土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统技术方案

本实用新型专利技术公开了土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统，包括回灌井、地埋换热器和抽水井：所述抽水井内设置有抽水设备，且抽水设备的出口端连通有抽水管，且抽水管通过连接管与延伸至回灌井内的回水管连通，所述地埋换热器设置在土壤源开设的地埋孔内，且地埋换热器位于回灌井和抽水井之间的土壤水径流方向上。本实用新型专利技术中，该强制增强平衡系统采用人为手段调节地下岩土体水流强制径流状态，使得土壤水流的热传递由原始的自然对流变为强制对流，大大强化了土壤的对流换热能力，从而增加了地埋管换热器的换热能力，减少了地埋换热器数量，降低了土壤源热泵地埋管换热器部分的运行成本。运行成本。运行成本。

【技术实现步骤摘要】
土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统


[0001]本技术涉及土壤源储能
，尤其涉及土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统。

技术介绍

[0002]浅层地温能一般赋存于地球表层至200m埋深中土壤、岩石和地下水中，土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的地埋管换热系统与建筑物内部完成热交换的装置，冬季从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季向土壤排热，为建筑物制冷，它以土壤作为热源、冷源，通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。
[0003]然而现有的地埋管换热器的设计都是根据原始岩土体的热物性来计算地埋管换热器的传热温度场以及换热量，从而确定地埋换热器的数量，地埋换热器周围温度场热传递以导热传热方式为主，由于地下埋管温度场热量调蓄半径一般固定在一定的范围内，使地下埋管占地面积往往要求相对较大，地埋管数量也会比较多，导致地埋管换热系统的投资占到整个土壤源热泵系统总投资的三分之一以上，大大超过了传统空调冷热源的投资费用，给土壤源热泵大规模推广造成了极大的障碍。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出实现地埋换热器周围温度场强制对流的方式，降低地埋换热器使用数量和使用成本的土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统，包括回灌井、地埋换热器和抽水井：
[0006]所述抽水井内设置有抽水设备，且抽水设备的出口端连通有抽水管，且抽水管通过连接管与延伸至回灌井内的回水管连通；
[0007]所述地埋换热器设置在土壤源开设的地埋孔内，且地埋换热器位于回灌井和抽水井之间的土壤水径流方向上。
[0008]作为上述技术方案的进一步描述：
[0009]所述抽水井、抽水管和地埋换热器的深度大小相等。
[0010]作为上述技术方案的进一步描述：
[0011]所述地埋孔内且位于地埋换热器的上方设置有垂直于地埋孔的覆盖板。
[0012]作为上述技术方案的进一步描述：
[0013]所述地埋孔内且位于覆盖板的上方设置有塑性颗粒的填料。
[0014]作为上述技术方案的进一步描述：
[0015]所述连接管上设置有三通阀，且三通阀上设置有带有循环泵的供能管。
[0016]作为上述技术方案的进一步描述：
[0017]所述回水管上连通有与建筑物排水管道连通的集水管。
[0018]作为上述技术方案的进一步描述：
[0019]所述抽水设备为潜水泵，且潜水泵将抽水井内的水流抽入抽水管内。
[0020]本技术提供了土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统。具备以下有益效果：
[0021](1)：该强制增强平衡系统采用人为手段调节地下岩土体水流强制径流状态，使得土壤水流的热传递由原始的自然对流变为强制对流，大大强化了土壤的对流换热能力，使地埋换热器温度场变为对流换热方式的形式，强化了岩土层的导热性能，扩大了地埋管温度场的蓄能半径，增强了地埋管周围岩土层的热能调蓄能力和热容性，从而增加了地埋管换热器的换热能力，减少了地埋换热器数量，降低了土壤源热泵地埋管换热器部分的运行成本。
附图说明
[0022]图1为本技术提出的土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统的结构示意图；
[0023]图2为本技术中地埋孔的结构示意图。
[0024]图例说明：
[0025]1、回灌井；2、地埋孔；21、覆盖板；22、填料；3、地埋换热器；4、抽水井；5、潜水泵；6、抽水管；7、三通阀；8、供能管；9、循环泵；10、连接管；11、集水管；12、回水管。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0027]如图1所示，土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统，包括回灌井1、地埋换热器3和抽水井4：
[0028]抽水井4内设置有抽水设备，且抽水设备的出口端连通有抽水管6，且抽水管6通过连接管10与延伸至回灌井1内的回水管12连通；
[0029]地埋换热器3设置在土壤源开设的地埋孔2内，且地埋换热器3位于回灌井1和抽水井4之间的土壤水径流方向上。
[0030]在本实施方式中，启动抽水设备使其抽取抽水井4内的水流，将土壤水抽入到抽水管6内，并经过连接管10的连通作用，将抽水管6内的水流导入回水管12内，并最后流入到回灌井1内，将原始土壤水自然对流的方式改变为人工强制对流的方式，而在回灌井1内土壤水向抽水井4内流动的过程中，地埋换热器3会对土壤水进行实时换热的处理效果，从而加快了土壤水流动的速率，强化了岩土层的导热性能，扩大了地埋管温度场的蓄能半径，增强了地埋管周围岩土层的热能调蓄能力和热容性，进而降低了地埋换热器3的使用数量。
[0031]如图1所示，抽水井4、抽水管6和地埋换热器3的深度大小相等，使得土壤水可以处于同一高度进行径向流动，确保回灌井1内的土壤水能够均匀全面的流入抽水井4内，提高了地埋换热器3的换热效率。
[0032]如图2所示，地埋孔2内且位于地埋换热器3的上方设置有垂直于地埋孔2的覆盖板
21，覆盖板21采用双层复合材料组成，上层为隔热材料，下层为钢化材料，可以对地埋换热器3起到钢性支撑的作用，防止土壤上的重物将地埋换热器3挤压变形，并且也可以对地埋换热器3起到隔热保温的效果，降低地埋孔2外界的环境对地埋换热器3的影响程度。
[0033]如图2所示，地埋孔2内且位于覆盖板21的上方设置有塑性颗粒的填料22，使其在地埋孔2的内壁不会收缩和硬化，确保地埋孔2与地埋换热器3的良好热接触。
[0034]如图1所示，连接管10上设置有三通阀7，且三通阀7上设置有带有循环泵9的供能管8，三通阀7采用电动控制的方式，可以根据土壤水的流动方向，实时的调节三通阀7的开闭状态，从而使得土壤水可以稳定的进入建筑物内，对建筑物起到供热和供冷的效果。
[0035]如图1所示，回水管12上连通有与建筑物排水管道连通的集水管11，可以将建筑物排出的水流导入回灌井1内，并进入到土壤水的循环管路内，实现水流的循环流动效果。
[0036]如图1所示，抽水设备为潜水泵5，且潜水泵5将抽水井4内的水流抽入抽水管6内，抽水井4用潜水泵5平缓的抽水，确保抽水管6内以不出沙为标准进行循环抽水，确保土壤水流动的通畅。
[0037]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统，包括回灌井(1)、地埋换热器(3)和抽水井(4)，其特征在于：所述抽水井(4)内设置有抽水设备，且抽水设备的出口端连通有抽水管(6)，且抽水管(6)通过连接管(10)与延伸至回灌井(1)内的回水管(12)连通；所述地埋换热器(3)设置在土壤源开设的地埋孔(2)内，且地埋换热器(3)位于回灌井(1)和抽水井(4)之间的土壤水径流方向上。2.根据权利要求1所述的土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统，其特征在于：所述抽水井(4)、抽水管(6)和地埋换热器(3)的深度大小相等。3.根据权利要求1所述的土壤源热泵地下温度场强制增强平衡系统，其特征在于：所述地埋孔(2)内且位于地埋换热器(3)的上方设置有垂直于地埋...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳鑫南，程鹏，孟超，陈北领，
申请(专利权)人：中能建地热有限公司，
类型：新型
国别省市：