[实用新型]一种地下含水构造层蓄能循环系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种浅层地温能利用技术领域。

背景技术

随着热泵技术的发展及国内热泵的推广使用，越来越多的业主及能源管理公司认识到热泵供冷供热机制被生活热水的方式优于锅炉加冷却塔的传统方式。而使用热泵最关键问题是解决热泵所使用的冷热源的问题，目前热泵的冷热源主要使用空气、开放式水源及地热能。空气和开放式水源存在热源温度不稳定的问题，不利于热泵稳定高效运行，而且排放的废热废冷易造成城市热岛效应。

面对国内经济建设的能源需求及国际紧张的能源局势，国家十二五规划中制定了节能减排并大力推广使用可再生能源的方针。太阳能、生物能、风能、水能、海洋能、地热能、氢能、核能都属于可再生能源。而浅层地温能介于太阳能、水能、地热能的一种可再生能源。

实用新型内容

实用新型的目的：为解决了合理利用对浅层地温能的问题，解决了热堆积和热流失的问题。

技术方案：为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种地下含水构造层蓄能循环系统，所述蓄能循环系统利用地下含水构造层常年稳定的温度、巨大的热容性能的蓄能条件，采用地下水为介质，包括热泵、板式换热器、蓄能循环冷源井、蓄能循环热源井和循环管道，冬季通过热泵将从蓄能循环热源井中提取大地浅层的低位热能提升，对建筑供暖，同时通过蓄能循环冷源井储存系统废冷至地下含水构造层以备夏季制冷；夏季通过热泵将从蓄能循环冷源井中提取上一个供暖季储存的冷量进行能量提升，对建筑供冷，同时通过蓄能循环热源井储存系统废热至地下含水构造层以备冬季供暖。

作为优化，所述蓄能循环冷源井与蓄能循环热源井的循环水量为1∶1。

作为优化，所述热泵、板式换热器和循环管道密封循环连接。

作为优化，所述地下含水构造层为中粗砂、中粗砂混卵砾石、砾石。

作为优化，所述地下含水构造层为孔隙微承压含水层、第I承压含水层。

作为优化，所述蓄能循环冷源井和蓄能循环热源井的井壁管为球墨铸铁管。

本实用新型特点：

1、通过使用地下含水构造层全年较恒定地下水温度，常年平均温度低于夏季气温高于冬季气温，可大幅度提高热泵机组的效率。

2、地下含水构造层主要由粗砂、砾石组成，其体积及质量巨大，热容性能强大且与外界绝热。通过地下蓄能循环以整个项目地块的地下含水构造层为蓄能体，将冬季的废冷排至地下储存可以改善来年夏季的热泵机组制冷的源侧水的工况；将夏季的废热排至地下储存可以改善冬季的热泵机组制热的源侧水工况。

3、蓄能冷热井1∶1循环，不仅能高效利用地下水资源解决了利用地下水工程中一取多回的问题，而且冷热井根据供冷一储冷和供热一储热的要求进行正反循环避免了冷热循环井被砂石堵塞的问题。

4、蓄能循环地面部分完全封闭循环，通过板式换热器将能量输送给热泵机组整个过程中地下水完全处于无氧无光的环境中，避免了地下水因光化学反应造成地下水水质变化而引起冷热井的堵塞和污染。

5、蓄能冷热源井通过地面系统的热平衡控制，达到取用能量与存储能量动态平衡。利于达到热平衡，不会造成地下热堆积。

6、在蓄能区设有多组地下温度传感器，监测地下含水构造层的温度并通过实际运行情况来分析地下温度场的变化情况。

7、蓄能循环井群的循环方式通过自适应测控系统，根据建筑物各种外界环境及人员密集程度而导致的冷热负荷量的变化来调整蓄能循环井群的工作模式，作到智能循环。

有益效果：本实用新型所利用浅层地温能属于地热能，而浅层地温能包括岩土体中储存能量和岩土体所含水中的能量。本实用新型蓄能循环技术以水为介质在提取地下含水构造层中的热量/冷量的同时在同一地块的同一含水构造层中储存冷量/热量，既不改变地下含水构造层的温度场，也不排放污染地下水，因地制宜、保护性地合理开发地热能。

对于拥有合适的地下含水构造层地块，都可通过地下含水构造层的蓄能循环利用浅层地温能为建筑空调供冷热及生活热水；冷热源井完全密封循环保护性的使用地下含水构造层，只利用含水构造层的能量而不排放不污染地下水；通过地下蓄能循环将冬季的废冷排至地下储存可以改善来年夏季的热泵机组制冷的源侧水的工况、将夏季的废热排至地下储存可以改善冬季的热泵机组制热的源侧水工况，能保证热泵系统长期稳定高效的运行。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式中实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式中实施例2的结构示意图。

具体实施方式