[發明專利]一種人造含水層結合淺層同軸套管的新型地源熱泵系統

有效

• 申請號: 202110373248.2
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113203213B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 郭亮亮;靳佩樺;王子紅;周雪雨
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F24T10/17
• 分類號: F24T10/17;F24T10/20;F24T10/00;F25B30/06;F24D11/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種人造含水層結合淺層同軸套管的新型地源熱泵系統，其特征在于：包括設置在場地兩側的地下水槽I（1）和地下水槽II（2），地下水槽I（1）和地下水槽II（2）之間設置有帶有斜坡的地下人造含水層（3），地下人造含水層（3）上層設置有原位土壤，原位土壤上側為反斜坡，反斜坡地下鋪設有水利回路管線；所述的場地內設置有若干鉆孔（4），鉆孔（4）內側設置有一層水泥注漿層（5），水泥注漿層（5）內側設置有外管（6），外管（6）內設置內管（7）；

所述的地下水槽I（1）和地下水槽II（2）為墻體狀結構；地下水槽I（1）頂面的高程與地下水槽II（2）頂面的高程相同，地下水槽I（1）底面的高程大于地下水槽II（2）底面的高程；地下水槽I（1）面向含水層的一面均勻開有漏孔；地下水槽II（2）分為上下兩段，地下水槽II（2）的下段內側與地下人造含水層（3）連接，并且下段面向含水層的一面均勻開有漏孔，地下水槽II（2）的上段沒有漏孔。

2.根據權利要求1所述的人造含水層結合淺層同軸套管的新型地源熱泵系統，其特征在于：所述的地下水槽II（2）上段的高度為H1，H1的計算方法如下：（1）通過對整個系統進行數值模擬，得出最優地下水流速v；（2）根據達西定律求解H1=v·L/K，其中L是地下水槽I（1）和地下水槽II（2）之間的水平距離，K是含水層滲透系數。

3.根據權利要求2所述的人造含水層結合淺層同軸套管的新型地源熱泵系統，其特征在于：所述的反斜坡表面設置有防滲層。

4.根據權利要求3所述的人造含水層結合淺層同軸套管的新型地源熱泵系統，其特征在于：所述的地下人造含水層（3）為充填有堅硬巖石形成的孔隙介質含水層，地下人造含水層（3）的下水流速值1 m/d。

5.根據權利要求1或2或3或4所述的人造含水層結合淺層同軸套管的新型地源熱泵系統，其特征在于：鉆孔附近溫度場影響范圍分別為L1和L2，其中L1為垂直地下水流方向相鄰鉆孔的間距，L2為平行地下水流方向相鄰鉆孔的間距，L1和L2的數值根據不同厚度人造含水層，模擬當地下水流速為1m/d時得到的鉆孔附近溫度場影響范圍。

6.根據權利要求5所述的人造含水層結合淺層同軸套管的新型地源熱泵系統，其特征在于：所述的地下水槽I（1）和地下水槽II（2）連接太陽能集熱器。

7.根據權利要求6所述的人造含水層結合淺層同軸套管的新型地源熱泵系統，其特征在于：所述的內管（7）內部通過熱泵抽水并輸送給用戶；內管（7）與外管（6）之間進行注水。