地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置及其施工方法，通過從多個抽水井組成的抽水井群中，同時抽取地下水的方式，解決單個抽水井水量不足的問題。抽水井群包括抽水主井和抽水輔井，抽水主井和抽水輔井之間通過傾斜的管道直接連接，一個抽水井群共用一臺抽水泵（潛水泵），抽水泵（潛水泵）放置在抽水主井中，抽水輔井中沒有抽水泵（潛水泵）。抽水主井和抽水輔井之間的連通管道，呈傾斜狀，既便于施工，也便于排出管道內(nèi)可能進(jìn)入的泥沙，不至于堵塞管道。將多個抽水井共用一臺水泵抽水，可以減少水泵數(shù)量和電線電纜等材料，降低耗電量和維修維護(hù)工程量，節(jié)省材料節(jié)省成本節(jié)約能源的優(yōu)勢非常明顯。
【專利說明】地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于中央空調(diào)地源熱泵領(lǐng)域，特別涉及一種地下水水源熱泵的水源井及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地下水水源熱泵中央空調(diào)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用多年，是三種地源熱泵技術(shù)中造價最低而且使用最方便可靠的技術(shù)，深受允許使用地下水區(qū)域的業(yè)主青睞，然而由于受到地下水資源的限制，很多地方由于單井的熱源水抽水量不夠，只能采用其他措施，如《水源熱泵蓄能及凝結(jié)水回收裝置》CN201318834公開了一種裝置:設(shè)有一個蓄能水池，蓄能水池里設(shè)有一個凝結(jié)水回收裝置，凝結(jié)水回收裝置與井水抽水管、凝結(jié)水回收管、冷卻水進(jìn)水管聯(lián)通，冷卻水進(jìn)水管通過冷卻水泵與水源熱泵的一端連接，水源熱泵的另一端則通過冷卻水出水管與回灌井聯(lián)通……用來解決水源熱泵運(yùn)行時水量不足、運(yùn)行不穩(wěn)定、運(yùn)行能耗大等問題，很顯然，該項技術(shù)只是讓水泵有正常運(yùn)行的水量，而不是給中央空調(diào)提供足夠數(shù)量的熱源水，不能真正解決中央空調(diào)對熱源水?dāng)?shù)量的需求，所以說并不能真正解決單抽水井熱源水抽水量不足的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]地下水水源熱泵中央空調(diào)中，地下水不僅需要提供冷源，也需要提供熱源，僅僅是滿足設(shè)計流量要求的水量是不夠的，需要的是有一定焓值的足夠流量的熱源水。為了解決以上問題，本發(fā)明提供了兩種地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置及其施工方法，通過從多個抽水井中，同時抽取地下水的方式，解決單個抽水井水量不足的問題。
[0004]本發(fā)明專利提出的地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置，包括兩種方式:第一種是使用多井并聯(lián)，在每一個抽水井中都布置一臺抽水泵(潛水泵)，有多少個抽水井就有多少臺抽水泵(潛水泵)，每個井都設(shè)置止回閥，根據(jù)需要控制適當(dāng)數(shù)量的抽水泵(潛水泵)運(yùn)行，就可以滿足空調(diào)機(jī)組需要的抽水量，而且，還可以根據(jù)實際情況，輪換使用抽水井。將多個抽水井共用一臺水泵抽水，可以減少水泵數(shù)量和電線電纜等材料，降低耗電量和維修維護(hù)工程量，由于抽水泵(潛水泵)的吸程限制，除非是機(jī)房處于抽水井的地下水位以下或者是吸程很小，否則，使用一臺抽水泵(潛水泵)同時在多個抽水井中抽水的方式在實際的工程中很難實施，所以，本發(fā)明采用每個井中布置一臺抽水泵(潛水泵)，以保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠。
[0005]本發(fā)明專利提出的地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置的第二種方式，是使用多井并聯(lián)成一個抽水井群，抽水井群內(nèi)的抽水井直接使用管道連通，一個抽水井群共用一臺抽水泵(潛水泵)。
[0006]抽水井是由多個抽水井共同組成的抽水井群，抽水井群包括抽水主井和抽水輔井。根據(jù)勘測資料和需水量確定井群由多少個井組成，井群內(nèi)各個單井抽水量之和應(yīng)大于機(jī)組需水量，并留有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計余量，一般一個井群布置I個抽水主井和1-5個抽水輔井為宜，根據(jù)抽水影響半徑確定適當(dāng)?shù)木?。井群?nèi)的抽水主井布置于井群中間，整個井群的多個抽水井成一字形排列，并與地下徑流方向垂直，或者設(shè)計成多個抽水輔井環(huán)繞在抽水主井周圍，抽水主井和抽水輔井之間通過傾斜的管道直接連接，一個抽水井群共用一臺抽水泵(潛水泵)，根據(jù)工程實際情況決定使用抽水泵或者潛水泵，潛水泵放置在抽水主井中，抽水泵的吸水管放置在抽水主井中，簡稱為抽水泵(潛水泵)放置在抽水主井中，抽水輔井中沒有抽水泵(潛水泵)。
[0007]抽水主井和抽水輔井之間的連通管道，呈傾斜狀，其管道直徑應(yīng)根據(jù)抽水輔井的抽水量而定，材質(zhì)以PE、PVC、PPR等非金屬管材或者復(fù)合管材為佳，也可以使用無縫鋼管等材料；管道呈傾斜狀，既便于施工，也便于排出管道內(nèi)可能進(jìn)入的泥沙，不至于堵塞管道。抽水主井和抽水輔井之間埋設(shè)的連通管道出口直接連通抽水主井，入口直接連通抽水輔井，出口高于入口或者出口低于入口都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍，以出口低于入口的連通管道更好一些，連通管道內(nèi)的水流方向是由抽水輔井流向抽水主井，就能很方便地將連通管道內(nèi)的泥沙帶到抽水主井中，不會堵塞連通管道，起到了自潔的作用。抽水輔井中的管道進(jìn)口位置較高，但不能高于抽水輔井的動水位，既可以保證抽水輔井中的水順利流入連通管道，也可以使抽水輔井中的泥沙不會進(jìn)入連通管道；在抽水主井中的連通管道出口位置較低，但也不能太低，最好是在抽水泵(潛水泵)的進(jìn)水口附近，管口可以在濾水管外面，也可以伸入濾水管里面。當(dāng)抽水主井中的抽水泵(潛水泵)運(yùn)行時，由于抽水主井的水量不夠，液面自然下降，形成液面漏斗，抽水輔井中的井水通過抽水主井和抽水輔井之間的連通管道流入抽水主井，從而自動滿足總抽水量的要求。
[0008]地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置的施工方法，是使用多井并聯(lián)成一個抽水井群的施工方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟I根據(jù)勘測資料和需水量確定井群由多少個井組成，井群內(nèi)各個單井抽水量之和應(yīng)大于機(jī)組需水量，并留有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計余量，一般一個井群布置I個抽水主井和1-5個抽水輔井為宜，根據(jù)抽水影響半徑確定適當(dāng)?shù)木?，完成井群設(shè)計，井群內(nèi)的抽水主井布置于井群中間，整個井群的多個抽水井成一字形排列，并與地下徑流方向垂直，或者設(shè)計成多個抽水輔井環(huán)繞在抽水主井周圍；
步驟2根據(jù)常規(guī)鉆井方法鉆抽水主井，并進(jìn)行抽水試驗,測量動水位,復(fù)核實際抽水量，如果實測數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)有較大出入時，應(yīng)向用戶和設(shè)計單位報告，建議修正設(shè)計方案；
步驟3根據(jù)設(shè)計位置鉆抽水輔井，并進(jìn)行抽水試驗，測量動水位，復(fù)核實際抽水量，如果實測數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)有較大出入時，應(yīng)向用戶和設(shè)計單位報告，建議修正設(shè)計方案；
步驟4根據(jù)抽水主井和抽水輔井的井深和動水位，以及抽水主井和抽水輔井之間的距離，以及鉆井設(shè)備的機(jī)械特性，確定斜井的鉆孔位置、鉆孔角度和傾斜角度，做好鉆斜井作業(yè)的準(zhǔn)備工作。一般來說，抽水井的井徑都比較小，不能夠從抽水井中直接鉆孔連通抽水主井和抽水輔井，本發(fā)明采用從抽水輔井外側(cè)一定距離，往抽水主井方向鉆斜井的辦法，連通抽水主井和抽水輔井，既解決了連通主輔抽水井的問題，也解決了連通管道有可能堵塞的問題；如果地下水位高，使用人工挖井的話，也可以直接在井中使用頂管工藝，安裝布置斜管；
步驟5從抽水輔井的外側(cè)往抽水主井的方向鉆斜井，連通抽水主井和抽水輔井，在斜井中，由輔井外側(cè)往主井方向插入連通管道，再在主井和輔井中將連通管道打破，完成抽水主井和抽水輔井之間埋設(shè)連通管道的工作，并將連通管道固定；
按照傳統(tǒng)的施工工藝，使用定長的管道放入鉆好的斜井中，由于連通管道在斜井中會滑動，再加上主輔抽水井和斜井的鉆孔都很小而且很深，人下不去，非常不便于固定，沒有放置連通管道的斜井在長期使用過程中很容易導(dǎo)致塌方而堵塞連通管道。本發(fā)明通過在整個斜井中插入連通管道，插入到位后再在主輔井中將該管道打破，從而使主輔抽水井連通，便于施工，在保證工程質(zhì)量的前提下，大幅度減輕了勞動強(qiáng)度和施工難度，減少了工程量，降低了工程造價。
[0009]步驟6安裝抽水主井的護(hù)井管和濾水管，抽水主井和抽水輔井之間埋設(shè)的連通管道出口位于抽水主井的中下部，直接伸入濾水管或者濾水管外部；
步驟7安裝抽水輔井的護(hù)井管和濾水管，抽水主井和抽水輔井之間埋設(shè)的連通管道入口直接伸入護(hù)井管，并位于動水位以下；
步驟8洗井，完成井群的鉆井工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]附圖1為本發(fā)明地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置的原理示意圖，圖中尺寸未按比例繪制。
[0011]附圖1中，I是連通管道(斜管)的鉆井口，2是抽水輔井，3是連通管道(斜管)，4是抽水管，5是抽水主井，6是抽水泵(潛水泵)，7是護(hù)井管，8是濾井管。
[0012]有益效果
本發(fā)明通過同時抽取多個抽水井內(nèi)的地下水,可以保證空調(diào)機(jī)組的熱源水需水量,解決了單個抽水井的抽水量不足的問題，將多個抽水井共用一臺水泵抽水，可以減少水泵數(shù)量和電線電纜等材料，降低耗電量和維修維護(hù)工程量，節(jié)省材料節(jié)省成本節(jié)約能源的優(yōu)勢非常明顯。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖1和具體實施例對本發(fā)明地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置的結(jié)構(gòu)和使用原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0014]附圖1是由一個抽水主井5和兩個抽水輔井2并聯(lián)組合而成的一個抽水井群，抽水井群內(nèi)的抽水主井5和抽水輔井2之間都是通過連通管道(斜管)3直接連通，抽水泵(潛水泵)6放置在抽水主井2的中下部位，地下水通過抽水管4進(jìn)入空調(diào)設(shè)備。抽水主井5和兩個抽水輔井2的上部是抽水井的護(hù)井管7，下部是抽水井的濾水管8。
[0015]抽水主井5和抽水輔井2之間通過傾斜的管道3直接連接，整個抽水井群共用一臺抽水泵(潛水泵)6，抽水泵(潛水泵)6放置在抽水主井5中，抽水輔井2中沒有抽水泵(潛水泵)6。抽水主井5和抽水輔井2之間的連通管道3，呈傾斜狀，其管道直徑應(yīng)根據(jù)抽水輔井2的抽水量而定，材質(zhì)以PE、PVC、PPR等非金屬管材或者復(fù)合管材為佳，也可以使用無縫鋼管等材料；管道呈傾斜狀，既便于施工，也便于排出管道內(nèi)可能進(jìn)入的泥沙，不至于堵塞管道。抽水輔井2中的管道進(jìn)口位置較高，但不能高于抽水輔井2的動水位，既可以保證抽水輔井2中的水流入連通管道3，也可以使抽水輔井2中的泥沙不會進(jìn)入連通管道3 ;在抽水主井5中的管道出口位置較低，但也不能太低，最好是在抽水泵(潛水泵)6的進(jìn)水口附近，管口可以在濾水管8外面，也可以伸入濾水管8里面。當(dāng)抽水主井5中的抽水泵(潛水泵)6運(yùn)行時，由于抽水主井5的水量不夠，液面自然下降，形成液面漏斗，抽水輔井2中的井水通過抽水主井5和抽水輔井2之間的連通管道3流入抽水主井5，從而自動滿足總抽水量的要求。
[0016]地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置的施工方法，是使用多井并聯(lián)成一個抽水井群的施工方法，其特征在于包括以下步驟:步驟I根據(jù)勘測資料和需水量確定井群由多少個井組成，井群內(nèi)各個單井抽水量之和應(yīng)大于空調(diào)機(jī)組需水量，并留有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計余量。根據(jù)抽水影響半徑確定適當(dāng)?shù)木啵瓿删涸O(shè)計；步驟2根據(jù)常規(guī)鉆井方法鉆抽水主井5，并進(jìn)行抽水試驗，測量動水位，復(fù)核實際抽水量；步驟3根據(jù)設(shè)計位置分別鉆兩個抽水輔井2，并進(jìn)行抽水試驗，測量動水位，復(fù)核實際抽水量，如果實測數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)有較大出入時，應(yīng)向用戶和設(shè)計方報告，建議修正設(shè)計方案；步驟4根據(jù)抽水主井5和抽水輔井2的井深和動水位，以及抽水主井5和抽水輔井2之間的距離，以及鉆井設(shè)備的機(jī)械特性，確定斜井的鉆孔位置和傾斜角度，做好鉆斜井作業(yè)的準(zhǔn)備工作。如果地下水位高，使用人工挖井的話，也可以直接在抽水井中使用頂管工藝，安裝布置斜管3 ;步驟5鉆斜井，連通抽水主井5和抽水輔井2，在斜井中，將抽水主井5和抽水輔井2之間埋設(shè)連通管道3，由輔井2外側(cè)往主井5方向插入連通管道3，再在主井5和輔井2中將連通管道3打破，完成抽水主井5和抽水輔井2之間埋設(shè)連通管道3的工作，并將連通管道3固定；步驟6安裝抽水主井5的護(hù)井管7和濾水管8，抽水主井5和抽水輔井2之間埋設(shè)的連通管道3出口位于抽水主井5的中下部，直接伸入濾水管8或者濾水管8外部；步驟7安裝抽水輔井2的護(hù)井管7和濾水管8，抽水主井5和抽水輔井2之間埋設(shè)的連通管道3入口直接伸入護(hù)井管7，并位于動水位以下；步驟8洗井，完成井群的鉆井工作。
【權(quán)利要求】
1.地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置，包括抽水井、抽水泵(潛水泵)、抽水管道等，其特征在于抽水井是由多個主輔抽水井共同組成的抽水井群，抽水井群包括抽水主井和抽水輔井，井群內(nèi)的抽水主井布置于井群中間，整個井群的多口抽水井成一字形排列，并與地下徑流方向垂直，或者設(shè)計成多個抽水輔井環(huán)繞在抽水主井周圍，抽水主井和抽水輔井之間通過傾斜的連通管道直接連通，一個抽水井群共用一臺抽水泵(潛水泵)，抽水泵(潛水泵)放置在抽水主井中，抽水輔井中沒有抽水泵(潛水泵)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置，其特征在于井群內(nèi)的抽水主井布置于井群中間，整個井群的多口抽水井成一字形排列，并與地下徑流方向垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置，其特征在于井群內(nèi)的抽水主井布置于井群中間，整個井群的多個抽水輔井環(huán)繞在抽水主井周圍。
4.地下水地源熱泵多井并聯(lián)裝置的施工方法，其特征在于包括以下步驟:步驟I根據(jù)勘測資料和需水量確定井群由多少個井組成，根據(jù)抽水影響半徑確定適當(dāng)?shù)木?，完成井群設(shè)計；步驟2根據(jù)常規(guī)鉆井方法鉆抽水主井，并進(jìn)行抽水試驗，測量動水位，復(fù)核實際抽水量；步驟3根據(jù)設(shè)計位置鉆抽水輔井，并進(jìn)行抽水試驗，測量動水位，復(fù)核實際抽水量；步驟4根據(jù)抽水主井和抽水輔井的井深和動水位，以及抽水主井和抽水輔井之間的距離，確定斜井的鉆孔位置和傾斜角度；步驟5從抽水輔井的外側(cè)往抽水主井的方向鉆斜井，連通抽水主井和抽水輔井，在斜井中，由輔井外側(cè)往主井方向插入連通管道，再在主井和輔井中將連通管道打破，完成抽水主井和抽水輔井之間埋設(shè)連通管道的工作，并將連通管道固定；步驟6安裝抽水主井的護(hù)井管和濾水管，抽水主井和抽水輔井之間埋設(shè)的連通管道出口位于抽水主井的中下部，直接伸入濾水管或者濾水管外部；步驟7安裝抽水輔井的護(hù)井管和濾水管，抽水主井和抽水輔井之間埋設(shè)的連通管道入口直接伸入護(hù)井管，并位于動水位以下；步驟8洗井，完成井群的鉆井工作。
【文檔編號】F24F5/00GK103954075SQ201410137553
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】李明 申請人:湖南凌天能源管理投資有限公司