本發(fā)明涉及中深層地熱能開發(fā)利用領域，更具體地涉及一種能夠高效地、環(huán)保地利用中深層地熱能，為建筑物供暖且兼顧制冷的地溫蓄能交換裝置及其建造方法。

背景技術：

研究表明，形成于46億年前的地球，在漫長的演化過程中，其內(nèi)部聚集了豐富的能量，其核心部位溫度高達6880℃，比太陽表面5500℃還高一千多度。地球體積的90％在1000℃以上，99％在100℃以上，火山爆發(fā)讓人類直接感受了其能量的巨大威力。

據(jù)鉆探和測量數(shù)據(jù)顯示，地表20米以下的溫度已不受太陽輻射的影響，各深度層溫度受地核傳導熱量控制，一年四季恒定不變，深度每增加100米，溫度增加3℃。地熱能儲量巨大，分布廣泛，清潔環(huán)保、取之不盡、用之不竭。

而另一方面，在我國，目前建筑能耗占全社會總能耗的1/3，建筑物使用中最大的能耗是采暖和制冷，約占建筑物總能耗的50％。與氣候條件相近的發(fā)達國家相比，我國建筑每平方米采暖能耗是發(fā)達國家的3倍，隨著生活舒適標準的不斷提高，建筑能耗還將大幅上漲。

進入二十一世紀后，人類進入綠色低碳發(fā)展時期，越來越多的科學家致力于高效環(huán)保地熱能開發(fā)利用技術的推廣應用，并將所獲得的地熱能用于建筑物的采暖。但現(xiàn)有技術始終沒能脫離開通過抽取地下水來獲取地熱能的方式，隨著地下水資源的日漸匱乏以及地下水污染的急速加劇，這樣的通過抽取地下水來獲取地熱能的方式受到的制約也越來越多。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提出一種結構簡單、在無需抽取地下水的情況下也可獲得地熱能并能夠高效、環(huán)保地利用中深層地熱能的地溫蓄能交換裝置。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了如下的技術方案：

本發(fā)明所述的地溫蓄能交換裝置，其包括埋設于地下的地溫蓄能交換裝置地下部分、分別地連接于所述地溫蓄能交換裝置地下部分與建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)進水口之間的第一導流管和第二導流管以及連接于所述地溫蓄能交換裝置地下部分與建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)出水口的第三導流管，所述第三導流管靠近的所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)的一端設有泵體，用以抽取所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)中的循環(huán)介質(zhì)，使其流回到所述地溫蓄能交換裝置地下部分，當所述地溫蓄能交換裝置處于制冷狀態(tài)時，所述第一導流管與所述第三導流管呈打開狀態(tài)，經(jīng)由所述冷暖循環(huán)系統(tǒng)形成相連通的管路，而所述第二導流管呈關閉狀態(tài)；而當所述地溫蓄能交換裝置處于制熱狀態(tài)時，所述第二導流管與所述第三導流管呈打開狀態(tài)，經(jīng)由所述冷暖循環(huán)系統(tǒng)形成相連通的管路，而所述第一導流管呈關閉狀態(tài)。

進一步地，所述地溫蓄能交換裝置地下部分包括外管，所述外管的上頂面與下底面均呈封閉狀態(tài)，所述第一導流管、第二導流管與第三導流管的一端分別地穿過所述外管的上頂面，從而伸設于所述外管的內(nèi)部，所述第一導流管、第二導流管與第三導流管伸設于所述外管內(nèi)部的一端被設置于所述外管內(nèi)部的不同高度。

進一步地，所述第三導流管的一端伸設于所述外管內(nèi)部靠近所述外管上頂面的位置；所述第二導流管的一端伸設于所述外管內(nèi)部靠近所述外管下底面的位置并與該下底面之間具有一間隔，所述第一導流管的一端伸設于所述外管內(nèi)部的上部，同時低于所述第三導流管的一端。

進一步地，所述第二導流管在所述外管內(nèi)部沿所述處管的中心軸延伸，并且在所述第二導流管伸入所述外管內(nèi)部的一部分上設置有多個整流架，其中，所述整流架包括多個葉片，所述多個葉片以所述第二導流管的中心軸為中心呈放射狀設置，而在每一個葉片上還進一步地開設有多個導流孔。

進一步地，所述整流架的葉片長度被設計為L＝(R₁-R₂)×80％，所述導流孔的半徑被設計為R₃＝R₂×40％，所述葉片的寬度被設計為D＝R₃×3，其中，L為所述整流架的葉片的長度；R₁為所述外管的半徑；R₂為所述第二導流管的半徑；R₃為所述葉片上的導流孔的半徑；D為所述整流架的葉片的寬度。

進一步地，所述第二導流管伸入所述外管內(nèi)部的部分由多段子導流管構成，在每兩段相鄰的子導流管之間設置有一個整流架，所述整流架還進一步地包括有與每一個所述葉片的一端相連接的中心管，該中心管的內(nèi)徑與所述第二導流管的內(nèi)徑相等，所述中心管的上部和下部分別地通過等徑直通和與之相對應的子導流管連接。

進一步地，所述外管的底部連接有變徑部，所述變徑部包括大徑部和小徑部，其中，所述大徑部與所述外管的底部邊緣連接，所述小徑部具有開口，在所述變徑部進一步地設置有活動的下沉式封閉機構，能夠在重力的作用下下沉至所述開口處并將該開口完全封閉。

進一步地，所述下沉式封閉機構為鋼球，所述鋼球的直徑大于所述小徑部的開口的直徑。

進一步地，在所述外管與地下鉆孔之間填充有回填料，所述回填料由河沙、膠水以及水泥攪拌混合并烘干而成。

本發(fā)明還提供了一種地溫蓄能交換裝置的建造方法，所述建造方法包括如下步驟：

1.使用鉆孔機由地面向下鉆出地下鉆孔；

2.在所述地下鉆孔中設置與其截面形狀相對應的外管，并將外管固定于所述地下鉆孔中；

3.清洗外管內(nèi)部后，放入下沉式封閉機構從而將所述外管的底部封閉；

4.將設置有整流架的第二導流管部分地伸設于所述外管的內(nèi)部，同時將第一導流管以及第三導流管也部分地伸設于所述外管的內(nèi)部；

5.將所述第一導流管與第二導流管未伸入所述外管內(nèi)部的另一端分別地與建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)進水口相連接，而將所述第三導流管未伸入所述外管內(nèi)部的另一端與所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)出水口相連接；

6.在所述外管的頂部加蓋上頂面；

7.打壓檢查所述地溫蓄能交換裝置的密封性。

進一步地，在將所述外管固定于所述地下鉆孔后，還進一步地，在所述外管與地下鉆孔之間填充有回填料，所述回填料通過如下方式制得：

a.選用直徑為1-2mm的河沙，清洗干凈，晾干；

b.加入膠水將河沙拌勻，再加入水泥攪拌，烘干。

進一步地，所述建造方法包括如下步驟：

1')選用配備有與地層巖性相適應的鉆頭的鉆機由地面向下鉆出地下鉆孔，所述地下鉆孔的底部距地面距離大于所述外管的設計長度；

2')在所述地下鉆孔中設置與其截面形狀相對應的外管，并將外管固定于所述地下鉆孔中，所述外管由多根鋼管連接而成，所述外管的底部設置有變徑部，而在所述變徑部的小徑部處具有開口；

3')清洗外管內(nèi)部，并從所述外管頂部放入鋼球，從而將設置于所述外管底部的變徑部的開口封閉；

4')在所述外管與地下鉆孔之間填充有回填料；

5')將多個整流架中的每一個所述整流架通過等徑直通連接于與兩段相鄰的子導流管之間，從而由多個整流架以及與之相連接的多段的子導流管構成所述第二導流管伸入所述外管內(nèi)部的部分，而所述第二導流管伸入所述外管內(nèi)部的一端接近所述外管的下底面；

6')將第一導流管部分地伸設于所述外管的內(nèi)部，所述第一導流管伸入所述外管內(nèi)部的一端高于所述多個整流架中距離地面最近的一個所述整流架；

7')將第三導流管部分地伸設于所述外管的內(nèi)部，所述第三導流管伸入所述外管內(nèi)部的一端突出于所述外管上頂面的下表面；

8')將所述第一導流管與第二導流管未伸入所述外管內(nèi)部的另一端通過接頭與建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)進水口相連接，而將所述第三導流管未伸入所述外管內(nèi)部的另一端與所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)出水口相連接，在所述第三導流管靠近的所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)的一端設有泵體；

9')在所述外管的頂部加蓋上頂面；

10')打壓檢查所述地溫蓄能交換裝置的密封性。

本發(fā)明所述的地溫蓄能交換裝置，提供了一種清潔環(huán)保高效的中深層地熱能開發(fā)利用方式，本發(fā)明所述的地溫蓄能交換裝置設計為內(nèi)外管結構，其中，所述結構中的外管采用導熱系數(shù)高的鋼質(zhì)管做換熱管，且完全密封，與周邊巖、土只進行熱交換，不進行水交換；內(nèi)管(第一導流管、第二導流管以及第三導流管)采用鋼管或PE直管做循環(huán)導流管，從而在所述外管與各導流管之間形成循環(huán)介質(zhì)熱交換區(qū)。本發(fā)明較現(xiàn)有傳統(tǒng)的熱能開發(fā)利用技術具有下列優(yōu)點：1、不需要抽取地下水；2、不需要勘察地熱異常，任何地區(qū)都可使用該技術來獲取地熱能為建筑物供暖，且兼顧制冷；3、熱交換效率高，節(jié)約用地；4、可根據(jù)需求，調(diào)節(jié)地熱能利用區(qū)域，充分利用地熱能；5、可進行原位修復；6、具備蓄能功能，夏季時，通過本發(fā)明所述的地溫蓄能交換裝置，可將建筑物中的熱量排放到換熱管內(nèi)水中及其周邊的巖土中，其中部分熱能可被儲蓄，進入冬季時，則可再次借由所述地溫蓄能交換裝置將換熱管內(nèi)和周邊巖土中儲蓄的熱能提取出來為建筑物供暖。

附圖說明

從對說明本發(fā)明的主旨及其使用的優(yōu)選實施例和附圖的以下描述來看，本發(fā)明的以上和其它目的、特點和優(yōu)點將是顯而易見的，在附圖中：

圖1示出了本發(fā)明所述的地溫蓄能交換裝置的示意圖；

圖2示出了本發(fā)明所述的地溫蓄能交換裝置地下部分的示意圖；

圖3示出了沿圖2中A-A線的剖視圖；

圖4示出了本發(fā)明所述的第二導流管與整流架的連接示意圖。

【主要元件符號說明】

第一導流管1

第二導流管2 子導流管21

第三導流管3

外管4 上頂面41

整流架5

葉片51 導流孔52

中心管53 等徑直通54、54’

所述變徑部6

大徑部61 小徑部62

開口63 鋼球64

回填料7

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明所述的地溫蓄能交換裝置進行說明。

如圖1所示，其示出了本發(fā)明所述地溫蓄能交換裝置的一優(yōu)選的實施方式。具體地，所述地溫蓄能交換裝置包括埋設于地下的地溫蓄能交換裝置地下部分、分別地連接于所述地溫蓄能交換裝置地下部分與建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)進水口之間的第一導流管1和第二導流管2以及連接于所述地溫蓄能交換裝置地下部分與建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)出水口的第三導流管3，其中，所述地溫蓄能交換裝置地下部分包括外管4，所述外管4的上頂面41與下底面均呈封閉狀態(tài)，所述第一導流管1、第二導流管2與第三導流管3的一端1a、2a、3a分別地穿過所述外管4的上頂面41，從而伸設于所述外管4的內(nèi)部，而在所述第三導流管3靠近的所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)的一端設有泵體9，用以抽取所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)中的循環(huán)介質(zhì)，使其流回到所述地溫蓄能交換裝置地下部分。

當所述地溫蓄能交換裝置處于制冷狀態(tài)時，所述第一導流管1與所述第三導流管3呈打開狀態(tài)，所述第二導流管2呈關閉狀態(tài)，所述呈打開狀態(tài)的第一導流管1與第三導流管3得以經(jīng)由所述冷暖循環(huán)系統(tǒng)形成相連通的管路，而在所述地溫蓄能交換裝置地下部分內(nèi)部，在所述地溫蓄能交換裝置地下部分外管4與所述第一、第三導流管1、3之間形成循環(huán)介質(zhì)熱交換區(qū)。所述地溫蓄能交換裝置進行制冷作業(yè)時，循環(huán)介質(zhì)經(jīng)過所述冷暖循環(huán)系統(tǒng)通過熱交換吸收建筑物內(nèi)的熱量，攜帶有熱量的循環(huán)介質(zhì)經(jīng)由所述第三導流管3注入所述地溫蓄能交換裝置地下部分，所述攜帶有熱量的循環(huán)介質(zhì)沿所述外管4自上而下流動，其中的熱量得以散入到所述外管4外的巖土中，之后，熱量得以散發(fā)的循環(huán)介質(zhì)再經(jīng)由所述第一導流管1流回建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)中，以為建筑物制冷；而當所述地溫蓄能交換裝置處于制熱狀態(tài)時，所述第二導流管2與所述第三導流管3呈打開狀態(tài)，所述第一導流管1呈關閉狀態(tài)，所述呈打開狀態(tài)的第二導流管2與第三導流管3得以經(jīng)由所述冷暖循環(huán)系統(tǒng)形成相連通的管路，而在所述地溫蓄能交換裝置地下部分內(nèi)部，在所述地溫蓄能交換裝置地下部分外管4與所述第二、第三導流管2、3之間形成循環(huán)介質(zhì)熱交換區(qū)，所述地溫蓄能交換裝置進行供暖作業(yè)時，循環(huán)介質(zhì)經(jīng)由所述第三導流管3注入所述地溫蓄能交換裝置地下部分，所述循環(huán)介質(zhì)沿所述外管4自上而下流動，不斷地吸收所述外管外的巖土的熱量，之后，攜帶有吸收的熱量的循環(huán)介質(zhì)再經(jīng)由所述第二導流管2流回建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)中，以為建筑物供暖。

進一步地，所述第一導流管1、第二導流管2與第三導流管3伸設于所述外管4內(nèi)部的一端1a、2a、3a被設置于所述外管4內(nèi)部的不同高度，也就是說所述第一導流管1、第二導流管2和第三導流管3的一端1a、2a、3a伸入到所述外管4內(nèi)部的距離各不相同，具體地，所述第三導流管3伸設于所述外管4內(nèi)部的一端3a高于所述第一導流管1伸設于所述外管4內(nèi)部的一端1a，而所述第一導流管1伸設于所述外管4內(nèi)部的一端1a則高于所述第二導流管2伸設于所述外管4內(nèi)部的一端2a。

如圖1、2所示出的優(yōu)選的實施方式中，所述第三導流管3的一端3a伸設于所述外管4內(nèi)部靠近所述外管4上頂面41的位置；所述第二導流管2的一端2a伸設于所述外管4內(nèi)部靠近所述外管4下底面的位置并與該下底面之間具有一間隔，所述第一導流管1的一端1a伸設于所述外管4內(nèi)部的上部，但低于所述第三導流管3的一端3a。

更優(yōu)選地，所述第一導流管1的一端1a被設置于接近所述外管4的靠近其頂部的三分之一處，優(yōu)先為所述第一導流管1的一端1a被設置于接近所述外管4的靠近其頂部的100-150m處。

進一步地，為了保證換熱工質(zhì)在換熱管內(nèi)始終呈紊流狀態(tài)，提高地溫蓄能交換裝置與巖土的換熱效率，在所述優(yōu)選的實施方式中，所述第二導流管2在所述外管4內(nèi)部沿所述處管4的中心軸延伸，并且在所述第二導流管2伸入所述外管4內(nèi)部的一部分上設置有多個整流架5，所述多個整流架5均位于所述第一導流管1伸設于所述外管4內(nèi)部的一端1a的下方，也就是所述多個整流架5的設置并不會影響到所述第一導流管1在所述外管內(nèi)部的延伸，而又由于所述第一導流管1伸設于所述外管4內(nèi)部的一端1a低于于所述第三導流管3伸設于所述外管4內(nèi)部的一端3a，所述多個整流架5的設置更不會影響到所述第三導流管3在所述外管內(nèi)部的延伸。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，所述整流架5包括多個葉片51，所述多個葉片51以所述第二導流管2的中心軸為中心呈放射狀設置，而在每一個葉片51上還進一步地開設有多個導流孔52。

出于對所述整流架的防腐性耐沖擊性的考量，所述整流架材料多選用不銹鋼或高強度塑料，厚度4～6mm為宜。

進一步地，所述整流架5的葉片51長度被設計為L＝(R₁-R₂)×80％，所述導流孔52的半徑被設計為R₃＝R₂×40％，所述葉片的寬度被設計為D＝R₃×3，其中，

L為所述整流架5的葉片51的長度；

R₁為所述外管4的半徑；

R₂為所述第二導流管2的半徑；

R₃為所述葉片51上的導流孔52的半徑；

D為所述整流架5的葉片51的寬度。

所述整流架5包括有一個與所述多個葉片的51的端部連接的圓環(huán)，該圓環(huán)的直徑與所述第二導流管2的外徑相對應，所述圓環(huán)得以套設于所述第二導流管2，并固定于所述第二導流管2的外表面，從而實現(xiàn)將所述整流架5設置于所述第二導流管2伸入所述外管4內(nèi)部的一部分上?？商鎿Q地，所述多個葉片的51中的每一個葉片可以直接與所述第二導流管2的外表面相連接，而構成同一所述整流架5的多個葉片5可以位于同一平面上，或以螺旋向上或向下的方式，繞所述第二導流管2的外表面設置。

如圖4所示，其針對所述多個整流架5與所述第二導流管之間的設置給出了一種更優(yōu)的實施方式，其中，所述第二導流管2伸入所述外管4內(nèi)部的部分由多段子導流管21構成(優(yōu)選地，由多根等長的子導流管21構成)，在每兩段相鄰的子導流管21之間設置有一個整流架5，所述整流架5還進一步地包括有與每一個所述葉片51的一端相連接的中心管53，該中心管53的外徑和內(nèi)徑分別地與所述第二導流管2的外徑和內(nèi)徑相等，所述中心管具有突出于所述葉片51所在的平面的上部和下部，所述中心管53的上部通過一等徑直通54與位于該整流架5上方的子導流管21的下端連接，而所述中心管53的下部則通過另一等徑直通54’與位于該整流架5下方的子導流管21的上端連接。

優(yōu)選地，所述中心管53與等徑直通54、54’之間以及所述子導流管21與等徑直通54’之間均采取與導流管材質(zhì)相符的連接。

進一步地，為了在更便捷地將所述地溫蓄能交換裝置地下部分下入鉆孔中，減少泥漿阻力的同時還能保證介質(zhì)僅在地溫蓄能換熱裝置內(nèi)部循環(huán)而不受地下水污染，在如圖1、2所示的優(yōu)選的實施方式中，所述外管4的底部連接有呈錐臺狀的變徑部6，也就是說，所述變徑部6在垂直于所述外管4中心軸的方向上的橫截面自上而下逐漸縮小，所述變徑部6包括大徑部61和小徑部62，其中，所述大徑部61與所述外管4的底部邊緣連接，所述小徑部62具有開口63。進一步地，在所述變徑部6內(nèi)設置有活動的鋼球64，以作為下沉式封閉機構，所述鋼球的直徑大于所述小徑部的開口63的直徑，其在自身重力的作用下下沉至所述開口63處，由于鋼球64的直徑大于所述小徑部的開口63的直徑，其無法通過所述開口63繼續(xù)下沉，從而留置于所述開口63處，以將該開口63完全封閉。

而在可替換的實施方式中，所述下沉式封閉機構還以是直徑大于所述小徑部的開口63的直徑的鋼板或其它任何結果，只要其能夠在自身重力的作用下下沉至所述開口63處，并將該開口63完全封閉即可。

除此以外，還可以進一步地在所述外管4與地下鉆孔之間填充有回填料7，這樣就可以在所述外管4與地下鉆孔之間形成永久固結，消除地下含水層串層污染隱患，避免形成雨污水下滲通道；回填料固結后的導熱系數(shù)高于巖土，不會降低地溫蓄能交換裝置換熱能力。所述回填料7由河沙、膠水以及水泥攪拌混合并烘干而成。

在本發(fā)明的又一優(yōu)先的實施方式中，所述地溫蓄能交換裝置包括埋設于地下的地溫蓄能交換裝置地下部分、分別地連接于所述地溫蓄能交換裝置地下部分與建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)進水口之間的第一導流管1和第二導流管2以及連接于所述地溫蓄能交換裝置地下部分與建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)出水口的第三導流管3，其中，所述地溫蓄能交換裝置地下部分包括外管4，所述外管4由多根直徑為280mm，長度為6m、壁厚為4mm的鋼管連接而成。所述第一導流管1與第二導流管2通過一三通接頭與所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)進水口相連接，所述第一、第二、第三導流管均選用DN63的PE直管，而在所述第三導流管3靠近的所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)的一端設有泵體9，用以抽取所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)中的循環(huán)介質(zhì)，使其流回到所述地溫蓄能交換裝置地下部分。

所述外管4的底部連接有呈錐臺狀的變徑部6，所述變徑部6包括大徑部61和小徑部62，其中，所述大徑部61與所述外管4同直徑，從而得以與所述外管4的底部邊緣以焊接的方式相連接，所述小徑部62具有直徑為15mm的開口63，在所述變徑部6內(nèi)設置有被用作下沉式封閉機構活動的鋼球64，所述鋼球的直徑為20mm，其在自身重力的作用下下沉至所述開口63處，以將該開口63完全封閉。

當所述地溫蓄能交換裝置處于制冷狀態(tài)時，所述第一導流管1與所述第三導流管3呈打開狀態(tài)，所述第二導流管2呈關閉狀態(tài)，所述呈打開狀態(tài)的第一導流管1與第三導流管3得以經(jīng)由所述冷暖循環(huán)系統(tǒng)形成相連通的管路，而在所述地溫蓄能交換裝置地下部分內(nèi)部，在所述地溫蓄能交換裝置地下部分外管4與所述第一、第三導流管1、3之間形成循環(huán)介質(zhì)熱交換區(qū)。所述地溫蓄能交換裝置進行制冷作業(yè)時，循環(huán)介質(zhì)經(jīng)過所述冷暖循環(huán)系統(tǒng)通過熱交換吸收建筑物內(nèi)的熱量，攜帶有熱量的循環(huán)介質(zhì)經(jīng)由所述第三導流管3注入所述地溫蓄能交換裝置地下部分，所述攜帶有熱量的循環(huán)介質(zhì)沿所述外管4自上而下流動，其中的熱量得以散入到所述外管4外的巖土中，之后，熱量得以散發(fā)的循環(huán)介質(zhì)再經(jīng)由所述第一導流管1流回建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)中，以為建筑物制冷；而當所述地溫蓄能交換裝置處于制熱狀態(tài)時，所述第二導流管2與所述第三導流管3呈打開狀態(tài)，所述第一導流管1呈關閉狀態(tài)，所述呈打開狀態(tài)的第二導流管2與第三導流管3得以經(jīng)由所述冷暖循環(huán)系統(tǒng)形成相連通的管路，而在所述地溫蓄能交換裝置地下部分內(nèi)部，在所述地溫蓄能交換裝置地下部分外管4與所述第二、第三導流管2、3之間形成循環(huán)介質(zhì)熱交換區(qū)，所述地溫蓄能交換裝置進行供暖作業(yè)時，循環(huán)介質(zhì)經(jīng)由所述第三導流管3注入所述地溫蓄能交換裝置地下部分，所述循環(huán)介質(zhì)沿所述外管4自上而下流動，不斷地吸收所述外管外的巖土的熱量，之后，攜帶有吸收的熱量的循環(huán)介質(zhì)再經(jīng)由所述第二導流管2流回建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)中，以為建筑物供暖。

所述第一導流管1、第二導流管2與第三導流管3的一端1a、2a、3a分別地穿過所述外管4的上頂面41，從而伸設于所述外管4的內(nèi)部。其中，所述第三導流管3的一端3a伸出于所述外管4上頂面41下表面，伸出距離為0.1m；所述第二導流管2的一端2a伸設于所述外管4內(nèi)部靠近所述外管4下底面的位置，其與所述鋼球64之間的間隔為5m；而所述第一導流管1的一端1a被設置在與所述外管4的上頂面41相距190m的位置。

所述第二導流管2在所述外管4內(nèi)部沿所述處管4的中心軸延伸，其伸入所述外管4內(nèi)部的部分由三段長度為200m的子導流管21構成，在每兩段相鄰的子導流管21之間設置有一個整流架5，所述整流架5包括三個以所述第二導流管2中心軸為中心呈放射狀等間隔設置的葉片51，而每一個葉片51上還進一步地開設有兩個導流孔52，所述整流架5還進一步地包括有與每一個所述葉片51的一端相連接的中心管53，該中心管53的外徑和內(nèi)徑分別地與所述第二導流管2的外徑和內(nèi)徑相等，所述中心管具有突出于所述葉片51所在的平面的上部和下部，所述中心管53的上部通過一等徑直通54與位于該整流架5上方的子導流管21的下端熱熔連接，而所述中心管53的下部則通過另一等徑直通54’與位于該整流架5下方的子導流管21的上端熱熔連接。

其中，所述整流架5的葉片51長度被設計為L＝(R₁-R₂)×80％，所述導流孔52的半徑被設計為R₃＝R₂×40％，所述葉片的寬度被設計為D＝R₃×3，其中，

L為所述整流架5的葉片51的長度；

R₁為所述外管4的半徑；

R₂為所述第二導流管2的半徑；

R₃為所述葉片51上的導流孔52的半徑；

D為所述整流架5的葉片51的寬度。

此外，在所述外管4與地下鉆孔之間填充有回填料7，所述回填料7由河沙、膠水以及水泥攪拌混合并烘干而成。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種用于建造如上所述的地溫蓄能交換裝置的建造方法，所述建造方法包括如下步驟：

1)使用鉆孔機由地面向下鉆出地下鉆孔；

2)在所述地下鉆孔中設置與其截面形狀相對應的外管4，并將外管固定于所述地下鉆孔中；

3)清洗外管4內(nèi)部后，放入下沉式封閉機構從而將所述外管4的底部封閉；

4)將設置有整流架5的第二導流管2部分地伸設于所述外管4的內(nèi)部，同時將第一導流管1以及第三導流管3也部分地伸設于所述外管4的內(nèi)部；

5)將所述第一導流管1與第二導流管2未伸入所述外管4內(nèi)部的另一端分別地與建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)進水口相連接，而將所述第三導流管3未伸入所述外管4內(nèi)部的另一端與所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)出水口相連接；

6)在所述外管4的頂部加蓋上頂面；

7)打壓檢查所述地溫蓄能交換裝置的密封性。

而為了在所述外管4與地下鉆孔之間形成永久固結，從而消除地下含水層串層污染的隱患，避免形成雨污水下滲通道，本發(fā)明所述地溫蓄能交換裝置的建造方法中還進一步地包括有：在將所述外管4固定于所述地下鉆孔后，還進一步地，在所述外管4與地下鉆孔之間填充有回填料7，所述回填料7通過如下方式制得：

a.選用直徑為1-2mm的河沙，清洗干凈，晾干；

b.加入膠水將河沙拌勻，再加入水泥攪拌，烘干。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的地溫蓄能交換裝置的建造方法的一個優(yōu)選的實施方式中，所述建造方法包括如下步驟：

1')選用配備有金剛石復合片鉆頭的鉆機由地面向下鉆出地下鉆孔，所述地下鉆孔穿過土層81，深達基巖層82，所述地下鉆孔的底部距地面距離大于所述地溫蓄能交換裝置地下部分的設計長度；

2')在所述地下鉆孔中設置與其截面形狀相對應的外管4，并將外管固定于所述地下鉆孔中，所述外管4由多根直徑為280mm，長度為6m、壁厚為4mm的鋼管連接而成，在所述外管4的底部設置有變徑部6，而在所述變徑部6的小徑部62處具有直徑為15mm的開口63；

3')清洗外管4內(nèi)部，并從所述外管4頂部放入直徑為20mm的鋼球64，從而將設置于所述外管4底部的變徑部6的開口63完全地封閉；

4')在所述外管4與地下鉆孔之間填充有回填料7；

5')將兩個整流架5中的每一個所述整流架5通過等徑直通連接于與兩段相鄰的子導流管21之間，從而由所述兩個整流架5以及與之相連接的三段的長度均為200m的子導流管21構成所述第二導流管2伸入所述外管4內(nèi)部的部分，而所述第二導流管2伸入所述外管4內(nèi)部的一端2a與所述鋼球64相距5m；

6')將第一導流管1部分地伸設于所述外管4的內(nèi)部，所述第一導流管1伸入所述外管4內(nèi)部的一端1a被設置在與所述外管4的上頂面41相距190m的位置

7')將第三導流管3部分地伸設于所述外管4的內(nèi)部，所述第三導流管3伸入所述外管4內(nèi)部的一端3a突出于所述外管4上頂面41的下表面，伸出距離為0.1m；

8')將所述第一導流管1與第二導流管2未伸入所述外管4內(nèi)部的另一端通過三通接頭與建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)進水口相連接，而將所述第三導流管3未伸入所述外管4內(nèi)部的另一端與所述建筑物冷暖循環(huán)系統(tǒng)出水口相連接；

9')在所述外管4的頂部加蓋上頂面；

10')打壓檢查所述地溫蓄能交換裝置的密封性。

雖然在此通過實施例描繪了本發(fā)明，但本領域普通技術人員知道，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，就可使本發(fā)明有許多變形和變化，本發(fā)明的范圍由所附的權利要求來限定。