[实用新型]封闭式内井循环换热管

说明书

技术领域

本实用新型属于地源热泵领域，具体涉及一种封闭式内井循环换热管。

背景技术

地热能源作为储量巨大、稳定可控、清洁环保的能源，现阶段在我国部分地区已得到了一定规模的应用。地热能源的开发主要是通过地源热泵空调系统进行采暖与制冷，地源热泵空调系统原理就是通过同轴套管将冷/热媒输送至中深层地层内进行热交换，将热交换后的冷/热媒抽取至地层上的地源热泵机组，地源热泵机与室内的空调末端系统进行热交换，从而实现对建筑物的制冷或制热。地源热泵技术是一种高效的空调系统形式，在建筑供冷暖领域得到较大的应用。其中地源热泵可以分为水地源热泵，和土壤源地源热泵。水地源热泵需要开凿复数个地下水井，通过其中部分水井抽取地下水，通过另一部分水井进行回灌，其成本低，能源效率高，然而其地下水回灌不充分，甚至有些项目不进行回灌，将抽走的地下水直接排放。这种方式容易造成地面沉降，大部分地区已经不予采用。而土壤源热泵，是通过将垂直的埋管，埋入地下，通过埋管与土壤进行换热，整个系统不影响地层结构，也不抽取地下水，但是其换热效率低，保温效果差，单井所能提供的换热量有限，为满足建筑冷热负荷需求，其需要打井数量大，投资成本高。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案，例如，中国专利文献公开了一种用于地源热泵换热器的保温管[申请号：201420866518.9]：包括用于抽取冷/热媒的内管，所述内管外套设有外管，所述外管与内管之间间隙设置，该间隙填充有保温材料。

上述方案虽然在一定程度上缓解了换热管体保温效果差的问题，但是该方案依然存在着：换热效率低，单井所能提供的换热量有限等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种换热效率高的封闭式内井循环换热管。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本封闭式内井循环换热管，包括由若干自上向下设置且呈筒状的换热井依次直接相连或间接相连而成换热管体，每一个换热井均包括呈筒状的透水滤层，所述透水滤层的周向外壁均设置有透水保护层，所述换热管体的周向内侧设有向下延伸且具有开式U型管高位管和开式U型管低位管的开式U型管体，所述开式U型管低位管延伸至换热管体的下端且位于开式U型管高位管下方，所述开式U型管高位管和开式U型管低位管的上端均穿过设置在换热管体上方的不透水混凝土回灌模块且分别延伸至不透水混凝土回灌模块的上方并与第一外部换热管相连接，所述开式U型管高位管下端设有高位透水结构，所述开式U型管低位管的下端设有低位透水结构，且所述高位透水结构位于低位透水结构的上方。

即本实用新型通过水流流动增强了地埋井系统的换热能力，同时利用管道土壤的透水性，进一步提高地下冷热量的扩散，进一步提高单井的换热量，减少了打井数量，地埋井内含有一组开式循环U型管，开式U型管高位管和开式U型管低位管可以采用PE或者不锈钢材质，其管道直径与井设计尺寸相对应，一般可以取DN25到DN100之间，优选为长度100-200米，其中，不透水混凝土回灌模块为管道的封闭模块，为了避免管道中的水溢出地面，不透水混凝土回灌模块的高度3-10米，透水滤层为井内部换热井的内井壁，采用透水混凝土浇筑而成，主要起到透水过滤的左右，避免大颗粒沙石进入井内，厚度在5-20mm之间，透水保护层为井内部换热井的外井壁，采用透水混凝土浇筑而成，主要起到保护左右。管的大小可以按实际需求不同而进行不同的设计，一般情况下可以考虑135mm到500mm之间，厚度在10-50mm之间。

在上述的封闭式内井循环换热管中，所述开式U型管体的一旁设置有具有闭式U型管回水管和闭式U型管出水管的闭式U型管体，且所述闭式U型管体延伸至换热管体的下端，所述闭式U型管回水管和闭式U型管出水管的上端均穿过不透水混凝土回灌模块且分别延伸至不透水混凝土回灌模块的上方与第二外部换热管相连接。即可以在地埋井内增加一组闭式循环U型管，闭式U型管回水管和闭式U型管出水管可以采用PE或者不锈钢材质，其管道直径与井设计尺寸相对应，一般可以取DN25到DN50之间，长度0-200米。

在上述的封闭式内井循环换热管中，所述不透水混凝土回灌模块与换热管体之间设有供闭式U型管体和开式U型管体均贯穿的隔水板，且所述隔水板一侧与不透水混凝土回灌模块相连，另一侧与换热管体相连且能将换热管体上端封闭。隔水板为换热井内部的井盖，起到隔断井内循环水溢出的作用。