一種土壤熱質交換器的製造方法
2023-04-24 21:17:41
一種土壤熱質交換器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種土壤熱質交換器，包括地下水出口管（1）、地下水進口管（2）、位於地下土壤內的熱質交換通道（4），其中所述熱質交換通道（4）的數量至少為兩個；所述地下水出口管（1）的一端連接外部冷熱源設備的一端，外部冷熱源設備的另一端與地下水進口管（2）的一端連接；所述地下水出口管（1）和地下水進口管（2）的另一端分別伸入熱質交換通道（4）內；所述熱質交換通道（4）之間通過通道連接管（6）連接形成循環迴路。本實用新型對地下水進行循環冷卻或加熱，使地下水溫度經過熱質交換後與當地地下水溫度相等，最大限度利用了地下水熱資源，提高採集效率，進一步地節約了能量，保護了地下水資源。
【專利說明】一種土壤熱質交換器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種土壤熱質交換器，屬於地下水開採的的節能增效【技術領域】。【背景技術】
[0002]目前，利用地下水作為冷熱源正越來越得到人們重視，但利用效率較低，主要是開採與利用的矛盾，埋管法地下水僅提供能量，其冷/熱量通過載冷/熱劑的傳熱來實現，但傳熱溫差的存在導致其能量品質降低，直接開採還存在回灌的的問題。因此，現有技術對地下水開採和利用存在一定局限。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在於克服現有技術的不足，提供一種土壤熱質交換器，通過地下水出口管、地下水進口管、及熱質交換通道和通道連接管形成循環迴路，對地下水進行了充分冷卻或加熱，循環利用地下水，使得採集效率得到了提高，並解決開採存在回灌的問題。
[0004]本實用新型具體採用以下技術方案解決上述技術問題:
[0005]一種土壤熱質交換器，包括地下水出口管、地下水進口管、位於地下土壤內的熱質交換通道，其中所述熱質交換通道的數量至少為兩個；所述地下水出口管的一端連接外部冷熱源設備的一端，外部冷熱源設備的另一端與地下水進口管的一端連接；所述地下水出口管和地下水進口管的另一端分別伸入熱質交換通道內；所述熱質交換通道之間通過通道連接管連接形成循環迴路。
[0006]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述每個熱質交換通道通過通道連接管至少連接一個熱質交換通道。
[0007]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述地下水進口管的另一端延伸至熱質交換通道底端。
[0008]作為本實用新型的一種優選技術方案:還包括用於固定地下水出口管和地下水進口管的上管帽，所述上管帽分別套置於地下水出口管、地下水進口管與地面相交處。
[0009]作為本實用新型的一種優選技術方案:還包括下管帽，所述下管帽位於熱質交換通道底端，且分別將通道連接管的一端和地下水出口管的另一端套置在內。
[0010]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述熱質交換通道由地面向土壤內部直接鑽孔形成，或為管道伸入地下土壤內形成。
[0011]本實用新型採用上述技術方案，能產生如下技術效果:
[0012]本實用新型的土壤熱質交換器，通過地下水出口管、地下水進口管、及熱質交換通道和通道連接管形成循環迴路，對地下水進行了充分冷卻或加熱，使地下水溫度經過熱質交換後與當地地下水溫度相等，這樣最大限度的利用了地下水熱資源，循環利用地下水，使得採集效率得到了提高，並解決開採存在回灌的問題。通過交換器做到了「採能不採水」，實現地下水量「零開採」，進一步地節約了能量，保護了地下水資源。【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的土壤熱質交換器的結構示意圖。
[0014]其中標號解釋:1-地下水出口管，2-地下水進口管，3-上管帽，4-熱質交換通道5_下管帽，6-通道連接管。
【具體實施方式】
[0015]下面結合說明書附圖對本實用新型的實施方式進行描述。
[0016]如圖1所示，本實用新型設計了一種土壤熱質交換器，包括地下水出口管1、地下水進口管2、位於地下土壤內的熱質交換通道4，其中所述熱質交換通道4的數量至少為兩個；所述地下水出口管I的一端連接外部冷熱源設備的一端，外部冷熱源設備的另一端與地下水進口管2的一端連接；所述地下水出口管I和地下水進口管2的另一端分別伸入熱質交換通道4內；所述熱質交換通道4之間通過通道連接管6連接形成循環迴路。
[0017]對於每個熱質交換通道4，可以由地面向土壤內部直接鑽孔形成，或為管道伸入地下土壤內形成，為地下水流動提供相應的通道，實現熱質交換。
[0018]對於熱質交換通道4的數量可根據具體地質條件，進行熱質交換通道4的多個布局，但至少為兩個，熱質交換通道4之間通過通道連接管6連接形成串聯或並聯，即每個熱質交換通道4通過通道連接管6至少對應連接一個熱質交換通道4。例如可以是地下水出口管I所在的通道連接管4數量為I個，地下水進口管2所在的熱質交換通道4也為I個，則熱質交換通道4之間通過通道連接管6串聯起來，形成串聯的結構。也可以是地下水出口管I所在的通道連接管4數量為I個，地下水進口管2所在的熱質交換通道4為I個以上，使得每個下水進口管2所在的熱質交換通道4分別通過通道連接管6與地下水出口管I所在的通道連接管4連通，形成並聯的結構。多個串聯結構相連可以形成多級串聯，串聯與並聯相連形成混聯。
[0019]通道連接管6的一端連接地下水進口管2所在的熱質交換通道4時，可以低於當地地下水水位，而通道連接管6的另一端直接通入地下水出口管I的底部，使得熱質可以再進行二次與地下水融合，達到降溫或者升溫。
[0020]地下水進口管2的另一端伸入熱質交換通道4內時，延伸至熱質交換通道4的底端，使得換熱後的地下水進入熱質交換通道4後能夠直接流入底部，進一步地與當地地下水相融。
[0021]為了進一步固定地下水出口管I和地下水進口管2，還包括上管帽3，上管帽3分別套置於地下水出口管1、地下水進口管2與地面相交處。若熱質交換通道4採用的是管道結構，則管道伸出地面處套置上管帽3，而地下水出口管I和地下水進口管2分別位於對應熱質交換通道4內，利用下水出口管I和地下水進口管2超出熱質交換通道4的管道部分連接對應的冷熱源設備。
[0022]為了進一步防止熱質交換通道4底端的土壤或泥沙被帶進熱質交換過程，在每個熱質交換通道4底端設置下管帽5，下管帽5將位於熱質交換通道4內部的通道連接管6的一端套置在內，或者將位於熱質交換通道4內部的地下水出口管I的另一端套置在內，使得熱質交換通道4在採集地下水時能夠有效的將底部的土壤或泥沙隔離。[0023]通過本實用新型的交換器可以對地下水進行了充分冷卻或加熱，使地下水溫度經過熱質交換後與當地地下水溫度相等，這樣最大限度的利用了地下水熱資源，降低傳熱溫差，避免開採中存在回灌，循環利用地下水，提高開採效率。
[0024]下面結合一實施例說明本實用新型的交換器的熱質交換過程，驗證本實用新型能夠對地下水進行了充分冷卻或加熱，達到交換的功能。
[0025]本實施例採用兩個熱質交換通道4，參照圖1所示的結構組建交換器，兩個熱質交換通道4之間通過通道連接管6連接，對於通道連接管6本實施例採用L型，將L型倒置，使得通道連接管6的橫杆所在一端連接地下水進口管2所在的熱質交換通道4，而通道連接管6的豎杆直接伸入地下水出口管I所在的熱質交換通道4。地下水出口管I連接外部冷熱源設備的進水口，外部冷熱源設備的出水口再連接地下水進口管2，將換熱後的地下水通過冷熱源設備的出水口再從地下水進口管2輸送進入。外部冷熱源設備可以為現有技術中公知的換熱器，採用換熱器本身具有的換熱功能進行加熱或換熱。
[0026]熱質交換具體過程為:以地下水作冷源為例，在使用時，地下水由地下水出口管I進入外部冷熱源設備進水口後加熱，因吸收熱量而升溫，升溫後冷熱源設備的出水口將升溫後的地下水由地下水進口管2依次通入熱質交換通道4，下管帽5，下管帽5處排出後升溫原有的地下水，在該熱質交換通道4內進行熱量與質量交換，而進行初步降溫。同時部分已經初步降溫的循環地下水流入到通道連接管6，再流入到地下水出口管I所在的熱質交換通道4，通道連接管6將該已經初步降溫的循環地下水輸送到熱質交換通道4底部的下管帽5，使之與原地下水融合，再次降低循環地下水的溫度。熱質交換通道4再通過地下水出口管I連接的外部冷源設備進水口抽取底部的地下水，進行升溫，重複這樣的熱質交換過程，最後進入地下水出口管1，完成一個循環過程。交換過程可重複多次，只要熱質交換足夠充分，循環地下水的溫度與當地地下水溫度相等。
[0027]而地下水作熱源時，原理與上述原理相同，地下水出口管I連接的是用於降低地下水溫度的冷熱源設備進水口進行降溫，冷熱源設備出水口輸出的地下水再通過交換器進行升溫加熱，重複這樣的熱質交換過程實現對地下水的循環升溫。
[0028]因此，本實施例的優點在於利用了熱質交換通道4對地下水進行初次降溫或升溫，再利用另一個熱質交換通道4對其進行二次充分降溫或升溫，可以使地下水溫度經過熱質交換後與當地地下水溫度相等，驗證了本實用新型可以能夠對地下水循環地進行了充分冷卻或加熱，降低傳熱溫差，達到交換的功能。
[0029]綜上，本實用新型最大限度的利用了地下水熱資源，循環利用地下水，使得採集效率得到了提高，並解決開採存在回灌的問題。通過交換器做到了「採能不採水」，實現地下水量「零開採」，進一步地節約了能量，保護了地下水資源。
[0030]上面結合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型並不限於上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【權利要求】
1.一種土壤熱質交換器，其特徵在於:包括地下水出口管(I)、地下水進口管(2)、位於地下土壤內的熱質交換通道(4)，其中所述熱質交換通道(4)的數量至少為兩個；所述地下水出口管(I)的一端連接外部冷熱源設備的一端，外部冷熱源設備的另一端與地下水進口管(2)的一端連接；所述地下水出口管(I)和地下水進口管(2)的另一端分別伸入熱質交換通道(4)內；所述熱質交換通道(4)之間通過通道連接管(6)連接形成循環迴路。
2.根據權利要求1所述土壤熱質交換器，其特徵在於:所述每個熱質交換通道(4)通過通道連接管(6)至少連接一個熱質交換通道(4)。
3.根據權利要求1或2所述土壤熱質交換器，其特徵在於:所述地下水進口管(2)的另一端延伸至熱質交換通道(4)底端。
4.根據權利要求1所述土壤熱質交換器，其特徵在於:還包括用於固定地下水出口管(I)和地下水進口管(2)的上管帽(3)，所述上管帽(3)分別套置於地下水出口管(I)、地下水進口管(2)與地面相交處。
5.根據權利要求3所述土壤熱質交換器，其特徵在於:還包括下管帽(5)，所述下管帽(5 )位於熱質交換通道(4 )底端，且分別將通道連接管(6 )的一端和地下水出口管(I)的另一端套置在內。
6.根據權利要求3所述土壤熱質交換器，其特徵在於:所述熱質交換通道(4)由地面向土壤內部直接鑽孔形成，或為管道伸入地下土壤內形成。
【文檔編號】F24J3/08GK203605509SQ201320716806
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月13日 優先權日:2013年11月13日
【發明者】夏文慶, 夏思璇, 夏曉斌 申請人:南京谷德埃滌環境科技有限公司