[發(fā)明專利]一種人造地下循環(huán)溝渠熱能源換熱方法

在審

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• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN114061158A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 魏明春;李志群;武建義;鄭殿龍;孫丹;李壯壯;李雅欣;王艷婷
• 申請（專利權）人: 思達新能（北京）節(jié)能技術有限公司
• 主分類號: F24T10/20
• 分類號: F24T10/20;F25B30/06;F28F19/01
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本發(fā)明公開了一種人造地下循環(huán)溝渠熱能源換熱方法。第一步：建立人造地下循環(huán)溝渠熱能源交換系統(tǒng)，系統(tǒng)包括回灌池、過濾層、透水換熱填充層、傳導及防滲透層、出水口、循環(huán)泵和循環(huán)池；系統(tǒng)的建立方法為：在地下開挖溝渠，在溝渠底及兩側(cè)敷設傳導及防滲透層，在傳導及防滲透層上敷設透水換熱填充層和過濾層，透水換熱填充層的兩端連接過濾層，過濾層兩端分別連接出水管的一端和進水管的下端，出水管的另一端在循環(huán)池的上部，循環(huán)池的底部有循環(huán)泵。

技術領域

本發(fā)明涉及淺層地熱能設備技術領域，具體為一種人造地下循環(huán)溝渠熱能源換熱方法。

背景技術

地源熱泵是一種利用土壤所儲藏的太陽能資源作為熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng)，地源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術。地表土壤和水體是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽輻射能量，比人類每年利用的500倍還多；它又是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散相對的平衡，地源熱泵技術的成功使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為現(xiàn)實。地源熱泵技術核心是地下熱能源交換系統(tǒng)。

現(xiàn)有地源熱泵技術地下熱能源交換方式除采取打井提水、回灌提取能量外。基本上采取垂直或水平直埋各類管材，通過媒介在直埋管內(nèi)循環(huán)依靠管壁與地下土壤進行熱能源交換。如果需要更多的熱量需要更多的打井。但因其技術要求高、成本高、施工難度大。且因管壁與土壤換熱面積小、能源交換效率低，使地源熱泵技術初始投入成本過大，有效打井的面積限制就不能打更多的井。從而限制了地源熱泵的推廣和使用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述的不足，本發(fā)明提供一種人造地下循環(huán)溝渠熱能源交換系統(tǒng)。

本發(fā)明采取的技術方案如下:

一種人造地下循環(huán)溝渠熱能源換熱方法，包括如下步驟，

第一步：建立人造地下循環(huán)溝渠熱能源交換系統(tǒng)，系統(tǒng)包括回灌池、過濾層、透水換熱填充層、傳導及防滲透層、出水口、循環(huán)泵和循環(huán)池；系統(tǒng)的建立方法為：在地下開挖溝渠，在溝渠底及兩側(cè)敷設傳導及防滲透層，在傳導及防滲透層上敷設透水換熱填充層和過濾層，透水換熱填充層的兩端連接過濾層，過濾層兩端分別連接出水管的一端和進水管的下端，出水管的另一端在循環(huán)池的上部，循環(huán)池的底部有循環(huán)泵，循環(huán)泵通過管道與熱泵連接，熱泵通過管道與熱量使用裝置連接，能量使用裝置通過管道與回灌池的上部連通，回灌池的下部連通進水管的上端；熱泵和能量使用裝置都在地上，回灌池在地表凍土層內(nèi)， 過濾層和透水填充層在地下?lián)Q能層內(nèi)，出水管和進水管在地下?lián)Q能層內(nèi)，傳導及防滲透層在地下?lián)Q能層內(nèi)；

第二步：循環(huán)池注入循環(huán)水，經(jīng)過循環(huán)池內(nèi)循環(huán)泵把循環(huán)池內(nèi)水輸入進到熱泵和熱量使用裝置換熱后形成低溫水進入到回灌池，回灌池的低溫水經(jīng)過過濾層、透水換熱填充層和過濾層經(jīng)過換熱形成中高溫水進入循環(huán)水池，再用循環(huán)泵把循環(huán)水池中高溫循環(huán)水輸送到熱泵入口，熱泵利用外部接入動力提取中高溫循環(huán)水中的熱量，熱量使用裝置將熱泵提取的熱量釋放到使用端進行放熱，并將提取熱量后的低溫循環(huán)水輸送回灌池中，如此按照上述過程循環(huán)。

過濾層是纖維濾料組成，結構與纖維結構一致。

傳導及防滲透層是塑料薄膜或具有傳導性能防滲透材料。

透水換熱填充層是砂礫石或具有交換熱能量的透水填充物。

與現(xiàn)有地源熱泵技術地下?lián)Q熱技術相比，本發(fā)明效果是：本發(fā)明解決了地源熱泵技術地下能源交換系統(tǒng)占地面積大、能源交換效率低、技術要求高、成本高、施工難度大問題。本發(fā)明提高了地源熱泵技術地下能源交換效率、材料易得、施工簡單、成本低廉僅是地埋管投入的1/10且無技術障礙。因此不存在地下應力場的變化導致埋在土壤中的換熱管拉伸斷裂，擠壓變形，因此換熱管深埋地下無法維護的情況。如果能推廣本發(fā)明會更加有力推廣地源熱泵技術發(fā)展。為節(jié)能減排作出巨大貢獻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明側(cè)剖視結構示意圖。

圖2為本發(fā)明正剖視結構示意圖。