[发明专利]一种单井可调节式地源热泵井下热交换系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种地源热泵系统，具体的说，涉及了一种单井可调节式地源热泵井下热交换系统。

背景技术

现存的水井式地源热泵地热采集系统，采用的方式大致分为两类，一类是将单井作业，将地下水抽出后，排入河流中。这种方式在大量抽取地下水的情况下，很容易导致地下水枯竭，地面塌陷，对于长期持续的地热采集不利，也严重的影响了地上的安全。另一类是双井作业，一个水井负责抽水，一个水井负责回水，开井工作量大，占地多，成本极高。单井作业负责抽水和回水，抽水和回水容易对流，导致换热效率降低甚至换热失败；若简单的将取水处进行封堵，在取水处枯竭、水温不佳、用水需求需要调整时，该水井就报废，需要重新打井或毁掉重建，不仅浪费，且成本极高。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、根据地下水温、水量或用水需求调整取水高度、单井作业、避免回水与抽水直接对流的一种单井可调节式地源热泵井下热交换系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种单井可调节式地源热泵井下热交换系统，包括用于抽取地下水的可移动式地热采集装置、用于控制所述可移动式地热采集装置升降的提升机构和地下水回水管路，所述可移动式地热采集装置的采水区域与所述地下水回水管路的回水区域通过隔热隔离区隔开。

基上所述，所述可移动式地热采集装置包括筒体和安装在所述筒体内部的多级提取水泵，所述筒体与地下水回水管路相邻的一端安装所述隔热隔离区，所述隔热隔离区与水井井壁间隙配合，所述筒体的侧壁上开设有渗水孔。

基上所述，所述地下水回水管路的出水口位于所述可移动式地热采集装置的上方，所述地下水回水管路的出水口的上方设置用于封堵井体的隔离层，所述隔热隔离区安装在所述可移动式地热采集装置的上端面，所述隔离层、所述隔热隔离区和水井侧壁共同构成增压空间。

基上所述，所述地下水回水管路的出水口位于所述可移动式地热采集装置的下方，所述隔热隔离区安装在所述可移动式地热采集装置的下端面，所述隔热隔离区、水井侧壁与水井底面共同构成增加空间。

基上所述，所述地下水回水管路具有两个出水口，两个所述出水口分别位于所述可移动式地热采集装置的上方和下方，所述可移动式地热采集装置的两端均安装所述隔热隔离区。

基上所述，所述多级提取水泵上安装流量传感器，所述流量传感器和所述多级提取水泵的控制开关均连接所述控制器，所述控制器根据所述流量传感器的采集数据控制所述多级提升水泵的启闭。

基上所述，所述可移动式地热采集装置上安装温度传感器，所述温度传感器和所述提升机构的动力控制端均连接所述控制器，所述控制器根据采集的温度数据控制所述可移动式地热采集装置的升降高度。

基上所述，所述水井井壁上也开设有渗水通道，所述井壁外部设有一层砂石层。

基上所述，它还包括设置在所述可移动式地热采集装置外部的水压传感器，所述水压传感器连接所述控制器，所述控制器根据采集的水压数据控制所述可移动式地热采集装置的升降高度。

基上所述，所述提升机构为卷扬机或电动升降机。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明具有以下优点：

1、采用单井作业，设计一可调节高度的可移动式地热采集装置，该装置通过提升机构控制升降，根据夏天或者冬天对于水温的不同需求可进行调整，或者在水源浑浊、枯竭时，通过向下移动，获取水源，在水量丰沛的季节，向上移动，节省提升水的动力，采水区域和回水区域通过隔热隔离层隔绝，避免采集水和回流水对流互通，促使回流水自两侧向土壤中扩散，汇入地下水中去。

2、可移动式地热采集装置采用筒状结构，隔热隔离区设置在筒体的近回水端，随可移动式地热采集装置移动。

3、当水量丰沛时，回水可从筒体上方回流，一是回水所需动力小，二是回水拔高水面，直到抵接隔离层，通过增压空间提升水压，能够将回水快速压入土壤中去。当水量匮乏时，回水可从筒体下方回流，此时回水所需动力较大，但是回水提供的动力进一步提升了下方的水压，将回水压入土壤中去。

回水管的出水口可以根据需求设置，也可以设置为两个，分别位于可移动式地热采集装置的上方和下方，根据具体的使用情况进行搭配组合使用。