專利名稱：一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空調(diào)行業(yè)地源熱泵領(lǐng)域及生活熱水供應(yīng)領(lǐng)域，具體地說是一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器。
背景技術(shù)：
近幾年來，節(jié)能已經(jīng)成為潮流，環(huán)保已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)。在建筑節(jié)能領(lǐng)域中，地源熱泵作為一種節(jié)能、環(huán)保的中央空調(diào)系統(tǒng)，獲得了飛速發(fā)展。一種“裸井”式地源熱泵較常規(guī)U型埋管換熱器換熱效率較高、占地面積較少、初投資較小，施工工期較短，是一種高效的地源熱泵技術(shù)，但是，該系統(tǒng)的適用條件苛刻，只適宜在開孔即強(qiáng)巖層(如花崗巖、石英砂巖等)的地區(qū)或者覆蓋層不厚(30m以內(nèi))且覆蓋層下為強(qiáng)巖層的地區(qū)。遺憾的是國(guó)內(nèi)很多地區(qū)不具備這樣的地質(zhì)條件；因此，改進(jìn)地源熱泵室外換熱器的結(jié)構(gòu)形式及施工工藝，提高換熱器的適用范圍將具有很好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是改進(jìn)原有的地源熱泵室外“裸井”換熱器，擴(kuò)大裸井換熱器的應(yīng)用范圍，代替常規(guī)的地源熱泵U型埋管換熱器。本實(shí)用新型一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器，包括:初始鉆孔壁1，初始鉆孔壁I內(nèi)設(shè)置有鋼套管2，在初始鉆孔壁I與鋼套管2之間為漿料層3，鋼套管2的下方設(shè)置有具有導(dǎo)入作用的保護(hù)擋板5，鋼套管2內(nèi)側(cè)靠近內(nèi)孔壁設(shè)置有注漿管4，注漿管4在鋼套管2底部設(shè)置一個(gè)三通，通過一個(gè) 90°彎頭形成在套管底部對(duì)稱的兩個(gè)注漿口 6 ;鋼套管2內(nèi)部設(shè)置有潛水泵7及回水管9，潛水泵7與抽水管8相連。所述的初始鉆孔壁I采用勘察鉆機(jī)或者潛孔錘鉆機(jī)成孔，孔徑150mm,孔深80m 200m ；所述的保護(hù)擋板5直徑小于鋼套管2的直徑；下套管時(shí)起到導(dǎo)入的作用；本實(shí)用新型一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器是這樣實(shí)現(xiàn)的:①采用勘察鉆機(jī)或者潛孔錘鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔；②成孔后，將鋼套管2植入初始鉆孔內(nèi)，套管2內(nèi)側(cè)靠近內(nèi)孔壁設(shè)置一 DN32鋼制
注漿管；③在鋼套管2底部設(shè)置一個(gè)三通，分成兩個(gè)注漿口 6 ;保護(hù)擋板5主要是為了防止注漿口 6在下管過程中被封堵，起保護(hù)注漿口的作用；④在鋼套管2底端設(shè)置保護(hù)擋板5 ；⑤套管安裝到位后，通過注漿管4向初始孔壁I和鋼套管2之間注漿，注漿料為微膨脹水泥；⑥待水泥漿凝固后，便形成了 “裸井”，即可使用“裸井”換熱技術(shù)。本實(shí)用新型一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器的工作原理為:通過設(shè)置鋼套管2并在套管和鉆孔之間的間隙注漿，將原本不穩(wěn)定的巖土地質(zhì)條件進(jìn)行固化，人為造成“裸井”(成孔及固化工藝原理詳見附圖1)。成孔后，向裸孔內(nèi)注水，抽水管8深入到裸孔底部，潛水泵7通過抽水管8抽水至熱泵機(jī)組換熱，換熱后的介質(zhì)(水)通過回水管9回至裸井頂部，回水在底部抽水負(fù)壓作用下自裸井頂部下流至底部，在自上而下的流動(dòng)過程中，水流與固化后的裸井井壁換熱，換熱充分后，在底部又被抽水管抽至熱泵機(jī)組換熱，如此循環(huán)，形成高效穩(wěn)定的地源熱泵室外換熱器，通過熱泵機(jī)組能夠持續(xù)而穩(wěn)定的提供冷熱服務(wù)。本實(shí)用新型一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器的優(yōu)點(diǎn)是:比常規(guī)地源熱泵埋管換熱器效率高3倍以上，消除了常規(guī)換熱器存在的冷熱不平衡現(xiàn)象；適用與不同地質(zhì)條件，提高了效率，降低了地源熱泵系統(tǒng)的施工成本，縮短了工期。

圖1為一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器，包括:初始鉆孔壁1，初始鉆孔壁I內(nèi)設(shè)置有鋼套管2，在初始鉆孔壁I與鋼套管2之間為漿料層3，鋼套管2的下方設(shè)置有具有導(dǎo)入作用的保護(hù)擋板5，鋼套管2內(nèi)側(cè)靠近內(nèi)孔壁設(shè)置有注漿管4，注漿管4在鋼套管2底部設(shè)置一個(gè)三通，通過一個(gè)90°彎頭形成在套管底部對(duì)稱的兩個(gè)注漿口 6 ;鋼套管內(nèi)部設(shè)置有潛水泵7及回水管9，潛水泵7與抽水管8相連。
所述的初始鉆孔壁I采用勘察鉆機(jī)或者潛孔錘鉆機(jī)成孔，孔徑150mm,孔深80m 200m ；所述的保護(hù)擋板5直徑小于鋼套管2的直徑；下套管時(shí)起到導(dǎo)入的作用。一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器設(shè)計(jì)尺寸為:1、成孔:初始鉆孔采用勘察鉆機(jī)或潛孔錘鉆機(jī)或者石油鉆井成孔，孔徑150_，孔深 80m 200m ；2、鋼套管2:套管孔徑I IOmm,厚度采用6mm,采用鍍鋅鋼管或者不銹鋼材質(zhì)；3、注漿管4:孔徑DN32，厚度采用2.3mm ;4、注漿口 6:注漿管底部分出的對(duì)稱的用于注漿出口，DN32，與縮小頸部平齊；5、保護(hù)擋板5:采用鋼板,厚度不小于5mm,圓形,直徑為100mm,焊接至鋼套管2底部縮小的頸部上；6、抽水管8:位于套管2內(nèi)，深入裸井底部Im左右，采用塑料管，管徑80mm ;7、回水管9:位于鋼套管2內(nèi)，深入位于當(dāng)?shù)仂o水位lm，采用塑料管。
權(quán)利要求1.一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器，包括:初始鉆孔壁(I);其特征在于:初始鉆孔壁(I)內(nèi)設(shè)置有鋼套管(2)，在初始鉆孔壁(I)與鋼套管(2)之間為漿料層(3)，鋼套管(2)的下方設(shè)置有具有導(dǎo)入作用的保護(hù)擋板(5)，鋼套管(2)內(nèi)側(cè)靠近內(nèi)孔壁設(shè)置有注漿管(4)，注漿管(4)在鋼套管(2)底部設(shè)置一個(gè)三通，通過一個(gè)90°彎頭形成在套管底部對(duì)稱的兩個(gè)注漿口(6);鋼套管內(nèi)部設(shè)置有潛水泵(7)及回水管(9)，潛水泵(7)與抽水管(8)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器，其特征在于:所述的初始鉆孔壁(I)采用勘察鉆機(jī)或者潛孔錘鉆機(jī)成孔，孔徑150mm，孔深80m 200m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器，其特征在于:所述的保護(hù)擋板(5)直徑 小于鋼套管(2)的直徑；下套管時(shí)起到導(dǎo)入的作用。
專利摘要一種改進(jìn)的地源熱泵高效“裸井”換熱器，包括初始鉆孔壁(1)，初始鉆孔壁(1)內(nèi)設(shè)置有鋼套管(2)，在初始鉆孔壁(1)與鋼套管(2)之間為漿料層(3)，鋼套管(2)的下方設(shè)置有具有導(dǎo)入作用的保護(hù)擋板(5)，鋼套管(2)內(nèi)側(cè)靠近內(nèi)孔壁設(shè)置有注漿管(4)，注漿管(4)在鋼套管(2)底部設(shè)置一個(gè)三通，通過一個(gè)90°彎頭形成在套管底部對(duì)稱的兩個(gè)注漿口(6)；鋼套管內(nèi)部設(shè)置有潛水泵(7)及回水管(9)，潛水泵(7)與抽水管(8)相連。其優(yōu)點(diǎn)是比常規(guī)地源熱泵埋管換熱器效率高3倍以上，消除了常規(guī)換熱器存在的冷熱不平衡現(xiàn)象；適用與不同地質(zhì)條件，提高了效率，降低了地源熱泵系統(tǒng)的施工成本，縮短了工期。
文檔編號(hào)F25B30/06GK203148106SQ20132001826
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者李海峰, 高學(xué)軍, 葉鵬 申請(qǐng)人:中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司