一種地下換熱系統技術方案

一種地下換熱系統，包括埋于管井中的地下換熱器管路，地下換熱器管路與地源熱泵相連；其特征在于：管井中還設有用于向地下換熱器管路周圍土壤注水以增加土壤含水率的加壓注水管路；加壓注水管路上設有多個噴水口；加壓注水管路與加壓水泵相連；加壓水泵與注水控制器相連。本實用新型專利技術通過對土壤含水率進行檢測，在達到設定值時向換能管路周圍加壓注水，通過增加土壤含水率，以達到土壤傳熱系數增加的目的。同時回填時增加不透水層，使所注水分主要沿測向滲入換熱管四周的土壤，防止所注水分只向下方入滲，從而達到強化換能的目的。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種地下換熱系統
本技術屬于地源熱泵中央空調領域，具體是一種地下換熱系統。
技術介紹
近年來，能源與環境已成為各國共同關注的話題，節能減排也越來越成為國家發展中的一項重要任務。近年來隨著我國經濟發展，對居住及辦公等的環境舒適性的要求提高，但是傳統的如燃煤鍋爐房燃料是煤炭，燃燒時會產生大量S02、NOx等有害氣體及CO2等溫室效應氣體；空調使用的制冷劑會對大氣臭氧層造成破壞。地源熱泵是利用淺層地能進行供熱制冷的新型能源利用技術，具有高效節能、運行費用低，環境效益顯著，運行安全穩定，舒適度高等優勢。20世紀90年代后，我國開始對地源熱泵研究，在國際上起步較晚，應用還不廣泛，但發展迅速，潛力巨大。目前，地上施工及室內換熱系統(地源熱泵機組、水路系統、電器自控系統、風路系統等)技術相對比較成熟，而制約了地源熱泵技術普及發展的問題主要集中在降低系統初期投資，減輕地下埋管施工，保證系統可靠運行上。地源熱泵通過埋在地下的熱交換器中的循環液(水或以水為主要成分的防凍液) 在封閉管路中流動，實現系統與大地間的能量轉化，再通過地上的換熱系統實現地源熱泵空調系統的作用。地下換熱器設置施工最常用的方法是垂直埋管。但是埋管深度一般在 60-100米，兩個鉆孔距離在4-6米之間。在減少埋管深度，加大埋管距離的前提下發揮地下換能器的作用，將有效的節約成本，推動地源熱泵的推廣應用。
技術實現思路
本技術的專利技術目的在于克服現有技術的不足而提供一種造價低，可以充分利用地熱能的地下換熱系統。本技術解決其技術問題采取的技術方案是包括埋于管井中的地下換熱器管路，地下換熱器管路與地源熱泵相連；其特征在于管井中還設有用于向地下換熱器管路周圍土壤注水以增加土壤含水率的加壓注水管路；加壓注水管路上設有多個噴水口 ；加壓注水管路與加壓水泵相連；加壓水泵與注水控制器相連。所述注水控制器與設置于管井中用于檢測土壤溫濕度的溫濕度傳感器相連。所述管井中設有一個以上用于防止所注水向管井底部滲漏的不透水層。所述管井底部設有防止水分向下流失的不透水層。所述噴水口外設有用于防止噴水口堵塞的透氣網狀海綿。由于土壤的含水率影響了導熱性能，土壤的含水率與導熱系數成正比，因而通過改變土壤含水率，增加土壤比熱容和傳導系數，可增加地下換熱管路的換能效果，從而提高地源熱泵系統的工作效率，進而可以減小埋管深度，達到降低施工難度、節省投資的目的。本技術通過對土壤含水率進行檢測，在達到設定值時向換能管路周圍加壓注水，通過增加土壤含水率，以達到土壤傳熱系數增加的目的。同時回填時增加不透水層，使所注水分主要沿測向滲入換熱管四周的土壤，防止所注水分只向下方入滲，從而達到強化換能的目的。附圖說明圖I是本技術的結構示意圖。圖中，I、加壓水泵，2、注水控制器，3、溫濕度傳感器，4、地下換熱器管路，5、噴水口，6、不透水層，7、加壓注水管路，8、回填材料。具體實施方式圖I中，在地下換熱器管路4附近設有若干噴水口 5的加壓注水管路7。當布置于管井中的溫濕度傳感器3檢測到達到土壤溫濕度設定值時，根據需要自動或手動打開注水控制器2從而啟動加壓水泵1，向隨換熱器管路布置于管井中央的加壓注水管路7周圍慢速均勻注水。可以改變土壤濕度，增強換能器的換能效果。在冬夏兩季準備應用地源熱泵空調時，可以提前打開注水管路的加壓控制開關，可以在開始應用時盡快達到熱能值。根據土壤的滲透性可知，開始注水后，所注入的水會先向下滲透，最終蓄積于管井底部，達不到增加換能效果的目的，由此，需在回填埋井的同時增加若干不透水層6，特別是井底，加厚不透水層鋪設。8為回填材料。兩層不透水層的高度應根據施工地點的土質決定。不透水層的施工材料可根據實際情況選用水泥基滲透結晶防水材料或不透水膨脹硅酸鹽水泥等方便施工的材料。加壓注水管路的加設沒有必要在每個豎直埋井進行，可以根據具體施工的地質條件，間隔一定的距離加設管路。為了防止噴水口 5堵塞，可在噴水口 5加裝透氣網狀海綿，可有效阻止土壤等堵塞管口，該海綿透水性好，對水流阻力不大。通過此項應用，可保證注水效果的前提下防異物堵塞加壓注水管路噴水口。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種地下換熱系統，包括埋于管井中的地下換熱器管路（4），地下換熱器管路（4）與地源熱泵相連；其特征在于：管井中還設有用于向地下換熱器管路（4）周圍土壤注水以增加土壤含水率的加壓注水管路（7）；加壓注水管路（7）上設有多個噴水口（5）；加壓注水管路（7）與加壓水泵（1）相連；加壓水泵（1）與注水控制器（2）相連。

【技術特征摘要】
1.一種地下換熱系統，包括埋于管井中的地下換熱器管路(4)，地下換熱器管路(4)與地源熱泵相連；其特征在于管井中還設有用于向地下換熱器管路(4)周圍土壤注水以增加土壤含水率的加壓注水管路(7);加壓注水管路(7)上設有多個噴水口(5);加壓注水管路(7 )與加壓水泵(I)相連；加壓水泵(I)與注水控制器(2 )相連。2.根據權利要求I所述的地下換熱系統，其特征在于所述注水控制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：牛軍宜，郭聲波，韓春艷，
申請(專利權)人：湖北文理學院，
類型：實用新型
國別省市：