雙井輪換抽灌的換能裝置的製作方法

2023-10-16 18:37:39

專利名稱：雙井輪換抽灌的換能裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種地源換能裝置，尤其是一種利用地下水源進行能量交換的雙井輪換抽灌的換能裝置。
背景技術：
目前，在現有技術中，有許多種採用地下水進行熱交換的集能裝置。例如實用新型CN2569053Y中公開的名稱為「複合式地源熱泵空調裝置」；實用新型專利CN2438969Y中公開的名稱為「井式液體冷熱源裝置」和CN2489251Y中公開的名稱為「豎式地熱蓄能空調系統」；還有CN2636159Y中公開的名稱為「單井集熱設備」和CN1601202A中公開的名稱為「水平迴轉式單井抽灌換熱裝置」。這些提取地下能量用於採暖或製冷的裝置，在某些地區、有限的時間和空間範圍內，得到了較好的應用，節省了能源。但是，這些設備在進行製冷或制熱的過程中，存在以下問題一、隨著時間推移，設備在土壤中吸水——排水的循環路線被水攜帶的砂粒或雜物部分地堵塞或全部堵塞，最終導致地下水井報廢；二、單井抽灌只能從有限的半徑範圍內取得能量，換熱的利用範圍過小，換熱情況惡化，影響使用效果；三、有些單井抽灌換熱裝置中在其換熱出水口的管路上連接一個氣壓式穩壓器，目的是要通過穩壓器來穩定水的壓力，可是，早有經驗表明在低溫地下水系統中，存在腐蝕和結垢的巨大潛在的可能性，當地下水源在壓力空氣滲入水中之後，水在相關的物理、化學、微生物等因素作用下，水質很容易發生變化，結垢、腐蝕、汙物沉積和菌藻繁殖現象會造成熱交換率降低，管道阻塞，水循環量減少，動力消耗增大，損壞管道、部件和設備，縮短系統使用壽命，增加維修費用和更新費用，更嚴重的是汙染地下水資源。

發明內容
本發明的目的在於提供一種雙井輪換抽灌的換能裝置，解決現有技術中的吸水——回灌循環路線不暢甚至堵塞問題；換熱取能的範圍過小，影響使用效果問題；以及壓力氣源造成設備管道結垢和菌藻汙染地下水源的問題。
本發明的技術解決方案是該換能裝置主要包括雙井和安裝在雙井中的井管、潛水泵以及與潛水泵連通的換能器，井管安裝在雙井內，所述的井管由套管、花管、光管組成，井口上部的井管為套管，套管底部處於井內靜水位以下，潛水泵安裝在井管內，套管的下方為花管，花管的側壁上有供水進出的通孔，位於花管下方的井管為光管；潛水泵通過自身的泵管及管道和換能器連接，換能器的出水口通過管道經隔氣式穩壓器、逆止閥或增壓泵和閥門分別與雙井中相對的套管連通。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，在各井的潛水泵的泵管上設有止回閥防止回水。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，在換能器的出水口的管路上連接一種隔氣式穩壓器以保證系統水壓相對穩定。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，位於井內靜水位處的井管外壁的透水處設有密封裝置。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，位於井管下部的光管與井底部的圓錐形井座形成沉沙室。
本發明雙開輪換抽灌的換能裝置，其中，位於井管外壁設濾層。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，隔氣式穩壓器的出水口連接分支管道，分支管道的其中一管道經逆止閥接通閥門和雙井套管連接，分支管道的另一管道經增壓泵接通閥門和雙井套管連接。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其優點和效果在於在兩口井內都設有潛水泵，工作時抽水的井內形成低壓室，回灌的井內形成高壓室，水在雙井高、低壓力差的作用下，被迫在井深範圍內雙井之間及周邊的各層地下砂層中作迴轉循環運動；再者是雙井之間，拉開距離，使地下換能範圍擴大，換能的效率提高。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置的其他細節和特點可通過閱讀下文結合附圖詳加描述的實施例即可更清楚明了。


圖1是本發明雙井輪換抽灌的換能裝置的實施例的剖視圖。
圖2是本發明的圖1實施例井下部分A-A及A』-A』剖面的俯視圖。
圖中1、2.井，1-1.井管，1-2.潛水泵，1-3.套管，1-4.泵管，1-5.花管，1-6.光管，1-7.通孔，1-8.沉沙室，1-9.止回閥，1-10.濾層，1-11.密封裝置，1-12.圓錐形井座，2-1.井管，2-2.潛水泵，2-3.套管，2-4.泵管，2-5.花管，2-6.光管，2-7.通孔，2-8.沉沙室，2-9.止回閥，2-10.濾層，2-11.密封裝置，2-12.圓錐形井座，3.換能器，4.隔氣式穩壓器，5.分支管道，6.逆止閥，7、8.閥門，9.增壓泵，10、11.熱泵機組的介質進、出管。
具體實施例方式
圖1、2是本發明雙井輪換抽灌的換能裝置實施例的剖視圖和井下部分的俯視圖。該換能裝置主要包括井1、井2和安裝在雙井中的井管1-1、2-1、潛水泵1-2、2-2及與潛水泵連通的換能器3，在井1中安裝井管1-1，在井2中安裝井管2-1，所述的井管1-1由套管1-3、花管1-5、光管1-6組成，井管1-1上部井口處為套管1-3，套管1-3底部處於井內靜水位以下，套管1-3的下方為花管1-5，花管1-5的側壁上有供水進出的通孔1-7，位於花管1-5下方的井管為光管1-6；所述的井管2-1由套管2-3、花管2-5、光管2-6組成，井管2-1上部為套管2-3，套管2-3底部處於井內靜水位以下，套管2-3的下方為花管2-5，花管2-5的側壁上有供水進出的通孔2-7，位於花管2-5下方的井管為光管2-6；潛水泵1-2安裝在井管1-1內，潛水泵2-2安裝在井管2-1內，潛水泵1-2通過泵管1-4及管道和換能器3連接，潛水泵2-2通過泵管2-4及管道和換能器3連接，換能器3的出水口通過管道經隔氣式穩壓器4、逆止閥6或增壓泵9和閥門7、8分別與雙井中相對的套管1-3、2-3連通。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，在井1的潛水泵1-2的泵管1-4上設止回閥1-9，在井2的潛水泵2-2的泵管2-4上設止回閥2-9。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，在換能器3的出水口的管路上連接一種隔氣式穩壓器4以保證系統水壓相對穩定。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，位於井內靜水位處的井管1-1、2-1外壁的透水處分別設密封裝置1-11、2-1 1。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，位於井管1-1下部的無孔的光管1-6與井底部的圓錐形井座1-12形成沉沙室1-8，位於井管2-1下部的光管2-6與井底部的圓錐形井座2-12形成沉沙室2-8。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，位於井管1-1、2-1外壁分別設濾層1-10、2-10。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，其中，隔氣式穩壓器4的出水口連接分支管道5，分支管道5的其中一通道經逆止閥6接通閥門7和井1的套管1-3連通，或接通閥門8和井2的套管2-3連通，分支管道5的另一通道上設有增壓泵9，增壓泵9的出水口分別連接閥門7和閥門8，通過閥門7或閥門8和套管1-3或套管2-3連通。
參照圖1、2，本發明的工作原理和過程是兩口井都有潛水泵，在工作過程中，抽水的井內就形成低壓腔，回灌的井內就形成高壓腔。例如當1號井的潛水泵1-2工作抽水時，1號井腔就成低壓腔，裝置中相應的閥門7開啟，此時潛水泵1-2抽出的水，經過泵管1-4及連接換能器3的管道進入換能器3中，水在換能器3中和介質進行能量交換，當被回灌的2號井內尚未形成高壓腔時，換能後的水通過隔氣式穩壓器4出口直接經管道及閥門7進入2號井的套管2-3回灌到2號井腔，當水在2號井內逐漸形成高壓腔後，裝置的水直通管道有阻力，則分支管道另一通道中的增壓泵9就啟動，在增壓泵9的作用下，2號井的腔內的壓力更高，由於2號井內高壓腔與1號井內低壓腔的壓力差作用，迫使高壓腔的水由高壓腔通過2號井管壁上的數個通孔2-7流出，經地下含水巖沙層並推、帶動巖沙層中水迴轉到1號抽水井周圍，由1號井管壁上的數個通孔1-7進入低壓腔。
地下水在雙井輪換抽灌的換能裝置中由1號井中的潛水泵1-2抽提水開始，經泵管1-4和連接管進入換能器3、隔氣式穩壓器4、逆止閥6或增壓泵9、閥門7、套管2-3到2號井內形成高壓腔，又從2號井管通孔2-7流出，再經地下巖砂水層回到1號抽水井，這樣形成一個封閉的循環系統。反之則是，地下水由2號井中的潛水泵2-2抽提水開始，水經泵管2-4、換能器3、隔氣式穩壓器4、逆止閥6或增壓泵9、閥門8、套管1-3迴轉到1號井內形成高壓腔，又從1號井管通孔1-7流出，再經地下巖沙水層回到2號井，也是一個封閉的循環系統。
本發明雙井輪換抽灌的換能裝置，在地質結構允許條件下及增壓泵的作用下，兩井之間的距離可以儘可能的拉大，擴大熱交換範圍，充分提高水與土層之間的換能效率；雙井雙泵輪換軸灌，在地下水流動時，不可避免地帶動地層中極少量能夠移動的固體顆料，但是，它基本是在雙井間地層中來回移動，不會造成地層構造的不平衡；雙井最底部的沉沙室收集到極少量穿過井管外圍濾層的沙，在必要時可通過洗井除掉；水在封閉的循環裝置中流動，不與空氣接觸，則能保持地下水不受汙染，從而保證雙井輪換抽灌的換能裝置能夠高效、節能、長期、穩定地運行。
權利要求
1.雙井輪換抽灌的換能裝置，其特徵在於該換能裝置主要包括井(1)、井(2)和安裝在雙井中的井管(1-1)、(2-1)、潛水泵(1-2)、(2-2)及與潛水泵連通的換能器(3)，在井(1)中安裝井管(1-1)，在井(2)中安裝井管(2-1)，所述的井管(1-1)由套管(1-3)、花管(1-5)、光管(1-6)組成，井管(1-1)上部井口處為套管(1-3)，套管(1-3)底部處於井內靜水位以下，套管(1-3)的下方為花管(1-5)，花管(1-5)的側壁上有供水進出的通孔(1-7)，位於花管(1-5)下方的井管為光管(1-6)；所述的井管(2-1)由套管(2-3)、花管(2-5)、光管(2-6)組成，井管(2-1)上部為套管(2-3)，套管(2-3)底部處於井內靜水位以下，套管(2-3)的下方為花管(2-5)，花管(2-5)的側壁上有供水進出的通孔(2-7)，位於花管(2-5)下方的井管為光管(2-6)；潛水泵(1-2)安裝在井管(1-1)內，潛水泵(2-2)安裝在井管(2-1)內，潛水泵(1-2)通過泵管(1-4)及管道和換能器(3)連接，潛水泵(2-2)通過泵管(2-4)及管道和換能器(3)連接，換能器(3)的出水口通過管道經隔氣式穩壓器(4)、逆止閥(6)或增壓泵(9)和閥門(7)、8分別與雙井中相對的套管(1-3)、(2-3)連通。
2.根據權利要求1所述的雙井輪換抽灌的換能裝置，其特徵在於其中，在井(1)的潛水泵(1-2)的泵管(1-4)上安裝止回閥(1-9)，在井(2)的潛水泵(2-2)的泵管(2-4)上安裝止回閥(2-9)。
3.根據權利要求1所述的雙井輪換抽灌的換能裝置，其特徵在於其中，在換能器(3)的出水口的管路上連接隔氣式穩壓器(4)。
4.根據權利要求1所述的雙井輪換抽灌的換能裝置，其特徵在於其中，位於井內靜水位處的井管(1-1、2-1)外壁的透水處分別設密封裝置(1-11、2-11)。
5.根據權利要求1所述的雙井輪換抽灌的換能裝置，其特徵在於其中，位於井管(1-1)下部的無孔的光管(1-6)與井底部的圓錐形井座(1-12)形成沉沙室(1-8)；位於井管(2-1)下部的無孔的光管(2-6)與井底部的圓錐形井座(2-12)形成沉沙室(2-8)。
6.根據權利要求1所述的雙井輪換抽灌的換能裝置，其特徵在於其中井管(1-1、2-1)外壁分別設濾層(1-10、2-10)。
7.根據權利要求1所述的雙井輪換抽灌的換能裝置，其特徵在於隔氣式穩壓器(4)的出水口連接分支管道(5)，分支管道(5)的其中一通道經逆止閥(6)接通閥門(7)和井(1)的套管(1-3)連通，或接通閥門(8)和井(2)的套管(2-3)連通，分支管道(5)的另一通道上設有增壓泵(9)，增壓泵(9)的出水口分別連接閥門(7)和閥門(8)，通過閥門(7)或閥門(8)分別和套管(1-3)或套管(2-3)連通。
全文摘要
本發明公開了雙井輪換抽灌的換能裝置，該換能裝置主要包括雙井和安裝在雙井中的井管、潛水泵以及與潛水泵連通的換能器，井管安裝在雙井內，所述的井管由套管、花管、光管組成，井口上部的井管為套管，套管底部位於井內靜水位以下，套管下方為花管，花管上分布通孔，花管下方為光管，潛水泵安裝在井管內，潛水泵通過泵管及管道和換能器連接，換能器的出水口通過管道經隔氣式穩壓器、逆止閥或增壓泵和閥門分別與雙井中相對的套管連通，工作時抽水的井內形成低壓室，回灌的井內形成高壓室，水在高低壓力差的作用下被迫在雙井之間及周邊的各層地下水砂層中作迴轉循環運動。
文檔編號F24J3/08GK1844796SQ20061003988
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月21日 優先權日2006年4月21日
發明者倪紹科 申請人:淮安亞邦中央空調設備有限公司