基于地下水流系统的浅层地热能利用装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于地热能开发技术领域，特别涉及一种基于地下水流系统的浅层地热能利用装置，包括换热器，换热器中冷、热源的入口设有进水管、出口设有排水管，还包括井筒筒底位于含水层内的换热井，进水管延伸至井筒筒底，井筒的筒壁上设有排水管井，排水管井的延伸方向与含水层内水的渗流方向相符，排水管与排水管井连通构成与井筒筒腔隔绝的换热水排放路径。本实用新型专利技术中回灌水的排放区域远离换热井的井筒布置，只需钻设一个井眼即可实现浅层地热能的可靠、稳定利用，而且建造成本低，对环境影响小，值得广泛推广。

Shallow geothermal energy utilization device based on groundwater flow system

【技术实现步骤摘要】
基于地下水流系统的浅层地热能利用装置
本技术属于地热能开发
，特别涉及一种基于地下水流系统的浅层地热能利用装置。
技术介绍
地下水流系统指的是地下水由补给区向排泄区流动的过程和状态，具有统一时空演变过程的地下水体，由输入、输出和水文地质实体三部分组成。目前浅层地热能的开发利用方式主要为地源热泵，地源热泵可分为地下水源热泵、地表水源热泵和地埋管地源热泵。其中地下水源热泵指的是将地下恒温含水层作为储能层，将浅层地下水作为能量载体，抽取换热后回灌，实现浅层地热能的能量转移，这通常需要分别设置取水井与回灌井，使得地源热泵的建造与维护的成本高；地表水源热泵系统则是抽取江水、湖水、河水、海水、水库等地表水作为热泵的冷、热源，但是地表水受大气环境温度的影响，水温波动较大，使得热泵的工作效率无法保障。因此，提供一种换热效果好、稳定的地源热泵系统成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种环境友好、稳定性高的基于地下水流系统的浅层地热能利用装置。为实现以上目的，本技术采用的技术方案为：一种基于地下水流系统的浅层地热能利用装置，包括换热器，换热器中冷、热源的入口设有进水管、出口设有排水管，还包括井筒筒底位于含水层内的换热井，进水管延伸至井筒筒底，井筒的筒壁上设有排水管井，排水管井的延伸方向与含水层内水的渗流方向相符，排水管与排水管井连通构成与井筒筒腔隔绝的换热水排放路径。与现有技术相比，本技术存在以下技术效果：回灌水的排放区域远离换热井的井筒布置，只需钻设一个井眼即可实现浅层地热能的可靠、稳定利用，而且建造成本低，对环境影响小，值得广泛推广。附图说明下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：图1、3是本技术的示意图；图2、4是换热井的俯视示意图。图中：10.换热器，11.进水管，12.排水管，20.换热井，21.井筒，22.排水管井，23.引水管井，A.含水层，B.隔水层。具体实施方式下面结合附图，通过对实施例的描述，对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。一种基于地下水流系统的浅层地热能利用装置，如图1-4所示，包括换热器10，换热器10中冷源、热源的入口设有进水管11、出口设有排水管12。换热井的井筒21筒底位于含水层A内，进水管11延伸至该井筒21筒底，井筒21的筒壁上设有排水管井22，排水管井22的延伸方向与含水层A内水的渗流方向相符，排水管12与排水管井22连通构成与井筒21筒腔隔绝的换热水排放路径。具体实施时，作为冷源或热源的地下水在动力源的作用下经进水管11进入换热器10，待换热完毕后，依次流经排水管11、排水管井22被回灌至位于换热井下游的地下水流处。这样回灌水的排放区域远离换热井20的井筒21布置，能有效避免回灌水向地下水渗流方向的反向流动导致的井筒21水位过高和对井筒11内水温的不良影响，从而保证装置工作的稳定性。本实施例中，在进水管11的管段设置潜水泵作为动力源。优选的，井筒21的筒壁上还设有引水管井23，引水管井23与井筒21的底部筒体连通，引水管井23的延伸方向与含水层A内水的渗流方向相反。引水管井23能够提升井筒21内水的汇集效率，从而提升装置的工作的可靠性与稳定性。优选的，井筒21贯穿上下布置的两个含水层A，两个含水层A内分别布置有排水管井22和/或引水管井23。如图3所示，隔水层B分隔上下布置的两个含水层A，当一个含水层A内的地下水不能满足使用需求时，在两个含水层A内分别布置排水管井22和/或引水管井23。优选的，排水管井22和/或引水管井23在水平面内间隔布置有多个，邻近布置的排水管井22和/或引水管井23夹角布置。如图2所示，其相邻的排水管井22夹角布置，以扩大回灌水的排放区域，进一步防止回灌水向地下水渗流方向的反向流动。优选的，引水管井23间隔布置有多个，引水管井23的井长和该引水管井23与其布置中心在水平面内的间距负相关。如图2所示，水平向间隔布置的引水管井23中，位于中部的管井井长大，位于两侧的管井井长小，以扩大引水区域。优选的，排水管井22的长度长于80m，保证回灌水的排放区域远离井筒21，从而提升装置的稳定性。引水管井23的长度长于80m，防止井筒21周边地下水位下降，从而导致地面塌陷，影响装置安全和用户的人身财产安全。进一步的，综合安全与经济因素考虑，排水管井22和引水管井23的长度优选为100m～200m。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地下水流系统的浅层地热能利用装置，包括换热器(10)，换热器(10)中冷、热源的入口设有进水管(11)、出口设有排水管(12)，其特征在于：还包括井筒(21)筒底位于含水层(A)内的换热井(20)，进水管(11)延伸至井筒(21)筒底，井筒(21)的筒壁上设有排水管井(22)，排水管井(22)的延伸方向与含水层(A)内水的渗流方向相符，排水管(12)与排水管井(22)连通构成与井筒(21)筒腔隔绝的换热水排放路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于地下水流系统的浅层地热能利用装置，包括换热器(10)，换热器(10)中冷、热源的入口设有进水管(11)、出口设有排水管(12)，其特征在于：还包括井筒(21)筒底位于含水层(A)内的换热井(20)，进水管(11)延伸至井筒(21)筒底，井筒(21)的筒壁上设有排水管井(22)，排水管井(22)的延伸方向与含水层(A)内水的渗流方向相符，排水管(12)与排水管井(22)连通构成与井筒(21)筒腔隔绝的换热水排放路径。


2.根据权利要求1所述的基于地下水流系统的浅层地热能利用装置，其特征在于：井筒(21)的筒壁上设有引水管井(23)，引水管井(23)与井筒(21)的底部筒体连通，引水管井(23)的延伸方向与含水层(A)内水的渗流方向相反。


3.根据权利要求1或2所述的基于地下水流系统的浅层地热能利用装置，其特征在于：井筒(21)贯穿上下布置的两个含水层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆海，赵仁璧，张正，张新宏，
申请(专利权)人：安徽工业经济职业技术学院，安徽地矿地热能源勘查研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34