单井式集热设备制造技术

一种单井式集热设备，包括集热井和提升器。集热井的出水管分别连通第一平衡水箱和提升器的第一管接口，集热井的回水管分别连通第二平衡水箱和提升器的第二管接口，集热井包括竖井，在竖井内从下向上依次设有吸水腔、蓄能器、泵室，蓄能器的位置位于地下水位的下方，吸水管的一端连接潜水泵，另一端穿过蓄能器位于吸水腔内，潜水泵的出水口连通出水管，集热井的排水管的一端穿过蓄能器位于吸水腔内，另一端连接控制阀的一端，控制阀的另一端连通回水管。适用于采集复杂地层结构的地下热源。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用地下水进行热交换的单井式集热设备。
技术介绍
在现有技术中具有许多种采用地下水进行热交换的集热设备，例如中国技术专利CN2438969Y中公开的、名称为井式液体冷热源装置，和CN2489251Y中公开的、名称为竖式地热蓄能空调系统。这类集热设备的常见缺陷是由于在水井中，排水管所在位置高于吸水管所在位置，在使用集热设备进行制冷或制热的过程中，随着时间的推移，在井下的设备和土壤中，排水-吸水的循环路线被水中携带的砂粒或杂物部分堵塞或全部堵塞，最终将导致地下水井报废。特别是当地层结构比较复杂，吸水和排水口分别位于沙石层和粘土层时，因粘土层透水能力差，而造成回流不畅，至使潜水泵无法向系统供水，而使系统不能正常工作。为了防止井下排水-吸水的循环路线被水中携带的砂粒或杂物部分堵塞或全部堵塞，延长地下水井的使用寿命，专业人员付出了种种努力。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种能够有效防止井下排水-吸水的循环路线被水中的砂粒或杂物部分堵塞或全部堵塞的一种单井式集热设备。本专利技术单井式集热设备，其包括集热井，与集热井相连接的提升器，集热井的出水管分别连通第一平衡水箱和提升器的第一管接口，集热井的回水管分别连通第二平衡水箱和提升器的第二管接口，所述集热井包括竖井，在所述竖井内从下向上依次设有吸水腔、蓄能器、泵室，所述蓄能器的位置位于地下水位的下方，吸水管的一端连接潜水泵，吸水管的另一端穿过蓄能器位于吸水腔内，潜水泵的出水口连通集热井的出水管，集热井的排水管的一端穿过蓄能器位于吸水腔内，所述集热井的排水管的另一端连接控制阀的一端，控制阀的另一端连通集热井的回水管。按照本专利技术提供的另一种单井式集热设备，其中所述第一平衡水箱和第二平衡水箱形成整体水箱，由隔板将其隔开。所述出水管通过管接头分别与第一平衡水箱和所述提升器的第一管接口相连，所述回水管通过管接头分别与第二平衡水箱和所述提升器的第二管接口相连。按照本专利技术提供的另一种单井式集热设备，其中在蓄能器的侧壁与竖井的井壁之间具有适当的环形空间，蓄能器具有供地下水进出的通道。按照本专利技术提供的另一种单井式集热设备，其中在集热井的出水管中，在潜水泵的出水口和管接头之间设有逆止阀，在蓄能器中设有连通外界大气的放气阀，在蓄能器和泵室之间设有密封装置。按照本专利技术提供的另一种单井式集热设备，其中所述蓄能器和吸水腔之间设有单向阀。按照本专利技术提供的另一种单井式集热设备，其中所述竖井内的吸水腔的下部设有沉砂室。采用本专利技术提供的单井式集热设备，可以利用地下水资源，通过能量热交换，进行制冷或制热。它具有节能、环保、可循环使用的优点。尤其是，本专利技术的单井式集热设备适用于不同地域的复杂地层结构，其能够有效地使用砂土地层结构，甚至被粘土隔断的砂土地层结构中的地下水资源。附图说明图1是本专利技术的单井式集热设备的结构示意图。具体实施例方式如附图1所示，其中描绘了一种单井式集热设备，其包括集热井10与集热井10相连接的提升器30。所述第一平衡水箱71和第二平衡水箱72形成整体水箱70。由隔板75将整体水箱70分隔为第一平衡水箱71和第二平衡水箱72。集热井10的出水管61分别连通第一平衡水箱71和提升器30的第一管接口65。集热井10的回水管62分别连通第二平衡水箱72和提升器30的第二管接口67。第一连接管73的一端连通第一平衡水箱71，第一连接管73的另一端连通集热井10的出水管61的管接头63。第二连接管74的一端连通第二平衡水箱72，第二连接管74的另一端连通集热井10的回水管62的管接头76。所述集热井10包括竖井1，在所述竖井1内从下向上依次设有吸水腔2、蓄能器13、泵室21。所述蓄能器13的设置位置位于地下水位的下方。蓄能器13与竖井1的井壁之间的间隔以保证将回水全部挤出竖井1为宜，以加强与地层之间的热交换速度。间隔太小会增加水流阻力。吸水管6的一端连接潜水泵22。吸水管6的另一端穿过蓄能器13位于吸水腔2内，潜水泵22的出水口连通集热井10的出水管61，集热井10的排水管11的一端穿过蓄能器13位于吸水腔2内。所述集热井10的排水管11的另一端连接控制阀30的一端，控制阀30的另一端连通集热井10的回水管62。在蓄能器13的侧壁与竖井1的井壁15之间具有空间3。蓄能器13具有供地下水进出的通道。所述蓄能器13和吸水腔2之间设有单向阀8，使得地下水只能单向进入蓄能器13。在集热井10的出水管61中，在潜水泵22的出水口和管接头63之间设有逆止阀28。在蓄能器13中设有连通外界大气的放气阀26，在蓄能器13和泵室21之间设有密封装置24。为了延长集热井10的使用寿命，在竖井1内的吸水腔2的下部可留有容量足够的沉砂收集室(图中未示出)。下面对照附图1描述本专利技术提供的单井式集热器的运行过程。如附图1所示，在本专利技术提供的单井式集热器中，潜水泵22和控制阀30联动设置，当潜水泵22开启时，控制阀30关闭。反之，当潜水泵22关闭时，控制阀30开启。地下水通过蓄能器13与井壁15之间的环形空间3进入吸水腔2。潜水泵22将通过吸水管6吸入的地下水通过出水管61泵送到第一平衡水箱71和提升器30。由于本专利技术未涉及提升器构造的改进，为了简化描述，未在本文中详细描述提升器的构造和运行过程。关于提升器的构造和运行过程可以参考本申请人的名称为“能够提供热水的地热蓄能空调系统”，专利号为02205880.X或者参看
技术介绍
中所提到的专利文件。进入提升器30的地下水在提升器30中通过释放热量或吸收热量，进行制热或制冷的能量转换之后的低温或高温水进入第二平衡水箱72。由于第一和第二平衡水箱71和72都是封闭水箱，随着进入第一平衡水箱71和第二平衡水箱72内的水量增多，在平衡水箱内的水位逐渐增高，随之在平衡水箱内的压力逐渐增高。当进入第一平衡水箱71和第二平衡水箱72内的水量逐渐增加，当第一平衡水箱71内的压力达到预定值，例如4Kg/cm2时，来自潜水泵22的地下水不再进入第一平衡水箱71，而只向提升器30提供地下水。当第二平衡水箱72内水压力增加到预定值，例如4Kg/cm2时，潜水泵22关闭，同时，控制阀30开启。此时，第一平衡水箱71内的水在水箱内压力的作用下进入提升器30进行热交换，从提升器30中返回的水与来自第二平衡水箱72的水，在第二平衡水箱72内压力的作用下，通过排水管11进入吸水腔2内。在压力作用下，从排水管11排出的水被压入吸水腔2、蓄能器13和井壁15之间的环形空间3，以及竖井1周围的地层，与存在于此的地下水进行热交换。当第一平衡水箱71和第二平衡水箱72内的水逐渐流出，压力逐渐下降到预定值，例如1.5Kg/cm2时，潜水泵22启动，控制阀30关闭，再次向第一平衡水箱71、提升器30和第二平衡水箱72提供地下水，开始下一个工作循环。以上内容仅是本专利技术的优选实施例。应强调的是，在不脱离本专利技术思想的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术做出的各种变型或改进均应包括在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种单井式集热设备，其包括集热井(10)，与集热井(10)相连接的提升器(30)，其特征是集热井(10)的出水管(61)分别连通第一平衡水箱(71)和提升器(30)的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单井式集热设备，其包括集热井（１０），与集热井（１０）相连接的提升器（３０），其特征是：集热井（１０）的出水管（６１）分别连通第一平衡水箱（７１）和提升器（３０）的第一管接口（６５），集热井（１０）的回水管（６２）分别连通第二平衡水箱（７２）和提升器（３０）的第二管接口（６７），所述集热井（１０）包括竖井（１），在所述竖井（１）内从下向上依次设有吸水腔（２）、蓄能器（１３）、泵室（２１），所述蓄能器（１３）的位置位于地下水位的下方，吸水管（６）的一端连接潜水泵（２２），吸水管（６）的另一端穿过蓄能器（１３）位于吸水腔（２）内，潜水泵（２２）的出水口连通集热井（１０）的出水管（６１），集热井（１０）的排水管（１１）的一端穿过蓄能器（１３）位于吸水腔（２）内，所述集热井（１０）的排水管（１１）的另一端连接控制阀（３０）的一端，控制阀（３０）的另一端连通集热井（１０）的回水管（６２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐生恒，
申请(专利权)人：北京北控恒有源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]