[实用新型]一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及空调行业地源热泵领域及生活热水供应领域，具体地说是一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器。 

背景技术

近几年来，节能已经成为潮流，环保已经成为不可阻挡的趋势。在建筑节能领域中，地源热泵作为一种节能、环保的中央空调系统，获得了飞速发展。一种“裸井”式地源热泵较常规U型埋管换热器换热效率较高、占地面积较少、初投资较小，施工工期较短，是一种高效的地源热泵技术，但是，该系统的适用条件苛刻，只适宜在开孔即强岩层（如花岗岩、石英砂岩等）的地区或者覆盖层不厚（30m以内）且覆盖层下为强岩层的地区。遗憾的是国内很多地区不具备这样的地质条件；因此，改进地源热泵室外换热器的结构形式及施工工艺，提高换热器的适用范围将具有很好的经济效益、社会效益和环境效益。 

发明内容

本实用新型的目的是改进原有的地源热泵室外“裸井”换热器，扩大裸井换热器的应用范围，代替常规的地源热泵U型埋管换热器。 

本实用新型一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器，包括：初始钻孔壁1，初始钻孔壁1内设置有钢套管2，在初始钻孔壁1与钢套管2之间为浆料层3，钢套管2的下方设置有具有导入作用的保护挡板5，钢套管2内侧靠近内孔壁设置有注浆管4，注浆管4在钢套管2底部设置一个三通，通过一个90°弯头形成在套管底部对称的两个注浆口6；钢套管2内部设置有潜水泵7及回水管9，潜水泵7与抽水管8相连。 

所述的初始钻孔壁1采用勘察钻机或者潜孔锤钻机成孔，孔径150mm，孔深80m～200m； 

所述的保护挡板5直径小于钢套管2的直径；下套管时起到导入的作用；

本实用新型一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器是这样实现的：

①采用勘察钻机或者潜孔锤钻机进行钻孔；

②成孔后，将钢套管2植入初始钻孔内，套管2内侧靠近内孔壁设置一DN32钢制注浆管；

③在钢套管2底部设置一个三通，分成两个注浆口6；保护挡板5主要是为了防止注浆口6在下管过程中被封堵，起保护注浆口的作用；

④在钢套管2底端设置保护挡板5；

⑤套管安装到位后，通过注浆管4向初始孔壁1和钢套管2之间注浆，注浆料为微膨胀水泥；

⑥待水泥浆凝固后，便形成了“裸井”，即可使用“裸井”换热技术。

本实用新型一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器的工作原理为：通过设置钢套管2并在套管和钻孔之间的间隙注浆，将原本不稳定的岩土地质条件进行固化，人为造成“裸井”（成孔及固化工艺原理详见附图1）。成孔后，向裸孔内注水，抽水管8深入到裸孔底部，潜水泵7通过抽水管8抽水至热泵机组换热，换热后的介质（水）通过回水管9回至裸井顶部，回水在底部抽水负压作用下自裸井顶部下流至底部，在自上而下的流动过程中，水流与固化后的裸井井壁换热，换热充分后，在底部又被抽水管抽至热泵机组换热，如此循环，形成高效稳定的地源热泵室外换热器，通过热泵机组能够持续而稳定的提供冷热服务。 

本实用新型一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器的优点是：比常规地源热泵埋管换热器效率高3倍以上，消除了常规换热器存在的冷热不平衡现象；适用与不同地质条件，提高了效率，降低了地源热泵系统的施工成本，缩短了工期。 

附图说明

图1为一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器结构示意图。 

图2为一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器的工作原理图。

具体实施方式

本实用新型一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器，包括：初始钻孔壁1，初始钻孔壁1内设置有钢套管2，在初始钻孔壁1与钢套管2之间为浆料层3，钢套管2的下方设置有具有导入作用的保护挡板5，钢套管2内侧靠近内孔壁设置有注浆管4，注浆管4在钢套管2底部设置一个三通，通过一个90°弯头形成在套管底部对称的两个注浆口6；钢套管内部设置有潜水泵7及回水管9，潜水泵7与抽水管8相连。 

所述的初始钻孔壁1采用勘察钻机或者潜孔锤钻机成孔，孔径150mm，孔深80m～200m； 

所述的保护挡板5直径小于钢套管2的直径；下套管时起到导入的作用。

一种改进的地源热泵高效“裸井”换热器设计尺寸为： 

    1、成孔：初始钻孔采用勘察钻机或潜孔锤钻机或者石油钻井成孔，孔径150mm，孔深80m～200m；

    2、钢套管2：套管孔径110mm，厚度采用6mm，采用镀锌钢管或者不锈钢材质；

    3、注浆管4：孔径DN32，厚度采用2.3mm；