。
6.按照權利要求5所述的單井式集熱設備，其特征是所述豎井(1)內(nèi)的吸水腔(2)的下部設有沉砂室。
專利摘要一種單井式集熱設備，包括集熱井和提升器。集熱井的出水管分別連通第一平衡水箱和提升器的第一管接口，集熱井的回水管分別連通第二平衡水箱和提升器的第二管接口，集熱井包括豎井，在豎井內(nèi)從下向上依次設有吸水腔、蓄能器、泵室，蓄能器的位置位于地下水位的下方，吸水管的一端連接潛水泵，另一端穿過蓄能器位于吸水腔內(nèi)，潛水泵的出水口連通出水管，集熱井的排水管的一端穿過蓄能器位于吸水腔內(nèi)，另一端連接控制閥的一端，控制閥的另一端連通回水管。適用于采集復雜地層結構的地下熱源。
文檔編號F24J3/00GK2636159SQ0325152
公開日2004年8月25日 申請日期2003年4月30日 優(yōu)先權日2003年4月30日
發(fā)明者徐生恒 申請人:徐生恒