[实用新型]管桩式地底换热腔室地热能取暖系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及地热能利用领域，特别是一种管桩式地底换热腔室地热能取暖系统。

背景技术

在地热能利用领域现有技术中进入实用的方案是循环采取地下40~50℃热水进行供暖，但是该方案对地形的要求较高，仅适用于温泉资源较为丰富的地域。在地底一定范围内，大致处在13~25℃恒温条件下，再每下降100米，温度大致增加3~6℃，利用地底的热能进行构建物的温度调节，是一项清洁和环保的能源利用方式。

作者张庆2014发表的《增强型地热系统人工压裂机理研究及应用》，记载了利用压裂方法在特殊的干热岩地形条件下，地面深度大于2000米的热能采集利用的方案。但是该方法主要用于地面深度大于2000米的位置，施工成本极高，失败几率较大，世界各国也仍是处于试验阶段。部分地域的地质条件较为复杂，各种地形条件并存，该方案的应用存在较大的技术困难。

中国专利文献CN 101939598 A，提出了一种地热能利用装置，采用双套管水循环方案，将地底的热能与构建物进行交换，存在的问题是，这种结构的地下部分换热效率较低，而且水循环的能耗较高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种管桩式地底换热腔室地热能取暖系统，能够以较低的成本充分利用地底的地热资源，能够使地热资源进入实用，在优选的方案中，能够在确保取暖效果的基础上，大幅降低取暖成本。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种管桩式地底换热腔室地热能取暖系统，至少一根输入管桩与位于地面下的换热腔室连通，换热腔室与至少一根输出管桩连通，输出管桩与地面上的换热管网连接，换热管网的顶部设有排风管。

优选的方案中，在输入管桩设有鼓风机和/或在排风管设有抽风机。

优选的方案中，在输出管桩与换热管网之间设有空气源热泵，空气源热泵的空气换热器位于输出管桩与换热管网之间的管道内；

或者在排风管设有空气源热泵，空气源热泵的空气换热器位于排风管内。

优选的方案中，所述的换热管网安装在构建物内，换热管网内设有至少一根竖直的换热管。

优选的方案中，在换热管网内还设有至少一根横向的换热管。

优选的方案中，所述的空气源热泵中，压缩机的高压端通过管路与水换热器连接，水换热器通过管路与膨胀阀连接，膨胀阀通过管路与空气换热器连接，空气换热器通过管路与气液分离器连接，气液分离器通过管路与压缩机的低压端连接。

优选的方案中，所述的换热腔室上方设有顶盖层，下方设有底垫层，顶盖层和底垫层材质为水泥砂浆凝固后形成。

优选的方案中，所述的水泥砂浆为导热缓凝水泥砂浆。

优选的方案中，输入管桩位于换热腔室一端的边缘，输出管桩位于换热腔室另一端的边缘，在输入管桩与输出管桩之间设有封闭管桩。

本实用新型提供的一种管桩式地底换热腔室地热能取暖系统，通过将空气引入位于地底的换热腔室，再通过换热管网进行换热，能够以较低的成本实现地热的利用。经过换热后的空气从排风管直接排入大气，减少了水循环的能耗。并且对换热腔室的水密性也要求不高，大幅降低施工难度。优选的方案中，由于从换热腔室经过换热的空气温度高于大气的温度，因此这些热风也是空气源热泵的较佳换热介质，与空气源热泵配合后，能够提供较高温度的热水用于取暖，也能够较大程度的降低空气源热泵的能耗。采用封闭管桩的结构，能够扩大换热腔室的容积，并增大空气换热行程。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的热能利用结构示意图。

图2为本实用新型中换热腔室的结构示意图。

图3为本实用新型中另一种结构的的热能利用示意图。

图4为本实用新型中多个热能腔室连通工作时的水平截面示意图。

图5为本实用新型中空气源热泵的原理结构简图。

图中：管桩1，输入管桩101，输出管桩102，封闭管桩103，顶盖层2，底垫层3，换热腔室4，地面5，换热管网6，空气源热泵7，压缩机71，膨胀阀72，气液分离器73，空气换热器74，水换热器75，构建物8，集风管9，抽风机10，排风管11，鼓风机12。

具体实施方式