利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统技术方案

本发明专利技术提出了利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统，包括水源热泵机组，水源热泵机组从挖填方区构筑的地下储水结构中获取水源进行热交换；地下储水结构包括由隔水层限定的坑地回填透水区，隔水层天然形成或由人工修建；坑地回填透水区连接有进水系统；坑地回填透水区中设有至少一个集水构筑；集水构筑连接有排水系统。在工程建设中，利用机械作业，在浅丘地貌区挖填工程，高地爆破，低地回填，在回填过程中，按照本发明专利技术的方式有序回填形成地下储水结构，地下储水结构中的水通过热交换获得浅层地热能，再通过水源热泵机组与用户供冷/采暖管进行热交换，充分利用浅层地热能，节约能源。

Construction of Water Source Heat Pump Eco-cycle System with Underground Water Storage Structure by Digging and Filling Area

【技术实现步骤摘要】
利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统
本专利技术属于水循环即水源热泵应用的
，具体涉及一种利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统。
技术介绍
地源热泵系统是以大地为冷、热源，通过中间介质(如地表水或地下水)作为冷热载体，从而实现与大地进行热量交换，并通过热泵机组实现低温位热能向高温位热能转移，进而实现对建筑物的供暖或供冷。我国北方地区广泛采用的是地下水(井水)水源热泵系统，南方浅丘地貌区多采用地表水(江河水)水源热泵系统。地下水换热效率比地表水要好，若在南方浅丘地貌区应用地下水水源热泵系统，现有的方式是打很多水井，工程量大，造价高，因此没有普及应用。另外，随着城镇化的发展，雨水径流量增大，将雨水径流的高峰流量暂存在调蓄池中，待雨水流量下降后，再从调蓄池中将水排出，以削减洪峰流量，提高区域的排水标准和防洪能力。调蓄池既能规避雨水洪峰，提高雨水利用率，又能控制初期雨水对受纳水体的污染，还能对排水区域间的排水调度起到积极作用。城市工程建设采取的调蓄措施一般为建设景观水体、雨水桶、管道调蓄系统、雨水调蓄池、雨水调蓄模块和下凹式绿地等，上述方式并不能很大限度的将雨水蓄积并利用，会有很大的浪费，而且不是一个生态的、可循环的系统。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的第一个目的是提供利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统，其利用浅层地热能，节能环保。本专利技术的第二个目的是提供利用挖填方区构筑的地下储水结构，是一个生态的水资源调节系统。为达到上述第一个目的，本专利技术采用如下技术方案：利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统，包括水源热泵机组，水源热泵机组从挖填方区构筑的地下储水结构中获取水源进行热交换；地下储水结构包括由隔水层限定的坑地回填透水区；隔水层天然形成或由人工修建；所述坑地回填透水区包括由上至下分布的弱透水层和强透水层；坑地回填透水区连接有进水系统；坑地回填透水区中设有至少一个集水构筑，集水构筑的侧壁上连通有伸入坑地回填透水区强透水层中的滤管；所述强透水层和/或集水构筑连接有排水系统；水源热泵机组上设有进水管、回水管、用户供冷/采暖管入口和用户供冷/采暖管出口；所述进水管的进水端位于所述集水构筑中，所述回水管的出水端与所述进水系统连通；用户供冷/采暖管与经进水管进入水源热泵机组中的水进行换热，换热后形成机组回水从回水管排出。上述技术方案中，在工程建设中，利用机械作业，在浅丘地貌区挖填工程，高地爆破，低地回填，在回填过程中，按照本专利技术的方式有序回填形成地下储水结构，即形成地下水库，充分利用浅层地热能，节约能源。进入坑地回填透水区的水，在坑地回填透水区换热后获得浅层地热能，再进入集水构筑中，使集水构筑中水温与气温温差较大。用户供冷/采暖管与水源热泵机组连接，与经进水管进入水源热泵机组中的水进行换热；由此夏季为用户通过温度更低的水，冬季为用户提供温度更高的水。集水构筑中进入水源热泵机组换热后的水从回水管排出，从回水管排出的水回灌至坑地回填透水区、雨水汇集区、中水汇集区以及外部供水输入管中的一个或几个区域中重复利用，形成一个再生循环过程。在挖方的坑地中，利用坑地回填而形成该地下储水结构，进入集水构筑中的水经弱透水层、强透水层过和滤管过滤，水质好，能够直接进入水源热泵机组中。本专利技术不同于传统的坑地无序回填，其利用工程坑地有序回填构建简易的地下储水结构，充分利用浅层地热能，是一个节能的热泵系统；而且该地下储水结构具有调蓄削峰、减少城市内涝的作用，能够实现海绵城市的功能，是一举数得的生态循环系统。在本专利技术的一种优选实施方式中，进水系统包括雨水汇集区，和/或中水汇集区，和/或其他水源汇集区；进水系统与坑地回填透水区连通、位于坑地回填透水区中或坑地回填透水区外的。进水系统的不同结构组成，进入坑地回填透水区的水可以是雨水、中水或其他水源(包括热泵回流水，外部江河、水库水等)。在本专利技术的一种优选实施方式中，排水系统包括排水通道，排水通道的进水端与强透水层或者集水构筑连通，排水通道的出水端位于隔水层外。相比排水通道与弱透水层连通，排水通电与强透水层或者集水构筑连通，排水速度更快。在本专利技术的一种优选实施方式中，排水通道的进水端与集水构筑连通，排水通道与集水构筑之间设有第一阀门。第一阀门调节什么时候储水，什么时候排水，实现蓄水和排水的功能通过打开第一阀门，集水构筑中的水经排水通道排出。在本专利技术的一种优选实施方式中，集水构筑的侧壁上连通有伸入坑地回填透水区强透水层中的等高或不等高的多根滤管，集水构筑中设有反冲装置及多个控制阀，控制阀分别位于滤管与集水构筑的连接处控制阀。多根滤管过滤效率高，能更快速的使强透水层中的水进入集水构筑中；设置反冲装置及控制阀控制阀，定期对滤管进行反冲洗，防止堵塞。在本专利技术的另一种优选实施方式中，集水构筑的数量为多个，多个集水构筑通过输水通道串联或并联在一起。实际中，可根据坑地的大小设置不同数量的集水构筑。在本专利技术的另一种优选实施方式中，雨水汇集区、中水汇集区或其他水源汇集区位于坑地回填透水区中时，其直接与坑地回填透水区连通；雨水汇集区、中水汇集区或其他水源汇集区位于坑地回填透水区外时，其通过外部供水输入管与坑地回填透水区连通。在本专利技术的另一种优选实施方式中，隔水层设置于坑地回填透水区的外围；或者隔水层设置于坑地回填透水区的外围和内部，隔水层使坑地回填透水区形成连通的弯曲结构。对于较大的坑地，因坑地回填透水区内部的水横向流动的路径较长，水能够进行充分的热交换，获得较多浅层地热能，可将隔水层设置于坑地回填透水区的外围。对于较小的坑地，在坑地回填透水区的内部也设置隔水层，可延长水横向流动的路径长度，使水在坑地回填透水区中进行充分的热交换，获得更多的浅层地热能。在本专利技术的另一种优选实施方式中，俯视地下储水结构，地下储水结构的隔水层为若干条直线和/或曲线相连组成的形状。根据工程建设中沟谷的形状，适应性的改变隔水层限定的坑地回填透水区的形状。为达到上述第二个目的，本专利技术采用如下技术方案：利用挖填方区构筑的地下储水结构，包括：由隔水层限定的坑地回填透水区，隔水层天然形成或由人工修建；坑地回填透水区包括由上至下分布的弱透水层和强透水层；坑地回填透水区连接有进水系统；坑地回填透水区中设有至少一个集水构筑，集水构筑的侧壁上连通有伸入坑地回填透水区强透水层中的滤管；强透水层和/或集水构筑连接有排水系统。上述技术方案中，坑地回填透水区由隔水层限定，从而可在坑地回填透水区内蓄积水，其相当于一个地下水库，可以将进入坑地回填透水区的所有水蓄积起来，水体流失小，水的利用率高。进入坑地回填透水区中的水下渗至强透水层中，再经滤管过滤后进入集水构筑中，进行蓄积。当坑地回填透水区中或集水构筑中蓄积的水过多时，多余的水从排水系统流出，从而达到削峰调蓄的作用。本专利技术的有益效果如下：1)该地下储水结构是利用工程建设中沟谷地带回填构建的简易取水结构，利用工程建设本身需要回填的坑地，无需现挖坑地；2)传统的坑地回填是无序回填，本专利技术的地下储水结构是在坑地回填中按照一定的结构有序回填而形成，蓄水能力强；3)本专利技术的水源热泵生态循环系统利用了上述地下储水结构，外界的水进入坑地回填透水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统，其特征在于，包括水源热泵机组，所述水源热泵机组从挖填方区构筑的地下储水结构中获取水源进行热交换；所述地下储水结构包括由隔水层限定的坑地回填透水区；所述隔水层天然形成或由人工修建；所述坑地回填透水区包括由上至下分布的弱透水层和强透水层；所述坑地回填透水区连接有进水系统；所述坑地回填透水区中设有至少一个集水构筑，集水构筑的侧壁上连通有伸入坑地回填透水区强透水层中的滤管；所述强透水层和/或集水构筑连接有排水系统；所述水源热泵机组上设有进水管、回水管、用户供冷/采暖管入口和用户供冷/采暖管出口；所述进水管的进水端位于所述集水构筑中，所述回水管的出水端与所述进水系统连通；用户供冷/采暖管与经进水管进入水源热泵机组中的水进行换热，换热后形成机组回水从回水管排出。

【技术特征摘要】
2019.07.08 CN 20191061167331.利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统，其特征在于，包括水源热泵机组，所述水源热泵机组从挖填方区构筑的地下储水结构中获取水源进行热交换；所述地下储水结构包括由隔水层限定的坑地回填透水区；所述隔水层天然形成或由人工修建；所述坑地回填透水区包括由上至下分布的弱透水层和强透水层；所述坑地回填透水区连接有进水系统；所述坑地回填透水区中设有至少一个集水构筑，集水构筑的侧壁上连通有伸入坑地回填透水区强透水层中的滤管；所述强透水层和/或集水构筑连接有排水系统；所述水源热泵机组上设有进水管、回水管、用户供冷/采暖管入口和用户供冷/采暖管出口；所述进水管的进水端位于所述集水构筑中，所述回水管的出水端与所述进水系统连通；用户供冷/采暖管与经进水管进入水源热泵机组中的水进行换热，换热后形成机组回水从回水管排出。2.如权利要求1所述的利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统，其特征在于，所述进水系统包括雨水中水汇集区，和/或中水汇集区，和/或其他水源汇集区；所述进水系统与所述坑地回填透水区连通、位于坑地回填透水区中或坑地回填透水区外。3.如权利要求1所述的利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统，其特征在于，所述排水系统包括排水通道，排水通道的进水端与强透水层或者集水构筑连通，排水通道的出水端位于隔水层外。4.如权利要求3所述的利用挖填方区构筑地下储水结构的水源热泵生态循环系统，其特征在于，所述排水通道的进水端与所述集水构筑连通，排水通道与集水构筑之间设有第一阀门。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏民，陈桦，宋煜，吕鸣，
申请(专利权)人：重庆泓源渗滤取水科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50