本實用新型屬于地源熱泵領(lǐng)域，具體涉及一種集成型毛細(xì)滲透地埋井芯。

背景技術(shù)：

地源熱泵技術(shù)是一種高效的空調(diào)系統(tǒng)形式，在建筑供冷暖領(lǐng)域得到較大的應(yīng)用。其中地源熱泵可以分為水地源熱泵，和土壤源地源熱泵。水地源熱泵需要開鑿復(fù)數(shù)個地下水井，通過其中部分水井抽取地下水，通過另一部分水井進行回灌，其成本低，能源效率高，然而其存在地下水回灌不充分等缺點，甚至有些項目不進行回灌，將抽走的地下水直接排放，容易造成地面沉降，大部分地區(qū)已經(jīng)不予采用這種方式。而土壤源熱泵，是通過將垂直的埋管，埋入地下，通過埋管與土壤進行換熱，整個系統(tǒng)不影響地層結(jié)構(gòu)，也不抽取地下水，但是其單井換熱效率不高，單井所能提供的換熱量有限，為滿足建筑冷熱負(fù)荷需求，其需要打井?dāng)?shù)量大，需要較大的打井面積，投資成本相對較高。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各種各樣的解決方案，例如，中國專利文獻公開了一種地埋管虹吸換熱井[申請?zhí)枺?01320739698.X]：包括虹吸換熱井系統(tǒng)、機房管道設(shè)備系統(tǒng)、以及連接所述虹吸換熱井系統(tǒng)和機房管道設(shè)備系統(tǒng)的第一管道和第二管道，所述虹吸換熱井系統(tǒng)包括虹吸井、虹吸換熱井以及連接所述虹吸井和虹吸換熱井的第三管道，所述虹吸換熱井內(nèi)還設(shè)置有帶孔套管，所述第三管道伸入虹吸換熱井中，同時也深入虹吸井中；在所述虹吸井內(nèi)還設(shè)置有虹吸井潛水泵，所述第一管道的一端與虹吸井潛水泵連接，另一端與所述機房管道設(shè)備系統(tǒng)連接；所述第二管道的一端與所述機房管道設(shè)備系統(tǒng)連接，另一端與所述虹吸換熱井連接。

上述方案采用了虹吸原理，利用虹吸換熱價中的地下水直接與土壤進行熱交換，提高了綜合傳熱效率。同時通過小孔的滲透作用保持地下水的循環(huán)，但是該方案仍然存在需要打數(shù)個井道，工程復(fù)雜等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種投入成本低，換熱效率高的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯。

為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術(shù)方案：

本實用新型的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯，包括自上向下依次設(shè)置在土壤層內(nèi)的低透水性回填層和高透水性回填層，所述的高透水性回填層設(shè)有具有開式U型管低位滲透管和開式U型管高位滲透管的開式U型管體，且所述的開式U型管低位滲透管上端和開式U型管高位滲透管上端均穿過低透水性回填層且延伸至位于低透水性回填層上方的土壤層內(nèi)，所述的開式U型管高位滲透管下端具有高位敞口且所述的開式U型管高位滲透管的高位敞口周向外圍設(shè)有高位毛細(xì)滲透組件，所述的開式U型管低位滲透管貫穿于高位毛細(xì)滲透組件且開式U型管低位滲透管下端的低位敞口的周向外圍設(shè)有低位毛細(xì)滲透組件，所述的低位毛細(xì)滲透組件和高位毛細(xì)滲透組件之間設(shè)有至少一個供開式U型管低位滲透管穿過的不透水混凝土模塊。

通過上述技術(shù)方案，通過低位毛細(xì)滲透組件和高位毛細(xì)滲透組件進行充分換熱，滲透方向可以從高位滲透到低位，也可以從低位滲透到高位，將儲存有地?zé)岬牡叵滤ㄟ^毛細(xì)滲透現(xiàn)象進入開式U型管體內(nèi)用于與用戶側(cè)進行換熱，同時與用戶側(cè)換熱后的地下水通過毛細(xì)滲透現(xiàn)象流回地下土壤中，以保持地下土壤的水循環(huán)。

在上述的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯中，本地埋井芯還包括設(shè)置在低透水性回填層內(nèi)且具有閉式U型管進水管和閉式U型管出水管的閉式U型管體，且所述的閉式U型管進水管和閉式U型管出水管均延伸至低透水性回填層上方的土壤層內(nèi)。

通過上述技術(shù)方案，閉式U型管體進一步與開式U型管體配合工作進一步提高井道的換熱效率。

在上述的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯中，所述的高位毛細(xì)滲透組件包括呈圓筒狀且由透水混凝土預(yù)制而成的高位滲透端口，所述的開式U型管高位滲透管的高位敞口設(shè)置在高位滲透端口內(nèi)，且所述的高位滲透端口周向外圍設(shè)有透水混凝土高位模塊。

在上述的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯中，所述的高位滲透端口的孔隙比小于透水混凝土高位模塊的孔隙比和/或所述的高位滲透端口上設(shè)有若干高位透水孔。

在上述的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯中，所述的低位毛細(xì)滲透組件包括呈圓筒狀且由透水混凝土預(yù)制而成的低位滲透端口，所述的開式U型管低位滲透管的低位敞口設(shè)置在低位滲透端口內(nèi)，且所述的低位滲透端口周向外圍設(shè)有透水混凝土低位模塊。

在上述的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯中，所述的低位滲透端口的孔隙比小于透水混凝土低位模塊的孔隙比和/或所述的低位滲透端口上設(shè)有若干低位透水孔。

通過上述技術(shù)方案，通過透水孔或者滲透端口實現(xiàn)毛細(xì)滲透效果，且在滲透過程中泥砂雜質(zhì)被阻擋在高位/低位滲透端口和混凝土高位/低位模塊外，保護開式U型管體。

在上述的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯中，所述的開式U型管低位滲透管穿設(shè)于透水混凝土高位模塊，且所述的開式U型管低位滲透管周向外圍包裹有位于透水混凝土高位模塊內(nèi)的開式U型管保溫層。

通過上述技術(shù)方案，開式U型管保溫層對開式U型管低位滲透管起到保溫作用，避免在高位滲透管內(nèi)滲透出來的經(jīng)用戶側(cè)換熱的地下水與低位滲透管內(nèi)的地下水形成熱短路，降低換熱效率。

在上述的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯中，所述的不透水混凝土模塊包裹在開式U型管低位滲透管的周向外側(cè)且自上向下依次設(shè)置。

在上述的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯中，所述的開式U型管低位滲透管周向外側(cè)包裹有若干開式U型管下管支撐，且所述的開式U型管下管支撐位于透水混凝土高位模塊與不透水混凝土模塊之間和/或相鄰兩個不透水混凝土模塊之間。

通過上述技術(shù)方案，開式U型管下管支撐起到對開式U型管體的保護和支撐作用。

在上述的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯中，所述的低位滲透端口的下端和透水混凝土低位模塊的下端均與位于低位滲透端口和透水混凝土低位模塊下方的圓錐頭相連。

通過上述技術(shù)方案，圓錐頭位于開式U型管體的最底部便于安裝下管。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：1、實現(xiàn)單口井高換熱量；2、不需要回灌地下水，避免地面沉降，安全環(huán)保；3、保溫效果好；4、管道穩(wěn)固性增強，延長管道使用壽命，且安裝下井方便。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一的縱剖面圖。

圖中，低透水性回填層1；高透水性回填層2；開式U型管體3；開式U型管低位滲透管31；低位敞口311；開式U型管保溫層312；開式U型管高位滲透管32；高位敞口321；土壤層4；高位毛細(xì)滲透組件5；高位滲透端口51；透水混凝土高位模塊52；低位毛細(xì)滲透組件6；低位滲透端口61；透水混凝土低位模塊62；不透水混凝土模塊7；開式U型管下管支撐71；閉式U型管體8；閉式U型管進水管81；閉式U型管出水管82；圓錐頭9。

具體實施方式

實施例一

如圖1所示，本實用新型的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯，其長度與井深相一致，本實施例取0-500米，地埋井芯包括自上向下依次設(shè)置在土壤層4內(nèi)的低透水性回填層1和高透水性回填層2，高透水性回填層2設(shè)有具有開式U型管低位滲透管31和開式U型管高位滲透管32的開式U型管體3，且開式U型管低位滲透管31上端和開式U型管高位滲透管32上端均穿過低透水性回填層1且延伸至位于低透水性回填層1上方的土壤層4內(nèi)，且開式U型管體3延伸至土壤層4的部分在土壤層4內(nèi)水平延伸，用于連接用戶側(cè)換熱器；開式U型管高位滲透管32下端具有高位敞口321且開式U型管高位滲透管32的高位敞口321周向外圍設(shè)有高位毛細(xì)滲透組件5，開式U型管低位滲透管31貫穿于高位毛細(xì)滲透組件5且開式U型管低位滲透管31下端的低位敞口311的周向外圍設(shè)有低位毛細(xì)滲透組件6，低位毛細(xì)滲透組件6和高位毛細(xì)滲透組件5之間設(shè)有至少一個供開式U型管低位滲透管31穿過的不透水混凝土模塊7。

本實施例中，為了便于安裝，地埋井芯采用整體制作后下井，且不透水混凝土間隔設(shè)置，每段不透水混凝土長度4米，且不透水混凝土之間的間隔長度為1米，以便于彎曲和下管；通過低位毛細(xì)滲透組件6和高位毛細(xì)滲透組件5進行充分換熱，滲透方向可以從高位滲透到低位，也可以從低位滲透到高位，將儲存有地?zé)岬牡叵滤ㄟ^毛細(xì)滲透現(xiàn)象進入開式U型管體3內(nèi)用于與用戶側(cè)進行換熱，同時與用戶側(cè)換熱后的地下水通過毛細(xì)滲透現(xiàn)象流回地下土壤中，以保持地下土壤的水循環(huán)。

具體地說，高位毛細(xì)滲透組件5包括呈圓筒狀且由透水混凝土預(yù)制而成的高位滲透端口51，開式U型管高位滲透管32的高位敞口321設(shè)置在高位滲透端口51內(nèi)，且高位滲透端口51周向外圍設(shè)有透水混凝土高位模塊52；高位滲透端口51的孔隙比小于透水混凝土高位模塊52的孔隙比和/或高位滲透端口51上設(shè)有若干高位透水孔；同樣地，低位毛細(xì)滲透組件6包括呈圓筒狀且由透水混凝土預(yù)制而成的低位滲透端口61，開式U型管低位滲透管31的低位敞口311設(shè)置在低位滲透端口61內(nèi)，且低位滲透端口61周向外圍設(shè)有透水混凝土低位模塊62；低位滲透端口61的孔隙比小于透水混凝土低位模塊62的孔隙比和/或低位滲透端口61上設(shè)有若干低位透水孔，通過透水孔或者滲透端口實現(xiàn)毛細(xì)滲透效果，且在滲透過程中泥砂雜質(zhì)被阻擋在高位/低位滲透端口61和混凝土高位/低位模塊外，起到保護開式U型管體3，避免管道內(nèi)污染的作用。

優(yōu)選地，開式U型管低位滲透管31穿設(shè)于透水混凝土高位模塊52，且開式U型管低位滲透管31周向外圍包裹有位于透水混凝土高位模塊52內(nèi)的開式U型管保溫層312；開式U型管保溫層312對開式U型管低位滲透管31起到保溫作用，避免在高位滲透管內(nèi)滲透出來的經(jīng)用戶側(cè)換熱的地下水與低位滲透管內(nèi)的地下水形成熱短路，降低換熱效率。

不透水混凝土模塊7包裹在開式U型管低位滲透管31的周向外側(cè)且自上向下依次設(shè)置；開式U型管低位滲透管31周向外側(cè)包裹有若干開式U型管下管支撐71，且開式U型管下管支撐71位于透水混凝土高位模塊52與不透水混凝土模塊7之間和/或相鄰兩個不透水混凝土模塊7之間，不透水混凝土的直徑為DN,80-DN200，本實施例取DN100，開式U型管體3采用PE或者不銹鋼材質(zhì)，開式U型管低位滲透管和開式U型管高位滲透管的直徑均為DN25-50，本實施例取DN32，開式U型管下管支撐71采用PE管道，直徑為DN40-DN200，本實施例取DN50。

進一步地，為了便于施工，使各個模塊同心設(shè)置，高位毛細(xì)滲透組件5和低位毛細(xì)滲透組件6之間的開式U型管低位滲透管31部分傾斜設(shè)置；同樣地，為了便于下管安裝，低位滲透端口61的下端和透水混凝土低位模塊62的下端均與位于低位滲透端口61和透水混凝土低位模塊62下方的圓錐頭9相連。

實施例二

本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例一類似，不同之處在于，本實用新型的集成型毛細(xì)滲透地埋井芯還包括設(shè)置在低透水性回填層1內(nèi)且具有閉式U型管進水管81和閉式U型管出水管82的閉式U型管體8，且閉式U型管進水管81和閉式U型管出水管82均延伸至低透水性回填層1上方的土壤層4內(nèi)，本實施例中，閉式U型管體8采用PE或者不銹鋼材質(zhì)制成，閉式U型管體8的長度范圍可設(shè)置為0-500米，且閉式U型管體8延伸至土壤層4的部分在土壤層4內(nèi)水平延伸，用于連接用戶側(cè)換熱器。

實施例三

本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例二類似，不同之處在于，本實施例中的閉式U型管道延伸至高透水性回填層2內(nèi)。

實施例四

本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例三或?qū)嵤├愃?，不同之處在于，開式U型管和/或閉式U型管道的回水管，即從遠離地表方向，向地表方向流動的管道，全管道包裹有保溫層，保證即將與用戶側(cè)換熱的地下水熱量不在運輸過程中損耗，提高換熱效率。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地低透水性回填層1；高透水性回填層2；開式U型管體3；開式U型管低位滲透管31；低位敞口311；開式U型管保溫層312；開式U型管高位滲透管32；高位敞口321；土壤層4；高位毛細(xì)滲透組件5；高位滲透端口51；透水混凝土高位模塊52；低位毛細(xì)滲透組件6；低位滲透端口61；透水混凝土低位模塊62；不透水混凝土模塊7；閉式U型管體8；閉式U型管進水管81；閉式U型管出水管82；圓錐頭9等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。