水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的筒式密封結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的筒式密封結構，支撐透水管與出水管的出水管套管之間分別設置多個凹陷柱段和密封圈；對接后形成多個隔離層及回水空間，各回水管的出水口分別位于各回水空間中。本發(fā)明利用出水管套管上的密封圈與支撐透水管上的凹陷柱段組成多組隔離層及獨立封閉的回水空間，從而可使回水管分別壓入不同的回水空間中，達到多條回水路徑目的。從而使同一口井內實現(xiàn)等量的出水、回水，并利用土壤進行充分的熱交換后。回水與出水管管壁接觸過程中，不與已達到初始出水溫度的出水產生新的熱交換，從而可以大幅提高水源熱泵機組效率。
【專利說明】水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的筒式密封結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉到水源熱泵中央空調【技術領域】的水源井回灌問題，尤其是一種水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的筒式密封結構。
【背景技術】
[0002]水源熱泵中央空調，是以溫度長年恒定的地下水為介質，通過熱泵機組，提高或降低水溫來達到制冷、制熱目的，為建筑物提供冷、熱源的中央空調。由于其能效比高，比傳統(tǒng)的其它形式中央空調節(jié)能40~60%，節(jié)能降耗效果顯著而逐步受到政府、機關、企業(yè)單位的青睞，同時達到了大多數(shù)的用戶的認可。目前，已實施安裝水源熱泵中央空調的回水方式均采用“多井回灌”方式。即從一口水源井抽水，通過熱泵主機的換熱器將水中的冷量或熱量取走后將水排出，向二口或二口以上的水源井回灌。此方式優(yōu)點是能效比高，但存在排出的水無法及時全部回灌至地下的問題。首先，由于回水是在井口敞開式無壓力自然流淌，不僅回流速度慢，而且容易造成回水污染。而無法及時回到地下的水，會從井口溢出或由管道直接排放至地面。長期的排放，不僅導致水資源的浪費，還可能導致地下水位下降甚至枯竭，進而影響到周邊建筑物的安全；其次，需要打的井數(shù)較多，需占用的土地面積大，在占地面積較小的建筑群(物)中無法使用。“多井回灌”方式的上述缺點，使得水源熱泵中央空調的節(jié)能優(yōu)勢被抵消，是在水源熱泵中央空調推廣，實施節(jié)能降耗、改善環(huán)境的過程中的一個瓶頸問題，也是國家水利部門嚴格禁止的行為。
[0003]由于其弊端已經大面積顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)在取用的地下水不能做到100%全部回灌至地下，轉而向地面排放，造成熱源井淤塞、水位下降。此方式在“取用”地下水溫度的同時，還“使用” 了地下水，造成了寶貴的水資源極大的浪費，同時使水源熱泵中央空調因無水可用而導致整個系統(tǒng)癱瘓。因此?！岸嗑毓唷狈绞降娜秉c成為水源熱泵中央空調推廣和發(fā)展的瓶頸。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了完全克服“多井回灌”的缺陷，提供一種同井出、回水裝置的平板式密封結構，解決熱源井淤塞、水位下降的問題，使回水能100%全部回灌至地下，同時能使出水溫度始終保持在合適的溫度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的筒式密封結構，包括一根套裝在水源井內側的支撐透水管，支撐透水管包括n+1個透水段和η個支撐段，透水段和支撐段交替分布；在η個支撐段內側壁分別固定有η個凹陷柱段，n≥ I且為整數(shù)；在該支撐透水管內同時設置有出水管和回水管；出水管外側設置隔熱結構并固定有η組密封圈；所述η組密封圈與η個凹陷柱段分別匹配壓合并密封在一起形成η個隔離層；所述出水管的進水口深入η個隔離層的下側，各回水管的出水口分別位于η個隔離層上側的回水空間中。出水管外側設置隔熱結構是在出水管外側設置隔熱層，并在出水管外側固定有η組密封圈；或者，將出水管設置為復合出水管，即在出水管外側套裝有間隙配合的出水管套管，在出水管套管的外側固定有η組密封圈。所述出水管與出水管套管之間為空氣隔熱層，或者在出水管與出水管套管之間的夾層內灌注隔熱材料形成隔熱層。所述回水管的數(shù)量為η個，每個回水管的出水口分別位于η個隔離層上側的回水空間中；或者，回水管的數(shù)量不大于η個，同一回水管在相鄰回水空間設置有出水口。在任意一對密封圈和凹陷柱段之間的對接面上分別設置有柔性密封層。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
1.本發(fā)明利用出水管套管上的密封圈與支撐透水管上的凹陷柱段組成多組隔離層及獨立封閉的回水空間，從而可使回水管分別壓入不同的回水空間中，達到多條回水路徑目的。使同一口井內實現(xiàn)等量的出水、回水，并利用土壤進行充分的熱交換后。由于地下水在全過程中封閉、循環(huán)使用，對地下水不會造成任何污染，真正做到了只“取用”地下水的溫度而不“使用”地下水資源，使得環(huán)保、節(jié)能循環(huán)經濟得以實現(xiàn)。
[0007]2.密封圈與凹陷柱段組成的密封結構，允許出水管套管有一定軸向移動范圍內仍然具有良好的密封性，即使密封圈間距和凹陷柱段間距有較大的間距誤差，橡膠圈可以凹陷柱段做徑向移動，確保所有隔離層都處于完全隔離狀態(tài)，安裝調整非常方便，使用效果好，非常利于推廣實施。
[0008]3.回水與出水管管壁接觸過程中，不與已達到初始出水溫度的出水產生新的熱交換，從而可以大幅提高水源熱泵機組效率。
[0009]4.本發(fā)明可以將抽出的水被全部回灌至地下，真正地做到了只“利用”地下水的熱量和冷量而不浪費寶貴的地下水資源。相對于“地埋管”、“多井回灌”等方式，大大減少了占地面積，保證了地下水位正常，且不會影響建筑物的基礎，使得面積狹小的場地也能采用節(jié)能的水源熱泵中央空調。
[0010]5.本發(fā)明結構設計合理，確保單井即可完成全部回水任務。借助于環(huán)形滲水層及土壤層，降低回水流動速度，以便溫度高的回水與地層充分進行熱交換后在將回水匯總于地下水，最終達到同井水資源循環(huán)的目的。從而避免水資源的浪費，避免地下水位因移動而下降甚至枯竭，確保地下構造穩(wěn)定及周邊建筑物的安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的剖面結構示意圖；
圖2是圖1中的立體結構示意圖；
圖3是本發(fā)明的使用狀態(tài)圖。
[0012]圖中標號I為潛水泵，2為出水管，3為回水管，31為回水支管一，32為回水支管二，4為出水管套管,5為支撐透水管,6為凹陷柱段,7為密封圈,8為透水段,9為環(huán)形滲水層，10為回水支管安裝孔,11為回水管出口，12為井蓋，13為土壤層。A為地下水空間，BI為回水空間一，Β2為回水空間二。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]實施例1:一種同井出、回水裝置的平板式密封結構，參見圖1和圖2，在支撐透水管5內同時設置有出水管2和回水管(或回水支管)。出水管2的外側還套裝有出水管套管4，出水管3與出水管套管4間隙配合。出水管3用于與潛水泵連接，回水管用于與高壓回水裝置連接。
[0015]為了達到較好的回水效果，可以設置多個密封的回水空間，通過多個通道進行回水和熱交換。
[0016]支撐透水管5由交替分布的透水段8和支撐段組成；在一個或多個支撐段內側壁分別固定有凹陷柱段6。在出水管套管4的外側自身而下分布固定有一個或多組密封圈7。對應的密封圈7與凹陷柱段6分別匹配壓合并密封在一起形成一個或多個隔離層；每個隔離層上側空間即為回水空間中?？梢栽谌我庖粚γ芊馊?和凹陷柱段6之間的對接面上分別設置有柔性密封層。
[0017]本實施例應用于水源熱泵中央空調同井出、回水裝置中，參見圖3，在同一水源井的井口密封安裝井蓋12，可以在井蓋12周圍設置密封層，以便井內能夠承受高壓回水壓力。在井蓋12上同時貫穿設置有一根出水管2和兩根回水支管31和32。出水管2深入井底的地下水空間A中與地下水連通，出水管2下端的進水口與潛水泵I連接，形成高壓出水通路?；厮?同時與兩根回水支管31和32連通，并向回水管內施加壓力，形成高壓回水通路。所述出水管2、回水支管31和回水支管32，以及出水管套管4分別由多段密封對接組成。
[0018]在水源井內匹配套裝有支撐透水管5，該支撐透水管5包括透水段8和支撐段，透水段8和支撐段交替分布。在支撐透水管5與水源井壁的土壤層之間設置有環(huán)形滲水層9，該環(huán)形滲水層9與水源井壁的土壤層11接觸。環(huán)形滲水層9的結構方式多樣，例如可以參見圖3的整體式環(huán)形滲水材料。環(huán)形滲水層9也可以設置內、外支撐網(wǎng)并在內、外支撐網(wǎng)夾層中填充滲水材料。環(huán)形滲水層9也可以是填充于支撐透水管5與土壤層之間的礫石料
所述出水管2的外側套裝有出水管套管4，出水管2與出水管套管4間隙配合，形成空氣隔熱的夾層，防止高溫回水與低溫抽水管2發(fā)生熱交換。
[0019]回流支管一 31伸入回水空間一 BI中，回流支管二 32伸入回水空間二 B2中。各回水空間內的回水在壓力和自重作用下分別通過側壁的透水段8進入環(huán)形滲水層9或土壤層11中，充分熱交換后與同井地下水匯合。
[0020]實施例2:附圖未畫，內容與實施例1基本相同，不同的是:回水管的數(shù)量為一個，該回水管在各回水空間都設置有出水口。
[0021]實施例3:附圖未畫，內容與實施例1基本相同，不同的是:在出水管外側直接固定密封圈，并對出水管進行隔熱處理，例如在出水管外側包裹一層隔熱棉等方式進行隔熱。
【權利要求】
1.一種水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的筒式密封結構，其特征是:包括一根套裝在水源井內側的支撐透水管，支撐透水管包括n+1個透水段和η個支撐段，透水段和支撐段交替分布；在η個支撐段內側壁分別固定有η個凹陷柱段，n ^ I且為整數(shù)；在該支撐透水管內同時設置有出水管和回水管；出水管外側設置隔熱結構并固定有η組密封圈；所述η組密封圈與η個凹陷柱段分別匹配壓合并密封在一起形成η個隔離層；所述出水管的進水口深入η個隔離層的下側，各回水管的出水口分別位于η個隔離層上側的回水空間中。
2.根據(jù)權利要求1所述的水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的筒式密封結構，其特征是:出水管外側設置隔熱結構是在出水管外側設置隔熱層，并在出水管外側固定有η組密封圈；或者，將出水管設置為復合出水管，即在出水管外側套裝有間隙配合的出水管套管，在出水管套管的外側固定有η組密封圈。
3.根據(jù)權利要求1所述的水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的筒式密封結構，其特征是:所述出水管與出水管套管之間為空氣隔熱層，或者在出水管與出水管套管之間的夾層內灌注隔熱材料形成隔熱層。
4.根據(jù)權利要求1所述的水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的筒式密封結構，其特征是:所述回水管的數(shù)量為η個，每個回水管的出水口分別位于η個隔離層上側的回水空間中；或者，回水管的數(shù)量不大于η個，同一回水管在相鄰回水空間設置有出水口。
5.根據(jù)權利要求1所述的水源熱泵中央空調同井出、回水裝置的筒式密封結構，其特征是:在任意一對密封圈 和凹陷柱段之間的對接面上分別設置有柔性密封層。
【文檔編號】F24F3/00GK103982955SQ201410113079
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權日:2014年3月25日
【發(fā)明者】牛青鋒, 索鳳, 李玉軍, 劉進, 王躍慶, 管其燭, 王紅宇 申請人:河南潤恒節(jié)能技術開發(fā)有限公司