專利名稱：用于在直接交換式加熱/冷卻系統(tǒng)中安裝表面下的制冷劑管道的套裝組件的制作方法
用于在直接交換式加熱/冷卻系統(tǒng)中安裝 表面下的制冷劑管道的套裝組件
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般地涉及一種包括各種設(shè)計改進(jìn)和各種專業(yè)應(yīng)用的地?zé)?br> 直接交換式("DX")加熱/冷卻系統(tǒng)一一其通常也被稱為"直接膨脹 式"加熱/冷卻系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明涉及用于在豎直井DX加熱/ 冷卻系統(tǒng)中安裝制冷劑管道的套裝物(encasement)的新穎設(shè)計。
地?zé)岬卦?水源熱交換系統(tǒng)通常利用埋在土壤(ground)中或者浸 沒在水體中的充滿流體的封閉環(huán)路的管道，從而從圍繞所埋入或者所 浸沒的流體傳輸管道的天然存在的地?zé)嵛镔|(zhì)和/或水中吸收熱量，或者 將熱量排入其中。所述管道環(huán)路延伸至表面，然后用于使天然加熱或 天然冷卻的流體循環(huán)到 一 內(nèi)部空氣熱交換裝置。
傳統(tǒng)設(shè)計的地?zé)崴醇訜?冷卻系統(tǒng)通常經(jīng)由水泵，使由水或者含 有防凍劑的水組成的流體在塑料(通常為聚乙烯)地下地?zé)峁艿乐醒?環(huán)，從而在第一熱交換步驟中將地?zé)釤醾魉偷酵寥阑蛘邚耐寥纻魉偷?熱熱。在第二熱交換步驟中，利用一制冷劑熱泵系統(tǒng)將熱量傳送到水 中或者從水中傳送熱量。在第三熱交換步驟中，利用一內(nèi)部空氣處理 機(jī)(由翅片管和風(fēng)扇組成)將熱量傳送至制冷劑或者從制冷劑傳送熱 量，從而加熱或冷卻內(nèi)部空氣空間。
在更加現(xiàn)代的地?zé)酓X熱交換系統(tǒng)中，制冷劑流體傳輸管線被直接 放置在表面下的土壤和/或水中。流體傳輸管線通常使諸如R-22、 R-410A或者諸如此類的制冷劑流體在表面下的制冷劑管線中循環(huán)，從 而經(jīng)由第一熱交換步驟將地?zé)釤醾魉偷奖砻嫦碌脑蛘邚谋砻嫦碌?元件傳送地?zé)釤?，所述制冷劑管線通常包括銅管道。DX系統(tǒng)僅需要第 二熱交換步驟，以一_通常借助于內(nèi)部空氣處理機(jī)一一將熱量傳送到 內(nèi)部空氣空間或者從內(nèi)部空氣空間傳送熱量。因此，因為需要更少的 熱交換步驟并且因為不需要水泵的能量消耗，DX系統(tǒng)通常比水源系統(tǒng) 更加高效。而且，因為銅相比于大部分塑料是更好的導(dǎo)熱體，并且因 為相比于水源系統(tǒng)的塑料管道中循環(huán)的水，DX系統(tǒng)的銅管道內(nèi)循環(huán)的制冷劑流體與周圍的土壤具有更大的溫差，因此DX系統(tǒng)通常比水源系 統(tǒng)更加高效。此外，DX系統(tǒng)與水源系統(tǒng)相比，通常需要進(jìn)行更少的挖 掘和鉆鑿，并且安裝成本通常較低。
盡管大部分在土壤中/在水中的DX熱交換設(shè)計都是可行的，但已 提出了各種改進(jìn)意在增強(qiáng)整個系統(tǒng)的運行效率。在授予Wiggs的美國 專利No. 5， 623, 986、授予Wiggs等人的美國專利No. 5， 816, 314、授予 Wiggs的美國專利No. 5, 946, 928以及授予Wiggs的美國專利 No. 6,615,601 Bl中教導(dǎo)了多種這樣的設(shè)計改進(jìn)，尤其是在直接膨脹/ 直接交換式地?zé)釤岜孟到y(tǒng)方面的改進(jìn)，上述這些專利的公開內(nèi)容通過 引用并入本文中。這些公開內(nèi)容包括水平和豎直定向的表面下熱與地 熱熱交換裝置。
本發(fā)明主要涉及安裝有豎直定向的表面下地?zé)釤峤粨Q裝置的DX 系統(tǒng)，不過也公開了 一種在湖或者類似系統(tǒng)中利用本發(fā)明的實施方案。 過去，通過將銅管道投入和/或推到井中，將銅制冷劑傳輸管道插入到 豎直定向的井/鉆孔內(nèi)。這種方法遇到了多個問題。首先，制冷劑傳輸 管道通常包括一較小尺寸的液體銅制冷劑傳輸管和一較大尺寸的銅蒸 氣制冷劑傳輸管，所述液體銅制冷劑傳輸管和銅蒸氣制冷劑傳輸管借 助在或者接近于井內(nèi)的制冷劑傳輸管道的下部遠(yuǎn)端處的U形彎曲或者 類似物聯(lián)接。隨著制冷劑傳輸管道的下部遠(yuǎn)端被降到井中并當(dāng)其接觸 井的底部時，制冷劑傳輸管道的下部遠(yuǎn)端易于被彎曲和/或受到其他損 壞。例如，所述U形彎曲可能被刮擦、被弄得凹陷、被刺破或者有褶 皺。任意這種損壞都能夠或者妨礙制冷劑流動并削減系統(tǒng)運行效率， 或者造成導(dǎo)致系統(tǒng)整體無效的制冷劑泄漏。
而且，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的是，當(dāng)制冷劑管道被安裝在井 內(nèi)時，可能會間歇性地遇到多種其他問題。其中一個問題是，有時需 要外殼(casing)來支撐松散的土壤直到遇到堅固巖石。在該情況下， 一個較小的鉆頭延伸穿過外殼并且接著用于穿過巖石鉆到期望深度。 因此，通常會在井內(nèi)的、外殼于其處止住并且于其處開始鉆通巖石的 位置留下小的、圓形巖礁(ledge of rock)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因為， 相比于用于為外殼開一個足夠大的洞的較大鉆頭，用于鉆通巖石的較 小鉆頭具有較小直徑。例如，所述外殼的直徑可以是6英寸，然而穿
6過下面巖石的鉆頭的直徑可以僅是4.5英寸。該小的巖礁相當(dāng)經(jīng)常地 成為將銅制冷劑傳輸管線降到井中的障礙物。
該小的巖礁也相當(dāng)經(jīng)常地成為將泵漿管(trimmie tube)降到井中 的障礙物。泵漿管用來將漿液(grout)從底部到頂部泵入到井中，從 而一安裝好銅管道，就去除所有的空氣隙。泵漿管通常是帶有圓形開 口遠(yuǎn)端的1~1.25英寸直徑的聚乙烯管或諸如此類。泵漿管必須與銅 管道一起安裝一直到井的底部或接近井的底部。通常，即使通過推、 拉和扭曲使泵漿管能夠行進(jìn)穿過巖礁，但所述管道的遠(yuǎn)端也會被破壞 到使?jié){液通過管道的進(jìn)入被削減或甚至被阻塞的程度。
因為如大部分軟銅制冷劑等級的管道一樣，泵漿管通常以盤繞形 式存儲，當(dāng)其被降到有限的、直的、且豎直定向的有壁鉆孔/井中時， 所述塑料管盤巻的"記憶"導(dǎo)致管道推壓上述外殼和巖石井中的至少 一個的內(nèi)壁。這種磨蝕會逐漸磨損管道，并且導(dǎo)致在試圖將管道從頂 部向下推入到井中時需要附加的力。同時推動軟的銅管道通常導(dǎo)致由 井壁引起的附加的管道磨蝕，并且增加使銅管道扭結(jié)或者以其它方式 損壞銅管道的危險。
第三個問題是，在井/鉆孔中有時會遇到天然存在的地下水。雖然 銅管道通常比水重，但當(dāng)液體制冷劑傳輸管道被絕熱時，絕熱物增加 的排水量導(dǎo)致漂浮。這會需要人員用力地將包括被絕熱的液體管線的 銅管道推入到井中從而使其到達(dá)底部的設(shè)計深度。而且，為了防止帶 有被絕熱的液體管線的銅管道漂浮出井外，安裝者必須在井的頂部將 銅管道固定。
當(dāng)使用被絕熱的液體管線時，DX系統(tǒng)所遇到的第四個問題是，在 液體管線周圍的絕熱物排出足夠多的槳液(漿液lll (Grout 111)是 水的重量的兩倍以上)從而導(dǎo)致當(dāng)泵入漿液填充材料時，銅管道從井 中漂浮出。這是一個麻煩的問題，如同在填充有水的井的情況下，需 要安裝者阻擋、系住或者以其它方式固定從井的頂部延伸的銅管道的 頂部，如果使用的是諸如漿液111或諸如此類的粘結(jié)性漿液的話至少 要直到漿液凝固。漿液111是由紐約的Brookhaven National Laboratory研發(fā)的非常不透水的抗收縮/裂縫的粘結(jié)性漿液，并且被 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員極熟知。當(dāng)將DX系統(tǒng)地?zé)嶂评鋭﹤鬏敼艿腊惭b在豎直定向的井/鉆孔內(nèi) 時，間歇性地遇到的第五個問題是巖石 一 一尤其如果是頁巖或類似巖 石的話一一會橫過鉆孔滑動，從而妨礙管道安裝。消除這種妨礙的努 力通常被限制為或者再次鉆孔和/或?qū)@孔出空，或者將通過繩索固定 到表面的沉重鋼棒投入孔內(nèi)以努力穿透障礙物。這些傳統(tǒng)方法需要大 量額外時間和人工。
因此，需要一種有效并安全地安裝銅管道的方法，尤其當(dāng)制冷劑 傳輸管線中的至少一個被絕熱時有效并安全地安裝銅管道的方法。此 外還需要一種用于有效并安全地安裝供灌漿使用的泵漿管的方法，從 而避免管道損壞、磨蝕、阻塞巖石/巖礁/岬(rim)以及漂浮的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是增強(qiáng)并改善傳統(tǒng)的直接膨脹式地?zé)峒訜?冷 卻系統(tǒng)、表面下的豎直定向銅管道設(shè)施以及更加水平定向的湖中設(shè)施 的效率和安全性。這通過提供一寬的(相對于鉆孔/井的直徑)、加重 的、且伸長的套裝組件來實現(xiàn)，該套裝組件包括帶有一平坦頂部以及 一圓形和圓錐形底端中的至少一個的套裝管，當(dāng)該套裝管被降入到井/ 鉆孔中時，在其中插入銅管道和泵漿管。這種配置也允許安裝者容易 地將松散附接的泵漿管從管中拉出，而不損壞銅制冷劑傳輸管道。因 為一個優(yōu)選實施方案具有類似于魚雷(torpedo)的尺寸，這種套裝組 件有時也可被稱為"魚雷"設(shè)計。
本發(fā)明的套裝組件包括長于其寬度的由鋼、PVC、銅、金屬、塑料 或諸如此類制成的套裝管等。套裝管具有一帶有平坦上頂部的主體部 分。所述主體部分的寬度，例如供用于4. 5英寸直徑的井/鉆孔中，將 優(yōu)選地在2， 5英寸到3英寸的范圍內(nèi)，同時供在更大直徑的井/鉆孔中 使用的寬度可以更大，優(yōu)選地至少有1英寸直徑的余隙。所述套裝管 的長度將至少長于井/鉆孔的寬度，從而防止套裝管在井中側(cè)著轉(zhuǎn)向 (turn sideways )。所述長度應(yīng)優(yōu)選地至少長于銅制冷劑傳輸管道的 U形彎曲部分，并且應(yīng)該足夠長，以使得當(dāng)結(jié)合其內(nèi)含物時，將達(dá)到 期望重量。填充的套裝管的重量應(yīng)優(yōu)選地在10磅~40磅的范圍內(nèi)。 套裝物越重(25~40磅)，越容易將銅管道安裝在填充有水的井中。套裝管越輕(10~20磅)，越容易在灌漿之前將銅管道拉出供借助于 壓力測試進(jìn)行任何必要的維修。
本發(fā)明的套裝管應(yīng)優(yōu)選具有一具有相對恒定直徑的主體部分，以 及從所述管的主體部分的基底延伸的、圓形和圓錐形前端中的至少一 個或者諸如此類。圓錐形前端是優(yōu)選的，因為其有助于引導(dǎo)套裝管穿 過任意的巖礁。它還允許套裝組件的重量及其附有/附接的制冷劑傳輸 管道，更加容易突破任何可能已行進(jìn)為部分或完全地橫跨井/鉆孔的表 面下材料。所述套裝管內(nèi)的銅管道的U形彎曲應(yīng)被定位在該套裝管的 主體部分的基底以上至少1英寸處，優(yōu)選為2英寸處，使得如果圓形 或圓錐形前端折斷，制冷劑傳輸管道將不被損壞。
制冷劑傳輸管道的遠(yuǎn)端被放置在套裝管內(nèi)，并且可任選地包括一 加熱模式(heating mode)的銷釘限制器組件，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員極熟知的。至少一個一一優(yōu)選為兩個一一有眼螺栓或者類似件被以 一種方式放置在套裝管的頂部附近，使得每個相應(yīng)螺栓的圓形有眼螺 栓末端稍微延伸到該管的頂部邊緣以上，但是僅延伸為足以讓金屬絲、 線或其他緊固裝置延伸橫過套裝管邊緣之上并且穿過所述有眼螺栓的 圓形頂部。所述有眼螺栓將被用于將泵漿管固定至套裝管，從而將泵 漿管的遠(yuǎn)側(cè)下端限制在套裝管的主體部分的內(nèi)部殼體內(nèi)，同時允許在 開始灌漿時將泵漿管容易地拉松而不損壞制冷劑傳輸管道。這需要在 套裝管的頂部內(nèi)部留下足夠空間，以安裝制冷劑傳輸管道和泵漿管。 例如，在套裝管的頂部內(nèi)部部分中可留下1~2英寸是敞口的(未填充 平坦的加頂漿液(topped grout))。
所述可選的第二有眼螺栓或者類似件在套裝管的頂部附近位于一 位置，以便不妨礙圍繞第一有眼螺栓將泵漿管插入。第二有眼螺栓， 例如，可以是1.25英寸長的有眼螺栓或類似件，可選地用于將繩索、 線、金屬絲、鏈或類似物固定至所述套裝物以控制將套裝物及其附接 的制冷劑傳輸管道和泵漿管降到井中，和/或用于在灌漿之前將組件在 井內(nèi)升高或者提高到井外供進(jìn)行維修。例如，如果在灌漿之前的壓力 測試過程中檢測到泄露，可使用繩索幫助將整個套裝組件升高到找到 泄露并進(jìn)行維修的程度。之后，可使用繩索將組件再次往下降回到井 中。
9在制冷劑傳輸管道及其u形彎曲被插入到套裝管，并且有眼螺栓 被固定到位(借助于穿過每一有眼螺栓的橫過包管(containment tube)的頂部延伸的硬金屬絲或者類似物)之后，混凝土、水泥、漿 液111或諸如此類被用于將套裝管的內(nèi)部的其余部分填充到最高達(dá)距 離頂部大約1~2英寸的位置。所述套裝管被填充到如下位置，該位置 至少高至足以以一種方式充分覆蓋有眼螺栓的下部，使得有眼螺栓的 帶螺紋末端被牢牢固定于粘結(jié)性漿液或其他填充材料中，所述有眼螺 栓的下部包括有眼螺栓的螺母或彎曲下部遠(yuǎn)端。所述填充材料填充包 管的、除了套裝管頂部附近大約一到兩英寸的部分之外的整個剩余容 積——包括圓形或圓錐形前端，從而為泵漿管下部遠(yuǎn)端留下足夠空間 以使其在組件被降入井中時在套裝管內(nèi)被充分保護(hù)。
套裝管的頂部附近的粘結(jié)性填充材料在管內(nèi)成為水平且平坦的。 這為水提供了平板(flat plate) —一如果在井內(nèi)天然存在任何水的 話，并且當(dāng)在井/鉆孔的在套裝管的頂部上方的空閑環(huán)形空間內(nèi)，從井 /鉆孔的底部到頂部來添加漿液時，提供了平板供重的漿液井/鉆孔填 充材料進(jìn)行撞壓。該設(shè)計利用了在井的底部附近抵靠所述套裝物的頂 部的平坦表面的漿液的重量以及填充有漿液的套裝管的附加重量，以 防止制冷劑傳輸管道連同制冷劑傳輸管道的液體管線部分周圍的任何 絕熱物漂浮出填充有水的井，以及在漿液/填充材料被添加并且凝固時 漂浮出井。
周期性地，有利的是將表面下的地?zé)釤峤粨Q制冷劑傳輸管道安裝 在湖、河、海灣、小溪、小河、?；蛑T如此類的底部或其中。在這樣 的情形下，不需要鉆井/鉆孔，因為當(dāng)經(jīng)由DX加熱/冷卻系統(tǒng)提取熱 量時不會凍結(jié)到底部的具有足夠尺寸的任何水體，以及當(dāng)在冷卻操作 模式過程中將熱量排出到其時不會蒸發(fā)的具有足夠尺寸的任何水體， 將通常提供卓越的地?zé)釤峤粨Q性能。在這樣的應(yīng)用中，用于繩索附接 的有眼螺栓將優(yōu)選地被放置在套裝管的前端的下部遠(yuǎn)端處。替代地， 可穿過具有足夠尺寸的套裝管的圓錐形前端鉆出一小孔，以插入繩索， 諸如鋼索、尼龍繩、塑料繩或者類似物。所述繩索可被用于將套裝管 及其附接的制冷劑傳輸管線拉到適當(dāng)位置。在這樣的設(shè)施中，套裝管 可用于將制冷劑傳輸管道拉入適當(dāng)位置，以及幫助借助于套裝物的重量將制冷劑傳輸管道的遠(yuǎn)端錨定到位。
附加地且可選地，繩索/線或者類似物可附接到有眼螺栓或者穿過 位于套裝管的圓錐形前端的末端的小孔，以標(biāo)出套裝組件的表面下位 置以及任何時候如果希望的話幫助接近該套裝組件以進(jìn)行移動或者維 修，所述繩索/線附接到漂浮裝置，諸如浮標(biāo)或者類似物。


圖1是一個本發(fā)明的套裝組件的一個實施方案的剖視側(cè)視圖，示 出一位于井/鉆孔中的的套裝管，該套裝管具有圓錐形前端和帶有平坦 頂部的主體部分，帶有附接的液體和蒸氣制冷劑傳輸管線、附接到從 套裝管內(nèi)的漿液填充物延伸出的有眼螺栓的泵漿管以及附接的繩索。
圖2是一個本發(fā)明的套裝組件的俯視圖，示出一伸出的較小直徑 的液體制冷劑傳輸管線、 一伸出的較大直徑的蒸氣制冷劑傳輸管線、 以金屬絲附接到第 一有眼螺栓的泵漿管以及系到可選的第二有眼螺栓 的繩索。
圖3是一個本發(fā)明的套裝組件管的實施方案的側(cè)視圖，其中所述 套裝管具有圓形前端。
圖4是一個本發(fā)明的套裝組件的一實施方案的側(cè)視圖，其位于湖 水中并且具有在套裝管的圓錐形前端的遠(yuǎn)端處的環(huán)形物。該環(huán)形物被 用于提供一可選的附接點用以將繩索用于將套裝管及其預(yù)先裝配的附 接的液體和蒸氣制冷劑傳輸管道拉進(jìn)湖的底部或者湖中的適當(dāng)位置。 還示出了一被附接到所述環(huán)形物的可選的線，并且該線被示出為向上 延伸至一漂浮裝置從而在湖表面標(biāo)記套裝組件的位置。
圖5是位于湖水中的本發(fā)明的套裝組件的一實施方案的側(cè)視圖， 其中套裝管具有穿過前端鉆出的小孔，以為繩索和/或標(biāo)志浮體提供一 可選的附接點。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)參考附圖，其中相同數(shù)字指示相同部分或元件，在圖1 中示出了套裝組件1的一個實施方案的剖視側(cè)視圖，該套裝組件1包 括帶有從主體部分的基底IO延伸的圓錐形前端3的套裝管2。管2的 主體部分(沿長度36)在這里被示出為大體圓柱形的，并由鋼、銅、金屬或塑料管等制成。套裝管2不一定必須是圓柱形的，如本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員極熟知的。例如，管2可以是多平坦側(cè)面的等(在這里未 示出，因為多平坦側(cè)面的管道對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是極熟知的)。 套裝管2的主體部分的長度36長于井/鉆孔21的寬度37,使得套裝 組件1在其安裝進(jìn)井/鉆孔21的過程中不會側(cè)著轉(zhuǎn)向。在土壤41中鉆 出/挖掘出井/鉆孔21,這種鉆孔過程對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是極熟 知的。
管2的圓錐形前端3優(yōu)選地是大約6英寸長，在底端4處變尖。 前端3可以一種方式附接到套裝管的主體部分，以允許前端3在安裝 過程中與該主體部分分離。示出了一液體制冷劑傳輸管線5,其遠(yuǎn)端 被示出為在管2的主體部分的平坦基底10上方大約兩英寸27的位置 處的U形彎曲8的形式。通過聯(lián)結(jié)器29將液體管線5附接到蒸氣制冷 劑傳輸管線6,全都在套裝管2內(nèi)。管2的頂端7是平坦的。傳輸管 線的遠(yuǎn)端或底部9 (在U形彎曲8處)應(yīng)優(yōu)選位于距離管2的基底10 大約兩英寸27之處(在這里未根據(jù)比例畫出)，使得如果圓錐形前端 3在插入到井/鉆孔21的過程中折斷，所述U形彎曲8將不被損壞。 在這里，包裝1被示出為位于井/鉆孔21的下端22處。在土壤41中 鉆出/挖掘出井/鉆孔21,這種鉆孔/挖掘過程對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員是極熟知的。
在圖1的實施方案中，第一有眼螺栓11被顯示為其圓形頭部12 僅稍微延伸到套裝管2的頂部7以上。第一有眼螺栓11被用作將泵漿 管14的下部遠(yuǎn)端13固定至套裝組件1的裝置。泵漿管14通常是用于 將漿液填充物15引入到地?zé)峋?鉆孔21的聚乙烯管，如本領(lǐng)域普通人 員極熟知的。包括螺母32的有眼螺栓11的下部被完全放置在漿液15 中，從而將有眼螺栓11固定到位。泵漿管14優(yōu)選地以一種方式繞第 一有眼螺栓11的延伸在漿液/填充材料15上方的部分放置在其上面， 使得泵漿管14的整個下部遠(yuǎn)端13位于管2的未填充漿液15的上部分 18的內(nèi)部。穿過泵漿管14的兩側(cè)鉆出一小孔17，從而允許金屬絲19 或者類似物被以一種方式插入穿過小孔17以便延伸穿過第一有眼螺 栓11的圓形頭部12。金屬絲19然后被繞20泵漿管14彎曲，以在包 裝1被放下到井21中時將泵漿管14固定在位，但是使得在灌漿過程中，當(dāng)泵漿管14被遠(yuǎn)離包裝1拉起時，所述金屬絲容易被破壞或拉松， 而不損壞液體或蒸氣制冷劑傳輸管線5和6。
可選的第二有眼螺栓23被顯示為以類似于第一有眼螺栓11的方 式被定位在套裝管2中，但是其位于位置31處，在該位置31處第二 有眼螺栓既不妨礙泵漿管14，也不妨礙液體和蒸氣制冷劑傳輸管線5 和6?？蛇x的繩索24,諸如尼龍繩、鋼索或者類似物，被附接到第二 有眼螺栓23的圓形頭部12并向上延伸穿過井21到達(dá)地表面25以上 的位置，在此處該繩索24可附接到一絞盤(在這里未示出，因為絞盤 對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是極熟知的)或類似裝置，用于幫助在井/ 鉆孔21中降低或者升高套裝組件1及其附加地附接的泵漿管14和制 冷劑傳輸管線5和6。
套裝管2的內(nèi)部的剩余部分被示出為，以漿液/填充材料15 (其 優(yōu)選是諸如漿液111或諸如此類的粘結(jié)性漿液)填充到位于管2的頂 部7以下的大約兩英寸27 (未按比例畫出)的位置，從而為泵漿管14 的下部遠(yuǎn)端13留出空間以完全配合泵漿管14的內(nèi)部上部分18。這保 護(hù)在泵漿管14被降入到井21中時其下部遠(yuǎn)端13免于被損壞或者被損 毀外形。使?jié){液/填充材料15在管2的頂部7以下大約兩英寸27的位 置處有一平坦表面26，該漿液/填充材料15優(yōu)選地是諸如漿液111或 類似物的粘結(jié)性漿液。所述平坦表面26將提供阻力，從而如果井包含 天然水填充物(天然水填充物在此未示出，因為其對于本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員是極熟知的)的話，幫助防止套裝組件1和其附接的制冷劑傳 輸管道5和6以及圍繞液體管線5的任意絕熱物33從井21中漂浮出 來，并且在灌漿過程(所述灌漿過程對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是極熟 知的)中幫助防止套裝組件1從井21中漂浮出來。粘結(jié)性漿液，諸如 漿液111,被優(yōu)選作為用于管2的填充材料，因為相比于其他常規(guī)的 漿液，粘結(jié)性漿液是抗收縮、抗裂縫、防水且高度導(dǎo)熱的。此外，漿 液lll是相對較重的，每加侖的重量大約為18. 5磅(是水的重量的兩 倍以上)，因此將排出任何在井/鉆孔21中天然存在的水(未示出)。
圖2示出套裝組件1的頂部，帶有較小直徑的液體制冷劑傳輸管 線5、較大直徑的蒸氣制冷劑傳輸管線6、以金屬絲19附接到第一有 眼螺栓11的泵漿管14以及繩索24或類似物，所述金屬絲19為了保
13護(hù)目的將泵漿管14固定到管2內(nèi)的第一有眼螺栓ll,所述繩索24或 類似物被固定30到可選的第二有眼螺栓23用于可選地幫助升高和/ 或降低整個組件1。
圖3是套裝組件1的另一實施方案的側(cè)視圖，其中所述套裝管2 具有一圓形前端28。
圖4是套裝組件1和管2的另一實施方案的側(cè)視圖，所述管2在 圓錐形前端3的遠(yuǎn)端13處具有環(huán)形物34。所述環(huán)形物34可以是有眼 螺栓、掛鉤、U形螺栓或者類似件，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員極熟知的。 所述環(huán)形物34被用于為諸如鋼索、尼龍繩或者類似物的繩索24提供 一可選的附接點，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員極熟知的。在此特定應(yīng)用中， 繩索24將被用來將套裝組件1及其預(yù)先裝配的附接的液體和蒸氣制冷 劑傳輸管道5和6拉入到被土壤41圍繞的湖35、河、海灣、海洋或 者諸如此類的底部9或其中的適當(dāng)位置。在這樣的湖35設(shè)施中，不需 要泵漿管。
在圖4的實施方案中，可選的線38還被示出為附接到環(huán)形物34， 并且其被示出為向上延伸到漂浮裝置39，諸如浮標(biāo)或者類似物，以在 湖35的水表面40標(biāo)出套裝組件1的位置。
圖5是套裝組件1的側(cè)視圖，其中套裝管2具有穿過圓錐形前端 3的鉆出的小孔17或諸如此類。所述孔17被用于為諸如鋼索、尼龍 繩或類似物的繩索24提供一可選的附接點，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員極 熟知的。在該特定應(yīng)用中，所述繩索24將被用于將套裝組件l及其預(yù) 先裝配的附接的液體和蒸氣制冷劑傳輸管道5和6,拉入到被土壤41 圍繞的湖35、河、海灣、海洋或者諸如此類的底部9或者其中的適當(dāng) 位置。在這樣的湖35設(shè)施中，不需要泵漿管(在該附圖中未示出，但 是對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是極熟知的)。
在圖5中，可選的線38還被示出為附接到孔17，并且被示出為 向上延伸到漂浮裝置39,諸如浮標(biāo)等，以在湖35的水表面40標(biāo)出套 裝組件1的位置。
因此，盡管已描述了本發(fā)明的用于在直接交換式加熱/冷卻系統(tǒng)中 安裝表面下的制冷劑管道的一種新穎且有用的套裝組件的特定實施方 案，但是旨在除了在所附權(quán)利要求書中所陳述的之外，這些說明不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明范圍的限制
權(quán)利要求
1.一種用于在直接交換式加熱/冷卻系統(tǒng)中安裝表面下的制冷劑管道的套裝組件，包括一套裝管，所述套裝管具有平坦上端、具有基底的主體部分以及從所述主體部分的基底延伸的圓形或圓錐形前端中的至少一個。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的套裝組件，還包括位于所述套裝管內(nèi)部 的制冷劑管道，所述制冷劑管道具有鄰近所述套裝管的主體部分的基 底在其上方定位的遠(yuǎn)端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的套裝組件，還包括在所述套裝管內(nèi)部的 填充材料，所述填充材料包住所述制冷劑管道的遠(yuǎn)端和整個制冷劑管 道中的至少一個。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的套裝組件，還包括泵漿管附接裝置，以 鄰近所述套裝管的上端附接一泵漿管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的套裝組件，還包括固定到所述泵漿管附 接裝置的一泵漿管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的套裝組件，其中所述泵漿管附接裝置包 括第一有眼螺栓，所述第一有眼螺栓具有延伸到所述套裝管的上端上 方的上部以及在所述填充材料內(nèi)部的下部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的套裝組件，還包括第二有眼螺栓，所述 第二有眼螺栓具有延伸到所述套裝管的上端上方的上部以及在所述填充材料內(nèi)部的下部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的套裝組件，還包括附接到所述第二有眼 螺栓的上部的繩索、金屬絲和鏈中的至少一個。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的套裝組件，其中所述套裝管被豎直定位 在具有一鉆孔直徑的鉆孔內(nèi)，并且其中所述套裝管的主體部分長于所 述鉆孔直徑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的套裝組件，還包括附接到所述套裝管 的前端的繩索連接裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的套裝組件，其中所述繩索連接裝置包 括一前端環(huán)形物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的套裝組件，還包括由繩索、金屬絲和 鏈中的至少一個構(gòu)成的線，該線具有近端和連接到線連接裝置的遠(yuǎn)端。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的套裝組件，還包括連接到所述線的近端的標(biāo)志浮體。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的套裝組件，其中所述套裝組件被放置在水體中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的套裝組件，其中所述填充材料包括粘結(jié)性漿液。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的套裝組件，其中所述粘結(jié)性漿液具有鄰近所述套裝管的頂部但位于其以下的平坦表面。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的套裝組件，其中所述粘結(jié)性漿液包括漿液111。
18. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的套裝組件，其中所述泵漿管還包括穿過所述泵漿管的兩側(cè)的孔，并且所述套裝組件還包括穿過所述泵漿管中的所述孔并且穿過所述第一有眼螺栓的上部插入的釋放金屬絲(release wire)和釋放線(release line)中的至少一個。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的套裝組件，其中所述釋放金屬絲或線被繞所述泵漿管彎曲，以在所述套裝組件被降入到適當(dāng)位置時可釋放地將所述泵漿管固定到位。
20. —種在直接交換式加熱/冷卻系統(tǒng)中安裝表面下的制冷劑管道的方法，包括(a) 將所述制冷劑管道的至少一遠(yuǎn)端部分定位在一套裝管中，所述套裝管具有一平坦上端、具有基底的主體部分以及從所述主體部分的基底延伸的圓形或圓錐形前端中的至少一個；(b) 將所述套裝管放置在一表面下的位置；以及(c) 用填充材料填充所述套裝管的至少一部分。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括可釋放地將一泵漿管附接到所述套裝管，并且其中利用所述泵漿管將所述填充材料輸送到所述套裝管中。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括將一繩索附接到所述套裝管，并利用該繩索將所述套裝管定位在所述表面下的位置。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述表面下的位置是井或鉆孔。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述表面下的位置是水體。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，還包括將一標(biāo)志浮體附接到所述套裝管。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括通過將有眼螺栓的下部嵌入所述填充材料中，將第一有眼螺栓附接到所述套裝管，其中所述泵漿管可釋放地附接到所述第 一有眼螺栓的上部。
全文摘要
一種用于在直接交換式加熱/冷卻系統(tǒng)中安裝表面下的制冷劑管道的套裝組件(1)，包括一加重且保護(hù)性的套裝管(2)，用于將制冷劑管道的底部遠(yuǎn)端U形彎曲部分(8)降入到井/鉆孔(21)中。所述套裝管(2)具有主體部分以及圓形或圓錐形前端。所述制冷劑傳輸管線(5，6)的遠(yuǎn)端的U形彎曲部分被包在位于所述管(2)內(nèi)部的粘結(jié)性漿液(15)中。所述套裝管(2)內(nèi)部的漿液(15)具有一防止向上漂浮的平坦頂部，以及至少一個有眼螺栓(11)，該有眼螺栓用于在安裝過程中以可消耗的金屬絲(19)固定泵漿管(14)。一可選的前端環(huán)形物(34)被附接到所述管(2)的下部遠(yuǎn)端，用于在水中附接標(biāo)志浮體(39)。
文檔編號F25D23/12GK101542216SQ200680056484
公開日2009年9月23日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者B·R·威格士 申請人:地天系統(tǒng)有限公司