[发明专利]一种地下水源冷热交换系统

说明书

技术领域

本发明属于可再生能源利用的技术领域，涉及地热热泵技术，更具体地说，本发明涉及一种地下水源冷热交换系统。

背景技术

地源热泵利用储存于地表浅层的可再生能源，为建筑空调提供冷源和热源。地球表面下的浅层水源的温度一年四季相对稳定，一般为10～25℃，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，水源热泵同时解决了空调系统的冷热源，保证了系统的高效性和经济性。

现有的地下水源热交换系统在使用地下水时，必须采用抽水、回灌的方式，即在抽出地下水的过程中，同时往地下进行回灌，一般采用“一抽两灌”的方式。

但是，传统水源热泵系统的水源水直接进入水源热泵主机，冷水系统或冷却水系统采用开式膨胀水箱，这样使得与水源热泵主机相连的冷水和冷却水系统中的水很容易在水源热泵主机的蒸发器和冷凝器水侧结垢，进而影响水源热泵主机性能。为了减少水垢的产生，保证换热性能，只有增大水的流速。因而造成传统的水源热泵普遍存在水源水取水回灌流量大，利用温差小的问题，一般为5～10℃，尤其在部分负荷时水源利用温差逐渐减小为1～3℃，取水回灌泵的耗能高，采用井水时取水量大还会带来相关地质水文的影响，这些限制了水源热泵的进一步发展。

地下水的水质存在很大的不确定性，地下水中含有大量的砂石泥土，有的还含有有毒、有害物质，如重金属元素及其它化学物质，在抽出进行热交换的过程中，可能对环境、对使用人员、对设备造成严重影响。因此，在上述地下水源热交换系统工作过程中，需要对地下水进行过滤，去除砂石泥土等杂质，以及进行无害化处理。这对热交换效率影响很大，且需要专门的设备，消耗能源。

综上所述，现有的地下水源热交换系统对地下水的自然形态影响较大，甚至造成破坏，且整个工程投资大，存在一定的风险。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种地下水源冷热交换系统，其目的是不直接将地下水抽出，而是通过清洁的介质进行换热。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的地下水源冷热交换系统，包括地源热交换井、热泵，所述的地下水源冷热交换系统设冷热交换管，所述的冷热交换管内的液体介质或水流与所述的地源热交换井内的地下水源隔绝，即所述的冷热交换管由单独的供水系统提供液体介质或水源；所述的冷热交换管为耐腐蚀导热材料制成。

所述的冷热交换管在所述的地源热交换井内采用上、下往复的结构，其转折处采用“U”形管连接结构。

所述的上、下往复的结构的分布方式是：在所述的地源热交换井的横截面上，向下进水的中心管分布在所述的地源热交换井的中央，各个上、下往复的管路环绕在所述的中心管的周围。

在所述的地源热交换井的横截面上，所述的各个上、下往复的管路在以所述的中心管路的轴线为圆心的圆周上分布。

所述的地源热交换井的数量为二个或二个以上，各个地源热交换井的冷热交换管之间，采用串联或并联连接结构。

所述的各个地源热交换井的冷热交换管之间的串联或并联连接结构，设在高于地源热交换井的地下水源的水面以上位置，所述的冷热交换管之间的串联或并联连接结构采用保温管结构。

所述的冷热交换管为密闭的循环管路，所述的供水系统通过低压自动补水控制装置向冷热交换管补充水源，所述的低压自动补水控制装置设加压泵和单向阀。

所述的冷热交换管与用水装置连通，所述的供水系统为居民生活自来水系统。

所述的冷热交换管在井下接近于与所述的“U”形管的连接处，设冷热交换管井下扶正支架，所述的冷热交换管井下扶正支架设扶正器；

所述的冷热交换管在井上接近于与所述的“U”形管的连接处，设冷热交换管井上扶正盖，所述的冷热交换管井上扶正盖设扶正器；

所述的扶正器为垂直于冷热交换管的板状结构，所述的扶正器的外缘与所述的地源热交换井的井筒内壁接触，所述的冷热交换管从所述的扶正器中穿过并与其紧固连接。

所述的冷热交换管的连接处设扶正联轴节，所述的扶正联轴节设扶正器和连接管，所述的扶正联轴节通过连接管将所述的冷热交换管同轴地连接，所述的扶正器为垂直于冷热交换管的板状结构，所述的扶正器的外缘与所述的地源热交换井的井筒内壁接触，所述的连接管从所述的扶正器中穿过并与其紧固连接。

本发明采用上述技术方案，提高了系统的热交换效率，即提高了地下水能源的利用率，获得水质优良的换热介质，并能直接使用，降低工程投资和使用的成本，避免了地下水中的砂石泥土和有毒有害物质对环境、人员和设备的影响。

附图说明