專利名稱：非同層回灌式單井抽灌換熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種換熱裝置，更具體地說是利用地下淺層地熱(能)進行熱(冷)交換的非同層回灌式單井抽灌換熱裝置，適用于采集淺層地熱(能)供暖(冷)。
背景技術：
隨著科技的發(fā)展和能源的短缺，對分布廣泛、溫度恒定、再生性強、儲量巨大的地下淺層地熱(能)，已引起了人們的廣泛關注。由于熱泵技術的開發(fā)利用，采用地下淺層地熱(能)作為冷熱源，進行能量轉換供暖(冷)已成為現(xiàn)實。但是，現(xiàn)有的低溫地熱采集裝置，大多采用雙井或多井抽灌技術，既一個井抽水，另一個或多個井回灌。雙井抽灌是以地下水為能量載體，將水從一個地方抽出后通過管道轉移到另外一個地方回灌。這一技術不僅鉆井數(shù)量多，而且改變地下水的分部，長期運行會使抽水井附近降低地下水位，出現(xiàn)地面不均勻沉降等問題，由于地面的不均勻沉降還會影響周邊建筑物基礎的安全，因此已被限制使用。為了解決上述問題，也有人采用水平回轉式單井抽灌換熱裝置，他是以地下水為介質(zhì)，只取土壤中的能量，換熱后的水通過加壓回灌到同一井的同一層水中，作水平回轉循環(huán)運動，達到利用淺層地熱(能)的目的。但是，由于回灌水熱(冷)能量的再生來源于土壤，回灌水能量再生的好壞取決于回水與土壤之間的熱(冷)交換質(zhì)量，回灌水在作水平回轉循環(huán)運動時受到土壤阻力和地球引力的作用，阻礙了回灌水水平運動的流程和區(qū)域，使回灌水很難從土壤中提取到需要的淺層地熱(能)。為解決這一問題，必須加大回水壓力，擴大水井口徑。又由于這種回灌方式對水文地質(zhì)條件要求高，在有隔水層的情況下不能沿縱向回灌，只能在同層水中水平回灌，在有多個隔水層的水文地質(zhì)條件下，需在每一水層中做一回灌裝置，工藝復雜，造價高。而大多數(shù)地區(qū)的地質(zhì)含有隔水層，不同程度的限制了淺層地熱(能)的開發(fā)利用。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種非同層回灌式單井抽灌換熱裝置，它不僅進行單井抽灌，而且對水文地質(zhì)條件要求低，可在具有多個隔水層的地下進行采集地熱，大大拓寬了淺層地熱(能)的開發(fā)利用。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，它包括有設備井、水泵及井管，水泵置于地下的井管內(nèi)，其特征在于設備井內(nèi)設有箱式帶有分水腔的分水器，分水器中部有縱向上下相通的導管，分水器的底部安裝有一組分水管，分水管的另一端分別置于地下一組穿過隔水層的地下滲透孔中，一組置于地下滲透孔內(nèi)的換熱棒，其上端通過分水管置于分水器的分水腔內(nèi)；水泵的上水管通過分水器中部的導管與換熱器進水管連接，換熱器的回水管與分水器的分水腔相通。
本實用新型的優(yōu)點是1、由于設備井內(nèi)有箱式帶有分水管的分水器，回灌水通過分水管經(jīng)地下滲透孔流過隔水層回灌到井管周邊的土壤中，防止地下水位下降，對地面沒有影響；2、由于地下滲透孔內(nèi)壁無襯管，回灌水流經(jīng)地下滲透孔時與土壤充分接觸并滲透回土壤中，又由于地下滲透孔穿插過隔水層，使回灌水在回灌時不受隔水層的限制，無需安裝多個回灌裝置；3、由于地下滲透孔沿井管周邊環(huán)形縱向排列，積累長度是井管的數(shù)倍，使回灌水有足夠的滲透流程與土壤換熱，又由于回灌水沿縱向無壓自流回灌，免去了加壓設備；4、由于地下滲透孔內(nèi)置有換熱棒，土壤傳導給換熱棒上的低溫熱(能)再傳導給回灌水，使回灌水便好的獲得土壤中的能量；5、一組地下滲透孔的回灌流量等于或大于換熱器回水管的回水流量，確保實現(xiàn)抽水與回灌在能量交換與流量間的動態(tài)平衡。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。


圖1是本實用新型的具體結構部分剖面帶有局部放大的示意圖。
附圖標記說明1、井蓋 2、井口 3、設備井 4、導管 5、分水器 6、分水腔 7、分水管 8、換熱棒 9、地下滲透孔 10、土壤 11、井管 12、水泵 13、上水管 14、回水管 15、換熱器具體實施方法在附
圖1中，設備井3在井管11的上端出口處的地面上用磚混結構砌成深2m的圓形井，設備井3有一個用于維修的井口2及井蓋1。設備井3內(nèi)還有一個圓柱形高1m的分水器5，分水器5用具有一定強度的玻璃鋼制成，分水器5內(nèi)有一個密封的分水腔6，分水器5的中部有一個上下相通用于穿上水管13的導管4。井管11采用鋼管制成，井管11在地下的含水層部有濾水孔，將長100m的井管11采用打井工藝下到地下至含水層處。在井管11的上部管口與分水器5中部的導管4相通。水泵12置于井管11的底部，水泵12的上水管13通過導管4、設備井3與換熱器15的進水管連接。換熱器15的回水管14經(jīng)設備井3與分水腔6相通。在進管11的周邊有均勻分布的六個地下滲透孔。在分水器5的下部有一組六個均勻分布的管狀的分水嘴，與分水嘴配合的六根分水管7其上端插置在分水嘴上通過分水嘴與分水器5的分水腔6連通。分水管7的下端分別插接在六個地下滲透孔中。具有一定強度長100m的換熱棒8采用5股或5股以上鋼絲扭絞制成六根，換熱棒8分別插置于井管11周邊的6個地下滲透孔中，換熱棒8的上端通過分水管7置于分水器5的分水腔6內(nèi)。分水器5的分水嘴、分水管7、換熱棒8及滲透孔9的數(shù)量或為六個以上。滲透孔在地下直接鉆孔形成，或在滲透孔中插有帶換熱孔的內(nèi)襯管，滲透孔內(nèi)的換熱內(nèi)襯管穿過地下隔水層。
工作時，地下水通過水泵12由井管11抽出，經(jīng)上水管13送進換熱器15，被換熱后的回灌水經(jīng)回水管14送進分水器5的分水腔6內(nèi)，回灌水在分水器5的分水腔6內(nèi)再經(jīng)分水管7回灌到地下滲透孔9中與換熱棒8換熱后滲透土壤10中，再與土壤10換熱后被水泵12再次抽出。
權利要求1.一種非同層回灌式單井抽灌換熱裝置，它包括有設備井、水泵及井管，水泵置于地下的井管內(nèi)，其特征在于設備井內(nèi)設有箱式帶有分水腔的分水器，分水器中部有縱向上下相通的導管，分水器的底部安裝有一組分水管，分水管的另一端分別置于地下一組穿過隔水層的地下滲透孔中，一組置于地下滲透孔內(nèi)的換熱棒，其上端通過分水管置于分水器的分水腔內(nèi)；水泵的上水管通過分水器中部的導管與換熱器進水管連接，換熱器的回水管與分水器的分水腔相通。
2.根據(jù)權利要求1所述的非同層回灌式單井抽灌換熱裝置，其特征在于所述分水嘴、分水管、換熱棒及滲透孔數(shù)為六個或六個以上。
3.根據(jù)權利要求1所述的非同層回灌式單井抽灌換熱裝置，其特征在于所述換熱棒為5股或5股以上的鋼絲線。
4.根據(jù)權利要求1所述的非同層回灌式單井抽灌換熱裝置，其特征在于所述滲透孔插有帶換熱孔的內(nèi)襯管。
5.根據(jù)權利要求4所述的非同層回灌式單井抽灌換熱裝置，其特征在于所述滲透孔內(nèi)的換熱內(nèi)襯管穿過地下隔水層。
專利摘要本實用新型公開了一種非同層回灌式單井抽灌換熱裝置，它包括有設備井、水泵及井管，水泵置于地下的井管內(nèi)，其特征在于設備井內(nèi)設有箱式帶有分水腔的分水器，分水器中部有縱向上下相通的導管，分水器的底部安裝有一組分水管，分水管的另一端分別置于地下一組穿過隔水層的地下滲透孔中，一組置于地下滲透孔內(nèi)的換熱棒，其上端通過分水管置于分水器的分水腔內(nèi)；水泵的上水管通過分水器中部的導管與換熱器進水管連接，換熱器的回水管與分水器的分水腔相通，它不僅對水文地質(zhì)條件要求低，而且可在水文地質(zhì)條件較差的多個含水層下進行單井抽灌，大大拓寬了低溫地熱的開發(fā)利用。
文檔編號F24J3/08GK2807148SQ200520091110
公開日2006年8月16日 申請日期2005年6月6日 優(yōu)先權日2005年6月6日
發(fā)明者趙學斌 申請人:趙學斌