[實用新型]一種具有回水流道的砂管及應用該砂管的地源換熱井

有效

• 申請號: 201921931033.2
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN210801671U
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 賈浩博;周和泉;韓曉朋;張士恒;賈迎賀;賈娟
• 申請（專利權）人: 艾科爾建設有限公司
• 主分類號: F24T10/13
• 分類號: F24T10/13;F24T10/20
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 董紅娟

本實用新型提供了一種具有回水流道的砂管，包括管體，在管壁中，形成有回水流道，管體與回水流道澆注一體成型，且澆注料為大粒砂石與混有傳熱材料的水泥。同時，本實用新型還提供了一種應用上述砂管的地源換熱井，包括有井體；在井底設置有潛水泵，潛水泵出水管延伸至井外，連接換熱裝置，換熱裝置回水管連接回水分流器，分流器連接在井體上端砂管上。本實用新型中熱泵機組吸、放熱后的回水在流過換熱井土壤巖石層時，與砂管外土壤換熱，應用該砂管的換熱井兼顧水源熱泵和地源熱泵兩種地熱采集方法優勢，實現了熱泵系統循環水的完全回灌，又解決了地源熱泵地埋管的占地面積大，造價高及施工難度大的問題，便于在有淺層地下水的地區推廣使用。

技術領域

本實用新型屬于地熱能應用技術領域，具體屬于具有回水流道的砂管及應用該砂管的地源換熱井。

背景技術

淺層地熱能是一種新型可再生的清潔能源，它來源于地球內部的熱量和太陽輻，它的利用對于解決當前能源危機和環境問題具有積極的意義。目前淺層地熱能的主要利用方式有以地表水源為冷熱源的水源熱泵和以地表巖石、土壤介質為冷熱源的地源熱泵兩種。水源熱泵的應用中，用水量大，出現了難以回灌的問題，長期使用不回灌，易造成地層結構的破壞；地源熱泵的應用，一般采用地埋管的方式，地埋管內充入介質與土壤交換熱量，封閉使用，不抽取地下水；地埋管的方式分為水平埋管和垂直埋管，而水平埋管占地面積大，垂直埋管需要一定的深度，造價高，施工難度大。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種具有回水流道的砂管，以達到使換熱用水回流，并在回流時，與井體周圍土壤充分換熱，提高換熱效率的目的。

同時，本實用新型還提供應用該砂管的地源換熱井。

一種具有回水流道的砂管，其特征在于，包括管體，在管壁中，形成有回水流道，所述管體與回水流道澆注一體成型，且澆注料為大粒砂石與混有傳熱材料的水泥。

進一步地，所述的傳熱材料為膠體石墨。

進一步地，所述的回水流道為貫穿管體上下的直通道。

一種應用上述砂管的地源換熱井，其特征在于，包括有井體，井體由多節砂管上下疊列形成，相鄰砂管內的回水流道相互連接，形成貫通井底的回水流道；在井底設置有潛水泵，潛水泵出水管延伸至井外，連接換熱裝置，換熱裝置回水管連接有回水分流器，分流器連接在井體上端的砂管上；所述的回水分流器包括有內壁與外壁，內壁支撐固定在砂管的內壁上；分流器的外壁夾緊在砂管的外壁上，且在外壁上連接回水管。

本實用新型的工作原理為：

由潛水泵從換熱井底部水層區抽出地下水流經熱泵機組吸、放熱作用，之后回水經分流器均勻地進入井體砂管壁內中的各個回水流道，沿回水流道下落至井底；因砂管壁材料包括有大粒砂石，形成有空隙，沿回水流道下落的回水中部分回水從回水流道向砂管內壁與外壁處滲透；滲透到井體外壁的水，浸濕井體周圍的土壤沙巖層，增加了井體與土壤的導熱系數而提高了傳熱效率，流向井體內的水沿井體內壁下落。通過分流后的回水減小了下落的速度，從而增加了與土壤層換熱的時間；同時，回水分流后增大了與土壤層的換熱面積。

由于井體砂管中摻入了傳熱材料，可以使井體上任何部位流動的水與土壤砂巖層進行充分的熱交換，當回水流至水層區時，與水層區里的水匯合，進一步的和地下水換熱。再由潛水泵抽出水層區水形成單井循環。循環水不僅與土壤沙巖層直接換熱，還與地下水層的地溫水進行熱交換，提高了換熱效率；使通過熱泵機組做工后溫度變化了的水及時得到地能溫度的補充，達到潛水泵抽出水的溫度，始終等于或是接近地溫的目的，實現持續穩定的地溫水供應。

本實用新型的有益效果：