一種土壤熱質(zhì)交換器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種土壤熱質(zhì)交換器，包括地下水出口管（1）、地下水進口管（2）、位于地下土壤內(nèi)的熱質(zhì)交換通道（4），其中所述熱質(zhì)交換通道（4）的數(shù)量至少為兩個；所述地下水出口管（1）的一端連接外部冷熱源設(shè)備的一端，外部冷熱源設(shè)備的另一端與地下水進口管（2）的一端連接；所述地下水出口管（1）和地下水進口管（2）的另一端分別伸入熱質(zhì)交換通道（4）內(nèi)；所述熱質(zhì)交換通道（4）之間通過通道連接管（6）連接形成循環(huán)回路。本實用新型對地下水進行循環(huán)冷卻或加熱，使地下水溫度經(jīng)過熱質(zhì)交換后與當(dāng)?shù)氐叵滤疁囟认嗟龋畲笙薅壤昧说叵滤疅豳Y源，提高采集效率，進一步地節(jié)約了能量，保護了地下水資源。
【專利說明】一種土壤熱質(zhì)交換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種土壤熱質(zhì)交換器，屬于地下水開采的的節(jié)能增效【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，利用地下水作為冷熱源正越來越得到人們重視，但利用效率較低，主要是開采與利用的矛盾，埋管法地下水僅提供能量，其冷/熱量通過載冷/熱劑的傳熱來實現(xiàn)，但傳熱溫差的存在導(dǎo)致其能量品質(zhì)降低，直接開采還存在回灌的的問題。因此，現(xiàn)有技術(shù)對地下水開采和利用存在一定局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種土壤熱質(zhì)交換器，通過地下水出口管、地下水進口管、及熱質(zhì)交換通道和通道連接管形成循環(huán)回路，對地下水進行了充分冷卻或加熱，循環(huán)利用地下水，使得采集效率得到了提高，并解決開采存在回灌的問題。
[0004]本實用新型具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
[0005]一種土壤熱質(zhì)交換器，包括地下水出口管、地下水進口管、位于地下土壤內(nèi)的熱質(zhì)交換通道，其中所述熱質(zhì)交換通道的數(shù)量至少為兩個；所述地下水出口管的一端連接外部冷熱源設(shè)備的一端，外部冷熱源設(shè)備的另一端與地下水進口管的一端連接；所述地下水出口管和地下水進口管的另一端分別伸入熱質(zhì)交換通道內(nèi)；所述熱質(zhì)交換通道之間通過通道連接管連接形成循環(huán)回路。
[0006]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述每個熱質(zhì)交換通道通過通道連接管至少連接一個熱質(zhì)交換通道。
[0007]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述地下水進口管的另一端延伸至熱質(zhì)交換通道底端。
[0008]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:還包括用于固定地下水出口管和地下水進口管的上管帽，所述上管帽分別套置于地下水出口管、地下水進口管與地面相交處。
[0009]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:還包括下管帽，所述下管帽位于熱質(zhì)交換通道底端，且分別將通道連接管的一端和地下水出口管的另一端套置在內(nèi)。
[0010]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述熱質(zhì)交換通道由地面向土壤內(nèi)部直接鉆孔形成，或為管道伸入地下土壤內(nèi)形成。
[0011]本實用新型采用上述技術(shù)方案，能產(chǎn)生如下技術(shù)效果:
[0012]本實用新型的土壤熱質(zhì)交換器，通過地下水出口管、地下水進口管、及熱質(zhì)交換通道和通道連接管形成循環(huán)回路，對地下水進行了充分冷卻或加熱，使地下水溫度經(jīng)過熱質(zhì)交換后與當(dāng)?shù)氐叵滤疁囟认嗟?，這樣最大限度的利用了地下水熱資源，循環(huán)利用地下水，使得采集效率得到了提高，并解決開采存在回灌的問題。通過交換器做到了“采能不采水”，實現(xiàn)地下水量“零開采”，進一步地節(jié)約了能量，保護了地下水資源?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的土壤熱質(zhì)交換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中標(biāo)號解釋:1-地下水出口管，2-地下水進口管，3-上管帽，4-熱質(zhì)交換通道5_下管帽，6-通道連接管。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的實施方式進行描述。
[0016]如圖1所示，本實用新型設(shè)計了一種土壤熱質(zhì)交換器，包括地下水出口管1、地下水進口管2、位于地下土壤內(nèi)的熱質(zhì)交換通道4，其中所述熱質(zhì)交換通道4的數(shù)量至少為兩個；所述地下水出口管I的一端連接外部冷熱源設(shè)備的一端，外部冷熱源設(shè)備的另一端與地下水進口管2的一端連接；所述地下水出口管I和地下水進口管2的另一端分別伸入熱質(zhì)交換通道4內(nèi)；所述熱質(zhì)交換通道4之間通過通道連接管6連接形成循環(huán)回路。
[0017]對于每個熱質(zhì)交換通道4，可以由地面向土壤內(nèi)部直接鉆孔形成，或為管道伸入地下土壤內(nèi)形成，為地下水流動提供相應(yīng)的通道，實現(xiàn)熱質(zhì)交換。
[0018]對于熱質(zhì)交換通道4的數(shù)量可根據(jù)具體地質(zhì)條件，進行熱質(zhì)交換通道4的多個布局，但至少為兩個，熱質(zhì)交換通道4之間通過通道連接管6連接形成串聯(lián)或并聯(lián)，即每個熱質(zhì)交換通道4通過通道連接管6至少對應(yīng)連接一個熱質(zhì)交換通道4。例如可以是地下水出口管I所在的通道連接管4數(shù)量為I個，地下水進口管2所在的熱質(zhì)交換通道4也為I個，則熱質(zhì)交換通道4之間通過通道連接管6串聯(lián)起來，形成串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。也可以是地下水出口管I所在的通道連接管4數(shù)量為I個，地下水進口管2所在的熱質(zhì)交換通道4為I個以上，使得每個下水進口管2所在的熱質(zhì)交換通道4分別通過通道連接管6與地下水出口管I所在的通道連接管4連通，形成并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。多個串聯(lián)結(jié)構(gòu)相連可以形成多級串聯(lián)，串聯(lián)與并聯(lián)相連形成混聯(lián)。
[0019]通道連接管6的一端連接地下水進口管2所在的熱質(zhì)交換通道4時，可以低于當(dāng)?shù)氐叵滤唬ǖ肋B接管6的另一端直接通入地下水出口管I的底部，使得熱質(zhì)可以再進行二次與地下水融合，達到降溫或者升溫。
[0020]地下水進口管2的另一端伸入熱質(zhì)交換通道4內(nèi)時，延伸至熱質(zhì)交換通道4的底端，使得換熱后的地下水進入熱質(zhì)交換通道4后能夠直接流入底部，進一步地與當(dāng)?shù)氐叵滤嗳凇?br> [0021]為了進一步固定地下水出口管I和地下水進口管2，還包括上管帽3，上管帽3分別套置于地下水出口管1、地下水進口管2與地面相交處。若熱質(zhì)交換通道4采用的是管道結(jié)構(gòu)，則管道伸出地面處套置上管帽3，而地下水出口管I和地下水進口管2分別位于對應(yīng)熱質(zhì)交換通道4內(nèi)，利用下水出口管I和地下水進口管2超出熱質(zhì)交換通道4的管道部分連接對應(yīng)的冷熱源設(shè)備。
[0022]為了進一步防止熱質(zhì)交換通道4底端的土壤或泥沙被帶進熱質(zhì)交換過程，在每個熱質(zhì)交換通道4底端設(shè)置下管帽5，下管帽5將位于熱質(zhì)交換通道4內(nèi)部的通道連接管6的一端套置在內(nèi)，或者將位于熱質(zhì)交換通道4內(nèi)部的地下水出口管I的另一端套置在內(nèi)，使得熱質(zhì)交換通道4在采集地下水時能夠有效的將底部的土壤或泥沙隔離。[0023]通過本實用新型的交換器可以對地下水進行了充分冷卻或加熱，使地下水溫度經(jīng)過熱質(zhì)交換后與當(dāng)?shù)氐叵滤疁囟认嗟?，這樣最大限度的利用了地下水熱資源，降低傳熱溫差，避免開采中存在回灌，循環(huán)利用地下水，提高開采效率。
[0024]下面結(jié)合一實施例說明本實用新型的交換器的熱質(zhì)交換過程，驗證本實用新型能夠?qū)Φ叵滤M行了充分冷卻或加熱，達到交換的功能。
[0025]本實施例采用兩個熱質(zhì)交換通道4，參照圖1所示的結(jié)構(gòu)組建交換器，兩個熱質(zhì)交換通道4之間通過通道連接管6連接，對于通道連接管6本實施例采用L型，將L型倒置，使得通道連接管6的橫桿所在一端連接地下水進口管2所在的熱質(zhì)交換通道4，而通道連接管6的豎桿直接伸入地下水出口管I所在的熱質(zhì)交換通道4。地下水出口管I連接外部冷熱源設(shè)備的進水口，外部冷熱源設(shè)備的出水口再連接地下水進口管2，將換熱后的地下水通過冷熱源設(shè)備的出水口再從地下水進口管2輸送進入。外部冷熱源設(shè)備可以為現(xiàn)有技術(shù)中公知的換熱器，采用換熱器本身具有的換熱功能進行加熱或換熱。
[0026]熱質(zhì)交換具體過程為:以地下水作冷源為例，在使用時，地下水由地下水出口管I進入外部冷熱源設(shè)備進水口后加熱，因吸收熱量而升溫，升溫后冷熱源設(shè)備的出水口將升溫后的地下水由地下水進口管2依次通入熱質(zhì)交換通道4，下管帽5，下管帽5處排出后升溫原有的地下水，在該熱質(zhì)交換通道4內(nèi)進行熱量與質(zhì)量交換，而進行初步降溫。同時部分已經(jīng)初步降溫的循環(huán)地下水流入到通道連接管6，再流入到地下水出口管I所在的熱質(zhì)交換通道4，通道連接管6將該已經(jīng)初步降溫的循環(huán)地下水輸送到熱質(zhì)交換通道4底部的下管帽5，使之與原地下水融合，再次降低循環(huán)地下水的溫度。熱質(zhì)交換通道4再通過地下水出口管I連接的外部冷源設(shè)備進水口抽取底部的地下水，進行升溫，重復(fù)這樣的熱質(zhì)交換過程，最后進入地下水出口管1，完成一個循環(huán)過程。交換過程可重復(fù)多次，只要熱質(zhì)交換足夠充分，循環(huán)地下水的溫度與當(dāng)?shù)氐叵滤疁囟认嗟取?br> [0027]而地下水作熱源時，原理與上述原理相同，地下水出口管I連接的是用于降低地下水溫度的冷熱源設(shè)備進水口進行降溫，冷熱源設(shè)備出水口輸出的地下水再通過交換器進行升溫加熱，重復(fù)這樣的熱質(zhì)交換過程實現(xiàn)對地下水的循環(huán)升溫。
[0028]因此，本實施例的優(yōu)點在于利用了熱質(zhì)交換通道4對地下水進行初次降溫或升溫，再利用另一個熱質(zhì)交換通道4對其進行二次充分降溫或升溫，可以使地下水溫度經(jīng)過熱質(zhì)交換后與當(dāng)?shù)氐叵滤疁囟认嗟?，驗證了本實用新型可以能夠?qū)Φ叵滤h(huán)地進行了充分冷卻或加熱，降低傳熱溫差，達到交換的功能。
[0029]綜上，本實用新型最大限度的利用了地下水熱資源，循環(huán)利用地下水，使得采集效率得到了提高，并解決開采存在回灌的問題。通過交換器做到了“采能不采水”，實現(xiàn)地下水量“零開采”，進一步地節(jié)約了能量，保護了地下水資源。
[0030]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種土壤熱質(zhì)交換器，其特征在于:包括地下水出口管(I)、地下水進口管(2)、位于地下土壤內(nèi)的熱質(zhì)交換通道(4)，其中所述熱質(zhì)交換通道(4)的數(shù)量至少為兩個；所述地下水出口管(I)的一端連接外部冷熱源設(shè)備的一端，外部冷熱源設(shè)備的另一端與地下水進口管(2)的一端連接；所述地下水出口管(I)和地下水進口管(2)的另一端分別伸入熱質(zhì)交換通道(4)內(nèi)；所述熱質(zhì)交換通道(4)之間通過通道連接管(6)連接形成循環(huán)回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述土壤熱質(zhì)交換器，其特征在于:所述每個熱質(zhì)交換通道(4)通過通道連接管(6)至少連接一個熱質(zhì)交換通道(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述土壤熱質(zhì)交換器，其特征在于:所述地下水進口管(2)的另一端延伸至熱質(zhì)交換通道(4)底端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述土壤熱質(zhì)交換器，其特征在于:還包括用于固定地下水出口管(I)和地下水進口管(2)的上管帽(3)，所述上管帽(3)分別套置于地下水出口管(I)、地下水進口管(2)與地面相交處。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述土壤熱質(zhì)交換器，其特征在于:還包括下管帽(5)，所述下管帽(5 )位于熱質(zhì)交換通道(4 )底端，且分別將通道連接管(6 )的一端和地下水出口管(I)的另一端套置在內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述土壤熱質(zhì)交換器，其特征在于:所述熱質(zhì)交換通道(4)由地面向土壤內(nèi)部直接鉆孔形成，或為管道伸入地下土壤內(nèi)形成。
【文檔編號】F24J3/08GK203605509SQ201320716806
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】夏文慶, 夏思璇, 夏曉斌 申請人:南京谷德埃滌環(huán)境科技有限公司