水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構的製作方法
2023-10-24 23:42:22 2
水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構，支撐透水管與出水管的出水管套管之間分別設置多個環形擋板和平面擋板；對接後形成多個隔離層及回水空間，各回水管的出水口分別位於各回水空間中。本發明利用出水管套管上的平面擋板與支撐透水管上的環形擋板組成多組隔離層及獨立封閉的回水空間，從而可使回水管分別壓入不同的回水空間中，達到多條回水路徑目的。從而使同一口井內實現等量的出水、回水，並利用土壤進行充分的熱交換後。回水與出水管管壁接觸過程中，不與已達到初始出水溫度的出水產生新的熱交換，從而可以大幅提高水源熱泵機組效率。
【專利說明】水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構
【技術領域】
[0001]本發明涉到水源熱泵中央空調【技術領域】的水源井回灌問題，尤其是一種水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構。
【背景技術】
[0002]水源熱泵中央空調，是以溫度長年恆定的地下水為介質，通過熱泵機組，提高或降低水溫來達到製冷、制熱目的，為建築物提供冷、熱源的中央空調。由於其能效比高，比傳統的其它形式中央空調節能40~60%，節能降耗效果顯著而逐步受到政府、機關、企業單位的青睞，同時達到了大多數的用戶的認可。目前，已實施安裝水源熱泵中央空調的回水方式均採用「多井回灌」方式。即從一口水源井抽水，通過熱泵主機的換熱器將水中的冷量或熱量取走後將水排出，向二口或二口以上的水源井回灌。此方式優點是能效比高，但存在排出的水無法及時全部回灌至地下的問題。首先，由於回水是在井口敞開式無壓力自然流淌，不僅回流速度慢，而且容易造成回水汙染。而無法及時回到地下的水，會從井口溢出或由管道直接排放至地面。長期的排放，不僅導致水資源的浪費，還可能導致地下水位下降甚至枯竭，進而影響到周邊建築物的安全；其次，需要打的井數較多，需佔用的土地面積大，在佔地面積較小的建築群(物)中無法使用。「多井回灌」方式的上述缺點，使得水源熱泵中央空調的節能優勢被抵消，是在水源熱泵中央空調推廣，實施節能降耗、改善環境的過程中的一個瓶頸問題，也是國家水利部門嚴格禁止的行為。
[0003]由於其弊端已經 大面積顯現，主要表現在取用的地下水不能做到100%全部回灌至地下，轉而向地面排放，造成熱源井淤塞、水位下降。此方式在「取用」地下水溫度的同時，還「使用」 了地下水，造成了寶貴的水資源極大的浪費，同時使水源熱泵中央空調因無水可用而導致整個系統癱瘓。因此。「多井回灌」方式的缺點成為水源熱泵中央空調推廣和發展的瓶頸。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了完全克服「多井回灌」的缺陷，提供一種同井出、回水裝置的平板式密封結構，解決熱源井淤塞、水位下降的問題，使回水能100%全部回灌至地下，同時能使出水溫度始終保持在合適的溫度。
[0005]為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:一種水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構，包括一根套裝在水源井內側的支撐透水管，支撐透水管包括n+1個透水段和η個支撐段，透水段和支撐段交替分布；在η個支撐段內側壁分別固定有η個環形擋臺，n ^ I且為整數；在該支撐透水管內同時設置有出水管和回水管；出水管外側設置隔熱結構並固定有η個平面擋板；所述η個平面擋板與η個環形擋臺分別匹配壓合併密封在一起形成η個隔離層；所述出水管的進水口深入η個隔離層的下側，各回水管的出水口分別位於η個隔離層上側的回水空間中。出水管外側設置隔熱結構是在出水管外側設置隔熱層，並在出水管外側固定有η個平面擋板；或者，將出水管設置為複合出水管，即在出水管外側套裝有間隙配合的出水管套管，在出水管套管的外側固定有η個平面擋板。所述出水管與出水管套管之間為空氣隔熱層，或者在出水管與出水管套管之間的夾層內灌注隔熱材料形成隔熱層。所述回水管的數量為η個，每個回水管的出水口分別位於η個隔離層上側的回水空間中；或者，回水管的數量不大於η個，同一回水管在相鄰回水空間設置有出水口。在任意一對平面擋板和環形擋臺之間的對接面上分別設置有柔性密封層。
[0006]本發明的有益效果是:
1.本發明利用出水管套管上的平面擋板與支撐透水管上的環形擋臺組成多組隔離層及獨立封閉的回水空間，其組合結構簡單，容易加工製造，成本較低。可使回水管分別壓入不同的回水空間中，達到多條回水路徑目的。使同一口井內實現等量的出水、回水，並利用土壤進行充分的熱交換後。由於地下水在全過程中封閉、循環使用，對地下水不會造成任何汙染，真正做到了只「取用」地下水的溫度而不「使用」地下水資源，使得環保、節能循環經濟得以實現。
[0007]2.回水與出水管管壁接觸過程中，不與已達到初始出水溫度的出水產生新的熱交換，從而可以大幅提高水源熱泵機組效率。
[0008]3.本發明將抽出的水被全部回灌至地下，真正地做到了只「利用」地下水的熱量和冷量而不浪費寶貴的地下水資源。相對於「地埋管」、「多井回灌」等方式，大大減少了佔地面積，保證了地下水位正常，且不會影響建築物的基礎，使得面積狹小的場地也能採用節能的水源熱泵中央空調。
[0009]4.本發明結構設計合理，在藉助於高壓回水，確保單井即可完成全部回水任務。藉助於環形滲水層及土壤層，降低回水流動速度，以便溫度高的回水與地層充分進行熱交換後在將回水匯總於地下水，最終達到同井水資源循環的目的。從而避免水資源的浪費，避免地下水位因移動而下降甚至枯竭，確保地下構造穩定及周邊建築物的安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的剖面結構示意圖之一；
圖2是圖1中的立體結構示意圖；
圖3是本發明的剖面結構示意圖之二；
圖4是本發明的使用狀態圖。
[0011]圖中標號I為潛水泵，2為出水管，3為回水管，31為回水支管一，32為回水支管二，4為出水管套管，5為支撐透水管，6為環形擋臺，7為平面擋板，8為透水段，9為環形滲水層，10為回水支管安裝孔,11為回水管出口，12為井蓋,13為土壤層。A為地下水空間，BI為回水空間一，Β2為回水空間二。
[0012]【具體實施方式】:
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0013]實施例1:一種同井出、回水裝置的平板式密封結構，參加圖1和2，在支撐透水管5內同時設置有出水管2和回水管(或回水支管)。出水管2的外側還套裝有出水管套管4,出水管3與出水管套管4間隙配合。出水管3用於與潛水泵連接，回水管用於與高壓回水裝置連接。
[0014]為了達到較好的回水效果，可以設置多個密封的回水空間，通過多個通道進行回水和熱交換。
[0015]支撐透水管5由交替分布的透水段8和支撐段組成；在一個或多個支撐段內側壁分別固定有環形擋臺6。在出水管套管4的外側自身而下分布固定有一個或多個平面擋板
7。對應的平面擋板7與環形擋臺6分別匹配壓合併密封在一起形成一個或多個隔離層；每個隔離層上側空間即為回水空間中。可以在任意一對平面擋板7和環形擋臺6之間的對接面上分別設置有柔性密封層。
[0016]上述平板式密封結構應用於水源熱泵中央空調同井出、回水裝置中，參加圖4，在同一水源井的井口密封安裝井蓋12，可以在井蓋12周圍設置密封層，以便井內能夠承受高壓回水壓力。在井蓋12上同時貫穿設置有一根出水管2和兩根回水支管31和32。出水管2深入井底的地下水空間A中與地下水連通，出水管2下端的進水口與潛水泵I連接，形成高壓出水通路。回水管3同時與兩根回水支管31和32連通，並向回水管內施加壓力，形成高壓回水通路。所述出水管2、回水支管31和回水支管32，以及出水管套管4分別由多段密封對接組成。
[0017]在水源井內匹配套裝有支撐透水管5，該支撐透水管5包括透水段8和支撐段，透水段8和支撐段交替分布。在支撐透水管5與水源井壁的土壤層之間設置有環形滲水層9，該環形滲水層9與水源井壁的土壤層11接觸。環形滲水層9的結構方式多樣，例如可以參加圖3的整體式環形滲水材料。環形滲水層9也可以設置內、外支撐網並在內、外支撐網夾層中填充滲水材料。環形滲水層9也可以是填充於支撐透水管5與土壤層之間的礫石料。
[0018]所述出水管2的外側套裝有出水管套管4，出水管2與出水管套管4間隙配合，形成空氣隔熱的夾層，防止高溫回水與低溫抽水管2發生熱交換。
[0019]回流支管一 31伸入回水空間一 BI中，回流支管二 32伸入回水空間二 B2中。各回水空間內的回水在壓力和自重作用下分別通過側壁的透水段8進入環形滲水層9或土壤層10中，充分熱交換後與同井地下水匯合。
[0020]實施例2:參加圖3，內容與實施例1基本相同，不同的是:回水管3的數量為一個，該回水管3在各回水空間都設置有出水口 10。
[0021]實施例3:附圖未畫，內容與實施例2基本相同，不同的是:在出水管外側直接固定平面擋板，並對出水管進行隔熱處理，例如在出水管外側包裹一層隔熱棉等方式進行隔熱。
【權利要求】
1.一種水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構，其特徵是:包括一根套裝在水源井內側的支撐透水管，支撐透水管包括n+1個透水段和η個支撐段，透水段和支撐段交替分布；在η個支撐段內側壁分別固定有η個環形擋臺，n ^ I且為整數；在該支撐透水管內同時設置有出水管和回水管；出水管外側設置隔熱結構並固定有η個平面擋板；所述η個平面擋板與η個環形擋臺分別匹配壓合併密封在一起形成η個隔離層；所述出水管的進水口深入η個隔離層的下側，各回水管的出水口分別位於η個隔離層上側的回水空間中。
2.根據權利要求1所述的水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構，其特徵是:出水管外側設置隔熱結構是在出水管外側設置隔熱層，並在出水管外側固定有η個平面擋板；或者，將出水管設置為複合出水管，即在出水管外側套裝有間隙配合的出水管套管，在出水管套管的外側固定有η個平面擋板。
3.根據權利要求1所述的水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構，其特徵是:所述出水管與出水管套管之間為空氣隔熱層，或者在出水管與出水管套管之間的夾層內灌注隔熱材料形成隔熱層。
4.根據權利要求1所述的水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構，其特徵是:所述回水管的數量為η個，每個回水管的出水口分別位於η個隔離層上側的回水空間中；或者，回水管的數量不大於η個，同一回水管在相鄰回水空間設置有出水口。
5.根據權利要求1所述的水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的平板式密封結構，其特徵是:在任意一對平 面擋板和環形擋臺之間的對接面上分別設置有柔性密封層。
【文檔編號】F24F13/00GK103982957SQ201410113193
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】王紅宇, 索鳳, 李玉軍, 牛青鋒, 劉進, 王躍慶, 管其燭 申請人:河南潤恆節能技術開發有限公司