[实用新型]一种带热管换热井的土壤源热泵系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带热管换热井的土壤源热泵系统。

背景技术

现有水源热泵系统抽取地下水只进行低级利用，并且大部分水源热泵的回灌率不到50％。为了节约水资源，应该尽量减少地下水的抽取。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种带热管换热井的土壤源热泵系统。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案：用热泵机组和带热管的井状人工水体组成一个带热管换热井的土壤源热泵系统。井状人工水体又称换热井。呈放射状布置的热管大部分伸入井壁外土壤中，热管冷端伸入换热井井水中。以换热井表面和热管热端作为热泵系统与土壤的换热界面，热泵机组与换热井井水换热并做功向外界输出热能。为减少换热带来的土壤温度持续降低或升高，设置换热井井水与外界包括与太阳能集热装置和其它水源包括弃水的换热界面。

本实用新型的有益效果包括：呈放射状布置的热管井口面积小而有效蓄热容积大。通过利用换热井表面和热管热端与土壤换热，可以在满足供冷暖供热水负荷的情况下，大幅度减少井水的抽取甚至不抽取井水。

附图说明

以下结合附图和实施例进一步进行说明。

图1是一个带热管换热井的土壤源热泵系统的结构示图。

图中1.热泵机组；2.热管；3.换热井；4.井壁；5.冷端；6.密封圈；7.热端；8.循环泵；9.蒸发器。

具体实施方式

图1实施例，用热泵机组1和带热管2的井状人工水体换热井3组成一个带热管换热井的土壤源热泵系统。呈放射状布置的热管2大部分伸入换热井3井壁4外土壤中，热管2冷端5伸入换热井3井水中。穿过井壁4的热管2与井壁4之间衬垫有橡胶密封圈6.以换热井3表面和热管2热端7作为热泵系统与土壤的换热界面，并将热能传导到井水。井水被循环泵8抽到热泵机组1的蒸发器9处与蒸发器9换热后回到换热井3底部。热泵机组1做功将与换热井3井水换热得到的热能提升温度后向外界输出。

以换热井2深3m、直径0.6m、采用40支直径0.02m长度3m的热管。这个土壤换热界面总换热面积约18.7m²。

这个半径3m的半球状+直径6m高3m的区域容积约140m³。质量约180吨、有效比热容2.1×10³[焦/(千克·℃)]计，当这个区域的温度从11℃变化到1℃时，总共放出热能3.78×10⁹焦，或者90万大卡。若以一户住宅供暖耗能5万大卡/天、热泵机组能耗比3计，可供暖27天。在这期间由于周边区域土壤的热能传导过来使地温升高，供暖期可延长到47天。实际使用中，可采用10m²太阳能集热器补充热能，以供暖期晴天100天计补充热能300万大卡，可供热泵机组供暖90天。加上在供暖期开始，已提高地温4℃可多供暖24天。总计供暖期可达161天。