[實用新型]一種改進的地源熱泵高效“裸井”換熱器

有效

• 申請號: 201320018264.0
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN203148106U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 李海峰;高學軍;葉鵬
• 申請（專利權）人: 中冶集團武漢勘察研究院有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06
• 代理公司: 武漢金堂專利事務所 42212
• 代理人: 胡清堂

技術領域

本實用新型涉及空調行業地源熱泵領域及生活熱水供應領域，具體地說是一種改進的地源熱泵高效“裸井”換熱器。?

背景技術

近幾年來，節能已經成為潮流，環保已經成為不可阻擋的趨勢。在建筑節能領域中，地源熱泵作為一種節能、環保的中央空調系統，獲得了飛速發展。一種“裸井”式地源熱泵較常規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，但是，該系統的適用條件苛刻，只適宜在開孔即強巖層（如花崗巖、石英砂巖等）的地區或者覆蓋層不厚（30m以內）且覆蓋層下為強巖層的地區。遺憾的是國內很多地區不具備這樣的地質條件；因此，改進地源熱泵室外換熱器的結構形式及施工工藝，提高換熱器的適用范圍將具有很好的經濟效益、社會效益和環境效益。?

發明內容

本實用新型的目的是改進原有的地源熱泵室外“裸井”換熱器，擴大裸井換熱器的應用范圍，代替常規的地源熱泵U型埋管換熱器。?

本實用新型一種改進的地源熱泵高效“裸井”換熱器，包括：初始鉆孔壁1，初始鉆孔壁1內設置有鋼套管2，在初始鉆孔壁1與鋼套管2之間為漿料層3，鋼套管2的下方設置有具有導入作用的保護擋板5，鋼套管2內側靠近內孔壁設置有注漿管4，注漿管4在鋼套管2底部設置一個三通，通過一個90°彎頭形成在套管底部對稱的兩個注漿口6；鋼套管2內部設置有潛水泵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1采用勘察鉆機或者潛孔錘鉆機成孔，孔徑150mm，孔深80m～200m；?

所述的保護擋板5直徑小于鋼套管2的直徑；下套管時起到導入的作用；

本實用新型一種改進的地源熱泵高效“裸井”換熱器是這樣實現的：

①采用勘察鉆機或者潛孔錘鉆機進行鉆孔；

②成孔后，將鋼套管2植入初始鉆孔內，套管2內側靠近內孔壁設置一DN32鋼制注漿管；

③在鋼套管2底部設置一個三通，分成兩個注漿口6；保護擋板5主要是為了防止注漿口6在下管過程中被封堵，起保護注漿口的作用；

④在鋼套管2底端設置保護擋板5；

⑤套管安裝到位后，通過注漿管4向初始孔壁1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。

本實用新型一種改進的地源熱泵高效“裸井”換熱器的工作原理為：通過設置鋼套管2并在套管和鉆孔之間的間隙注漿，將原本不穩定的巖土地質條件進行固化，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抽水至熱泵機組換熱，換熱后的介質（水）通過回水管9回至裸井頂部，回水在底部抽水負壓作用下自裸井頂部下流至底部，在自上而下的流動過程中，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組換熱，如此循環，形成高效穩定的地源熱泵室外換熱器，通過熱泵機組能夠持續而穩定的提供冷熱服務。?

本實用新型一種改進的地源熱泵高效“裸井”換熱器的優點是：比常規地源熱泵埋管換熱器效率高3倍以上，消除了常規換熱器存在的冷熱不平衡現象；適用與不同地質條件，提高了效率，降低了地源熱泵系統的施工成本，縮短了工期。?

附圖說明

圖1為一種改進的地源熱泵高效“裸井”換熱器結構示意圖。?

圖2為一種改進的地源熱泵高效“裸井”換熱器的工作原理圖。

具體實施方式

本實用新型一種改進的地源熱泵高效“裸井”換熱器，包括：初始鉆孔壁1，初始鉆孔壁1內設置有鋼套管2，在初始鉆孔壁1與鋼套管2之間為漿料層3，鋼套管2的下方設置有具有導入作用的保護擋板5，鋼套管2內側靠近內孔壁設置有注漿管4，注漿管4在鋼套管2底部設置一個三通，通過一個90°彎頭形成在套管底部對稱的兩個注漿口6；鋼套管內部設置有潛水泵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1采用勘察鉆機或者潛孔錘鉆機成孔，孔徑150mm，孔深80m～200m；?

所述的保護擋板5直徑小于鋼套管2的直徑；下套管時起到導入的作用。

一種改進的地源熱泵高效“裸井”換熱器設計尺寸為：?

????1、成孔：初始鉆孔采用勘察鉆機或潛孔錘鉆機或者石油鉆井成孔，孔徑150mm，孔深80m～200m；

????2、鋼套管2：套管孔徑110mm，厚度采用6mm，采用鍍鋅鋼管或者不銹鋼材質；

????3、注漿管4：孔徑DN32，厚度采用2.3mm；