[实用新型]一种地下换热系统

说明书

技术领域

本实用新型属于地源热泵中央空调领域，具体是一种地下换热系统。

背景技术

近年来，能源与环境已成为各国共同关注的话题，节能减排也越来越成为国家发展中的一项重要任务。近年来随着我国经济发展，对居住及办公等的环境舒适性的要求提高，但是传统的如燃煤锅炉房燃料是煤炭，燃烧时会产生大量SO₂、NO_X等有害气体及CO₂等温室效应气体；空调使用的制冷剂会对大气臭氧层造成破坏。

地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，具有高效节能、运行费用低，环境效益显著，运行安全稳定，舒适度高等优势。20世纪90年代后，我国开始对地源热泵研究，在国际上起步较晚，应用还不广泛，但发展迅速，潜力巨大。目前，地上施工及室内换热系统（地源热泵机组、水路系统、电器自控系统、风路系统等）技术相对比较成熟，而制约了地源热泵技术普及发展的问题主要集中在降低系统初期投资，减轻地下埋管施工，保证系统可靠运行上。

地源热泵通过埋在地下的热交换器中的循环液（水或以水为主要成分的防冻液）在封闭管路中流动，实现系统与大地间的能量转化，再通过地上的换热系统实现地源热泵空调系统的作用。地下换热器设置施工最常用的方法是垂直埋管。但是埋管深度一般在60—100米，两个钻孔距离在4-6米之间。在减少埋管深度，加大埋管距离的前提下发挥地下换能器的作用，将有效的节约成本，推动地源热泵的推广应用。

发明内容

本实用新型的发明目的在于克服现有技术的不足而提供一种造价低，可以充分利用地热能的地下换热系统。

本实用新型解决其技术问题采取的技术方案是：包括埋于管井中的地下换热器管路，地下换热器管路与地源热泵相连；其特征在于：管井中还设有用于向地下换热器管路周围土壤注水以增加土壤含水率的加压注水管路；加压注水管路上设有多个喷水口；加压注水管路与加压水泵相连；加压水泵与注水控制器相连。

所述注水控制器与设置于管井中用于检测土壤温湿度的温湿度传感器相连。

所述管井中设有一个以上用于防止所注水向管井底部渗漏的不透水层。

所述管井底部设有防止水分向下流失的不透水层。

所述喷水口外设有用于防止喷水口堵塞的透气网状海绵。

由于土壤的含水率影响了导热性能，土壤的含水率与导热系数成正比，因而通过改变土壤含水率，增加土壤比热容和传导系数，可增加地下换热管路的换能效果，从而提高地源热泵系统的工作效率，进而可以减小埋管深度，达到降低施工难度、节省投资的目的。

本实用新型通过对土壤含水率进行检测，在达到设定值时向换能管路周围加压注水，通过增加土壤含水率，以达到土壤传热系数增加的目的。同时回填时增加不透水层，使所注水分主要沿测向渗入换热管四周的土壤，防止所注水分只向下方入渗，从而达到强化换能的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、加压水泵，2、注水控制器，3、温湿度传感器，4、地下换热器管路，5、喷水口，6、不透水层，7、加压注水管路，8、回填材料。

具体实施方式

图1中，在地下换热器管路4附近设有若干喷水口5的加压注水管路7。当布置于管井中的温湿度传感器3检测到达到土壤温湿度设定值时，根据需要自动或手动打开注水控制器2从而启动加压水泵1，向随换热器管路布置于管井中央的加压注水管路7周围慢速均匀注水。可以改变土壤湿度，增强换能器的换能效果。在冬夏两季准备应用地源热泵空调时，可以提前打开注水管路的加压控制开关，可以在开始应用时尽快达到热能值。

根据土壤的渗透性可知，开始注水后，所注入的水会先向下渗透，最终蓄积于管井底部，达不到增加换能效果的目的，由此，需在回填埋井的同时增加若干不透水层6，特别是井底，加厚不透水层铺设。8为回填材料。两层不透水层的高度应根据施工地点的土质决定。不透水层的施工材料可根据实际情况选用水泥基渗透结晶防水材料或不透水膨胀硅酸盐水泥等方便施工的材料。

加压注水管路的加设没有必要在每个竖直埋井进行，可以根据具体施工的地质条件，间隔一定的距离加设管路。

为了防止喷水口5堵塞，可在喷水口5加装透气网状海绵，可有效阻止土壤等堵塞管口，该海绵透水性好，对水流阻力不大。通过此项应用，可保证注水效果的前提下防异物堵塞加压注水管路喷水口。