專利名稱：射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新能源交換裝置，具體涉及一種地下與地上能源互相置換的
循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
目前，已知的地源熱泵機(jī)組提取地球淺層能源，主要方式為在地面鑿深井，用潛水 泵抽取地下水到熱泵機(jī)組進(jìn)行熱能交換，用于地面采暖供熱、空調(diào)制冷及生活供熱，該種方
式大多僅適用于淺層地溫大于i2t:的地方，能效比小且大部分還存在抽出地下水后回灌地
下難，甚至不能全部回灌地下，還有時(shí)回灌會(huì)由于接觸空氣使水變質(zhì)造成地下水污染。另有
一些裝置運(yùn)行能量損失較大、效率能較低，特別是不能適用于高寒地區(qū)，淺層地溫低于i2t: 的地方。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決地下水污染、回灌難、低溫能源利用率低的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種適 于高寒地區(qū)、低溫地源能在完全密閉下轉(zhuǎn)換效率高，并順利完全回灌地下的地源能提取裝 置，本技術(shù)方案采用如下方式射流式低溫地源取能循環(huán)裝置，包括取能井、循環(huán)泵、地源熱 泵(18)和智能控制器，取能井通過(guò)管道與地源熱泵連接，所述地源熱泵與用戶端連接，所 述智能控制器控制整個(gè)裝置的運(yùn)行，其改進(jìn)在于所述取能井包括內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒與外 筒上端密封，內(nèi)筒與外筒之間由隔板、封板分成進(jìn)水部和回水部，所述進(jìn)水部?jī)?nèi)筒與外筒下 部有滲水孔，所述回水部外筒下端有出水孔、內(nèi)筒內(nèi)表面上有隔絕層，內(nèi)筒上端安裝有取能 器，所述回水部上端安裝有射流器。 本實(shí)用新型的另一優(yōu)選方式所述取能器包括外殼、外殼內(nèi)的能量交換管、外殼上 的能源進(jìn)口管和出口管，所述能源進(jìn)口管、出口管上安裝有逆止閥，所述能量交換管的進(jìn)水 口和出水口通過(guò)管道與地源熱泵連接。 本實(shí)用新型的再一優(yōu)選方式所述能量交換管的進(jìn)水口與地源熱泵連接管道上安 裝有第一循環(huán)泵。
本實(shí)用新型的又一優(yōu)選方式所述取能井、地源熱泵和用戶端之間的連接管道上
安裝有溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器，并通過(guò)電纜與智能控制器連接。
本實(shí)用新型的還一優(yōu)選方式所述射流器通過(guò)管道與取能器的能源出口管連接。
本實(shí)用新型的另一優(yōu)選方式所述射流器與取能器連接的管道有兩根，其中一根
管道上安裝有吸水泵。 本實(shí)用新型的另一優(yōu)選方式所述內(nèi)筒內(nèi)安裝有微型潛水泵，所述微型潛水泵通 過(guò)管道與射流器與能源出口管之間帶吸水泵的管道連接。
本實(shí)用新型的另一優(yōu)選方式所述地源熱泵與用戶端連接管道上安裝有第二循環(huán)泵。
本實(shí)用新型的另一優(yōu)選方式所述取能井內(nèi) 、外筒井口采用法蘭密封。[0012] 本實(shí)用新型的另一優(yōu)選方式所述出水部外筒下端的出水孔為內(nèi)表面直徑大、外 表面直徑小的圓柱孔。 將地下取能井采用密閉式，可有效隔絕空氣與地下水的接觸，防止對(duì)地下資源的 污染，取能井設(shè)置雙層回水部和雙層進(jìn)水部，利用隔板使進(jìn)、回水部分離，溫度傳遞慢，延長(zhǎng) 了能源吸收時(shí)間，將射流器、抽水管道泵聯(lián)合應(yīng)用，降低了對(duì)電力的要求，提高了效率，還造 成了進(jìn)水部的負(fù)壓、回水部的正壓，保證了地下水的完全回灌。利用井上抽水泵、井內(nèi)微型 潛水泵，代替現(xiàn)有技術(shù)采用的大型井下潛水泵，解決了能耗大、安裝維護(hù)難的問(wèn)題，且微型 潛水泵保證了抽水泵總是在充滿水的情況下正常啟動(dòng)，射流器可使地下能源快速溢出并迅 速被井內(nèi)取能器吸收?；厮康耐脖谏系臐B透孔設(shè)置成噴嘴狀對(duì)回灌水形成加壓提速的作 用，保證水回灌的速度，對(duì)全部回灌地下水起到保證作用。密閉式取能井采用了雙層筒，外 筒可充分吸收地下淺層的低溫地源能，內(nèi)筒內(nèi)壁的防腐隔熱層可有效阻止出水部與進(jìn)水部 溫度的傳遞，保證地下能源的提取效果。內(nèi)、外筒夾層之間的隔板將三個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了隔離形 成三個(gè)獨(dú)立的裝置。取能器在射流器工作時(shí)創(chuàng)造的地下能源為負(fù)壓狀態(tài)下，可提高換低溫 地源能效果，增加能量轉(zhuǎn)換率。取能器內(nèi)將進(jìn)水部與交換部分離開(kāi)，形成兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)， 即保證了地下能源的環(huán)境安全，又達(dá)到了低溫地源能介質(zhì)輸送、地源熱泵加快了轉(zhuǎn)換、升 級(jí)、輸出系統(tǒng)的安全高效。管道泵、循環(huán)泵使整個(gè)裝置的溫度交換更加順暢、快捷。智能控 制系統(tǒng)根據(jù)各傳感器的數(shù)據(jù)調(diào)整整個(gè)裝置的工作效率，提高了能效比。

圖一、本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖 圖二、本實(shí)用新型取能井結(jié)構(gòu)示意圖 圖三、圖二A-A剖面圖
具體實(shí)施方式如圖1所示，本實(shí)用新型的取能井1安置在地下，由內(nèi)筒5和外筒4組成，內(nèi)筒5 與外筒4之間形成一個(gè)環(huán)形空間，環(huán)形空間下部由直徑方向的兩個(gè)隔板15分成左右對(duì)稱的 兩個(gè)不相通的半環(huán)形，其中進(jìn)水部2下部有個(gè)半環(huán)形蓋板16安裝在兩個(gè)隔板15上方，使取 能井進(jìn)水部2進(jìn)來(lái)的水通過(guò)環(huán)形空間后直接進(jìn)入內(nèi)筒5，形成一個(gè)獨(dú)立通道，避免進(jìn)水與回 水相互影響，增加吸取能源的時(shí)間。取能井1另外部份形成置換后水回灌地下的回水部3。 其中進(jìn)水部2的內(nèi)筒5、外筒4壁下部有相通的微 L可以使地下水從進(jìn)水部2的外筒4流 入兩筒之間的半環(huán)形空間，再由半環(huán)形空間從內(nèi)筒5壁上微孔流到內(nèi)筒內(nèi)。回水部3的外 筒4壁下部有多個(gè)從里向外、直徑由大至小的多個(gè)圓柱體17，此噴嘴狀結(jié)構(gòu)對(duì)回灌水形成 加壓提速的作用，保證水回灌的速度，回水部3的內(nèi)筒5部分是封閉的，且在內(nèi)筒5內(nèi)表面 上有防腐隔熱涂料層14，置換過(guò)后的水進(jìn)入回水部3由外筒4上的孔排入地下，由于內(nèi)部 是封閉的且有隔熱涂層，因此置換后的水不會(huì)再流入內(nèi)筒內(nèi)，也還不會(huì)產(chǎn)生溫度交換。取能 井1的上部由法蘭21密封，取能器位于取能井內(nèi)固定在法蘭21上，取能器外殼6為密封容 器，在外殼的下方安裝有能源進(jìn)水管7，可將由進(jìn)水部2進(jìn)來(lái)的水抽到取能器外殼6內(nèi)，能源 進(jìn)水管7上安裝有逆止閥22，可以防止水回流，外殼6內(nèi)安裝有能量交換管9，利用交換管 9里面的水來(lái)與外殼內(nèi)的水進(jìn)行溫度交換，交換管9的進(jìn)水口 ll與出水口 12都伸出法蘭21上方。法蘭21上外殼上方還有能源出水口 8，在取能井回水部法蘭21上方安裝有射流 器13，射流器13另一端通過(guò)兩根管道與分別與能源出水口 8連接，其中一根管道中間安裝 有吸水泵23，另一根管道上安裝有逆止閥，采用雙管方式連接，可以在不啟動(dòng)吸水泵23的 情況下，利用取能井內(nèi)自身的壓力，將置換過(guò)的水直接流向射流器13，返回地下，如果達(dá)不 到進(jìn)、出水平衡再啟動(dòng)吸水泵23管道進(jìn)行補(bǔ)充，可以達(dá)到節(jié)省能耗的目的，射流器13可以 創(chuàng)造負(fù)壓，使回灌水快速回到地下。取能井內(nèi)筒內(nèi)還安裝有微型潛水泵IO，微型潛水泵10 的管道穿過(guò)法蘭21連接在射流器13與吸水泵23之間的管道上，微型潛水泵10管道上也 安裝有逆止閥，微型潛水泵10保證吸水泵管道總是在充滿水的情況下正常啟動(dòng)，避免了現(xiàn) 有技術(shù)中采用大型潛水泵帶來(lái)的維修、能耗等問(wèn)題，利用井上抽水泵代替井下潛水泵，解決 了原潛水泵安裝維護(hù)的難度，還降低了抽水的能耗，保證了抽水系統(tǒng)的安全。 能量交換管9的出水口 12通過(guò)管道與地源熱泵18的能量進(jìn)水口連接，能量交換 管9的進(jìn)水口 11通過(guò)管道與地源熱泵的能量出水口連接，中間的管道上連接有第一循環(huán)泵 25。地源熱泵18上有多根供熱管、供冷管分別與用戶端22連接，各個(gè)管道上安裝有電動(dòng) 閥，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)流量控制，還可以在用戶管道上安裝第二循環(huán)泵26來(lái)加速流量/延長(zhǎng)輸送 路線。 在整個(gè)取能裝置的管道上安裝多個(gè)溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器20，通過(guò) 電纜與智能控制器19連接，智能控制器19還接收用戶的選擇信息，即用戶周邊環(huán)境氣候自 然狀況參數(shù)和用戶要求達(dá)到的供熱使用溫度等技術(shù)參數(shù)等，通過(guò)信號(hào)電纜與智能控制器19 連接，智能控制器19將各技術(shù)數(shù)據(jù)優(yōu)化組合，精選出最佳運(yùn)行方案，然后控制各個(gè)裝置進(jìn) 行。本裝置采用的各種泵的電機(jī)及地源熱泵電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)部分均采用變頻裝置，以配合智能控 制器進(jìn)行調(diào)節(jié)。 工作時(shí)布置在地下的取能井，通過(guò)管道與地面地源熱泵連接。帶有溫度的地下水 由取能井進(jìn)水部2進(jìn)入內(nèi)筒，再?gòu)膬?nèi)筒內(nèi)取能器下方的能源進(jìn)水管7進(jìn)入取能器內(nèi)，進(jìn)入取 能器內(nèi)的水與取能器內(nèi)能量交換管9內(nèi)的水進(jìn)行溫度置換，取能器內(nèi)置換過(guò)的水通過(guò)兩個(gè) 與射流器13連接的管道，由射流器13注入取能井的回水部3內(nèi)，經(jīng)回水部3外筒4上的圓 柱孔17回灌地下。能量交換管9交換后的水從出水口 12流向地源熱泵18，地源熱泵18將 置換后的溫度水與需要的用戶端20進(jìn)行分配，釋放能量后的水從用戶端20回到地源熱泵 18，從地源熱泵18的出水口流入能量交換管9再進(jìn)行能量置換，從而形成一個(gè)完成的能量 置換過(guò)程。 最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡 管參照上述實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解；依然可以 對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或等同替換，而未脫離本發(fā)明精神范圍的任何修改或等 同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，包括取能井(1)、循環(huán)泵、地源熱泵(18)和智能控制器(19)，取能井(1)通過(guò)管道與地源熱泵(18)連接，所述地源熱泵(18)與用戶端(24)連接，所述智能控制器(19)控制整個(gè)裝置的運(yùn)行，其特征在于所述取能井(1)包括內(nèi)筒(5)和外筒(4)，內(nèi)筒(5)與外筒(4)上端密封，內(nèi)筒(5)與外筒(4)之間由隔板(15)、封板(16)分成進(jìn)水部(2)和回水部(3)，所述進(jìn)水部(2)內(nèi)筒與外筒下部有滲水孔，所述回水部(3)外筒下端有出水孔(17)、內(nèi)筒內(nèi)表面上有隔熱涂料層(14)，內(nèi)筒上端安裝有取能器，所述回水部(3)上端安裝有射流器(13)。
2. 如權(quán)利要求1所述的射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，其特征在于，所述取能器包 括外殼(6)、外殼內(nèi)的能量交換管(9)、外殼上的能源進(jìn)口管(7)和出口管(8)，所述能源進(jìn) 口管(7)、出口管(8)上安裝有逆止閥，所述能量交換管(9)的進(jìn)水口 (12)和出水口 (11) 通過(guò)管道與地源熱泵(18)連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，其特征在于，所述能量交換 管(9)的進(jìn)水口 (12)與地源熱泵(18)連接管道上安裝有第一循環(huán)泵(25)。
4. 如權(quán)利要求1所述的射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，其特征在于，所述取能井 (1)、地源熱泵(18)和用戶端之間的連接管道上安裝有溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感 器(20)，并通過(guò)電纜與智能控制器(19)連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，其特征在于，所述射流器 (13)通過(guò)管道與取能器的能源出口管(8)連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，其特征在于，所述射流器 (13)與取能器連接的管道有兩根，其中一根管道上安裝有吸水泵(23)。
7. 如權(quán)利要求6所述的射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，其特征在于，所述內(nèi)筒(5)內(nèi) 安裝有微型潛水泵(IO)，所述微型潛水泵(10)通過(guò)管道與射流器(13)與能源出口管(8) 之間帶吸水泵(23)的管道連接。
8. 如權(quán)利要求1所述的射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，其特征在于，所述地源熱泵 (18)與用戶端(24)連接管道上安裝有第二循環(huán)泵(26)。
9. 如權(quán)利要求1所述的射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，其特征在于，所述取能井內(nèi) 筒(5)、外筒(4)井口采用法蘭(21)密封。
10. 如權(quán)利要求1所述的射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，其特征在于，所述出水部 (3)外筒下端的出水孔(17)為內(nèi)表面直徑大、外表面直徑小的圓柱孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種射流式低溫地源能取能循環(huán)裝置，具體涉及一種地下與地上能源互相置換的循環(huán)裝置。為了解決地下水污染、回灌難、低溫能源利用率低的問(wèn)題，采用雙筒式地下取能井，并將地下水的吸進(jìn)和回灌分開(kāi)，利用法蘭密封使整個(gè)循環(huán)過(guò)程與外界不接觸，不會(huì)造成地下資源污染，利用射流器對(duì)回水部造成負(fù)壓，使地下水可完全回灌地下，利用微型潛水泵、吸水泵代替現(xiàn)有技術(shù)的大型潛水泵，減少維護(hù)和能耗，本實(shí)用新型利用內(nèi)筒與外筒造成的空間，及回水與進(jìn)水之間的隔熱層，使置換水減少不必要的冷熱交換，最大限度的延長(zhǎng)了地上設(shè)備置換能源的時(shí)間。
文檔編號(hào)F25B30/06GK201497258SQ200920167658
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者王劍波, 王劍英, 馬可夫 申請(qǐng)人:王劍英;王劍波;馬可夫