專利名稱：水平回轉式單井抽灌換熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種換熱裝置，尤其是一種利用地熱進行熱交換的水平回轉式單井抽灌換熱裝置。
背景技術：
本申請人對于利用地熱作為冷熱源，以易相變物質作為熱交換載體的供熱和/或供冷裝置，已提出了多項專利申請，例如00106206.9號“液—液冷熱源裝置”，00123494.3號“井式液體冷熱源系統(tǒng)”，00123495.1號“地熱式液體冷熱源系統(tǒng)”。尤其是豎式地熱蓄能空調系統(tǒng)，申請?zhí)枮?1116085.3，它包括地熱蓄熱器，換熱器，能量提升器，出液泵，回液泵，空調器，能量提升器包括由壓縮機、冷凝器、貯液器、干燥過濾器、節(jié)流器、蒸發(fā)器和氣液分離器連接組成的制熱回路、熱交換回路，與冷凝器相耦合的熱交換回路中的出液管與空調器相連，空調器的回液管和與冷凝器相耦合的熱交換回路的進液管相連，與蒸發(fā)器相耦合的熱交換回路的出液管與換熱器輸出側的回液管相連，換熱器輸出側的出液管和與蒸發(fā)器相耦合的熱交換回路的進液管相連接，該裝置用于居室采暖或制冷。這種豎式地熱蓄能空調系統(tǒng)在某些地區(qū)，得到很好的應用，節(jié)省了能源。但是，該系統(tǒng)需要打井，由于不同地區(qū)，地質結構的不同，在某些地區(qū)采用上述結構水無法循環(huán)，進而不能供熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術由于地質結構不同，水無法循環(huán)的問題，提供一種水平回轉式單井抽灌換熱裝置。特別適用于地質結構復雜，水不能沿縱向循環(huán)的地方。
本發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置，包括井和安放在井中的井管，潛水泵，其中在所述井管的側壁上具有數(shù)個通孔，在所述井管中設有沿縱向將其分隔成至少二個腔的隔斷裝置，在其中并列的兩個腔中分別設有第一潛水泵和第二潛水泵，所述第一潛水泵和第二潛水泵分別通過第一泵管和第二泵管與換熱器連接，在所述第一和第二泵管位于井口以上部分分別設有第一和第二套管，所述第一和第二套管的底部位于井下液面處，所述換熱器的出水口通過管路和第一、第二閥門分別與所述第一和第二套管連通。
本發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其中所述隔斷裝置為隔板或工字鋼。
本發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其中在換熱器出水口的管路上連接一穩(wěn)壓器。
本發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其中第一泵管和第二泵管分別設有止回閥。
本發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其中位于液面外的所述井管外壁與井壁之間設有密封裝置。
本發(fā)明種水平回轉式單井抽灌換熱裝置，包括井，潛水泵，在所述井中設有沿縱向將其分隔成至少二個腔的隔斷裝置，在其中并列的兩個腔中分別設有直徑相等的側壁上具有數(shù)個通孔的井管，在所述井管中分別設有第一潛水泵和第二潛水泵，所述第一潛水泵和第二潛水泵分別通過第一泵管和第二泵管與換熱器連接，在所述第一和第二泵管位于井口以上部分分別設有第一和第二套管，所述第一和第二套管的底部位于井下液面處，所述換熱器的出水口通過管路和第一、第二閥門分別與所述第一和第二套管連通。
本發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置的優(yōu)點和積極效果在于，工字鋼把井分成兩部分，一部分為高壓腔，一部分為低壓腔，該壓力迫使地下水在同一地層作回轉循環(huán)運動，達到在水不能沿縱向循環(huán)的地質層仍可利用地熱能源，供暖，制冷。本發(fā)明結構簡單，節(jié)能，無污染，效率高。
本發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置的其他細節(jié)和特點可通過閱讀下文結合附圖詳加描述的實施例即可清楚明了。


圖1是發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置第一實施例的剖視圖；圖2是本發(fā)明第一實施例井下部分的俯視圖；圖3是本發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置第二實施例的剖視圖；圖4是本發(fā)明第二實施例井下部分的俯視圖。
具體實施例方式
圖1，2是本發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置第一實施例的剖視圖，如圖1，2所示，在井13中下入側壁上加工有數(shù)個通孔的井管3，潛水泵，在井管3中設有工字鋼4，將井管3分成不同的腔，在其中并列的兩個腔中分別設有第一潛水泵5和第二潛水泵6，第一潛水泵5和第二潛水泵6分別通過第一泵管7和第二泵管8與置于井口的換熱器11連接，第一泵管7和第二泵管8位于井口以上部分設有第一套管9和第二套管10，所述第一套管9和第二套管10的底部位于井下液面處，用于回水，所述泵管7，8中的水進入換熱器11中，在換熱器11中和與其相耦合的熱交換回路中的介質進行熱交換，將能量提取，通過后續(xù)能量提升器和熱交換回路進行供暖和制冷，后續(xù)能量提升器和熱交換回路已公開在本申請人的00123494.3號“井式液體冷熱源系統(tǒng)”，00123495.1號“地熱式液體冷熱源系統(tǒng)”。尤其是01116085.3“豎式地熱蓄能空調系統(tǒng)”的專利中，它們在這里全部引入作為參考。換熱器11的出水口與穩(wěn)壓器12連通，用于通過穩(wěn)壓器12穩(wěn)定水的壓力，本實施例中使用氣壓穩(wěn)壓器12。氣壓穩(wěn)壓器與外置壓力氣瓶(圖中未示出)相接。穩(wěn)壓器12的出水口一路通過第一閥門1與第一套管9連通，另一路通過第二閥門2與第二套管10連通。在第一泵管7和第二泵管8分別設有止回閥14，防止液體倒流。在井管3位于水位液面處的外壁和井壁之間裝有密封件15。
圖2中所述的箭頭表示地下水的流向。
由于在加工大尺寸井管時，成本較高，工藝復雜。本發(fā)明也可采用兩個小尺寸井管，如第二實施例。
圖3，4是本發(fā)明水平回轉式單井抽灌換熱裝置第二實施例的剖視圖和井下部分的俯視圖，如圖3，4所示，在井中設置工字鋼4，將井分成不同的腔，在其中并列的兩個腔中分別設有直徑相等的側壁上加工有數(shù)個通孔的第一井管3’和第二井管3”，在第一井管3’和第二井管3”中分別設有第一潛水泵5和第二潛水泵6，第一潛水泵5和第二潛水泵6及其他各部分與第一實施例相同。
在本發(fā)明兩個實施例中，用于隔斷井或井管的工字鋼4，在某些地質結構允許的條件下，也可以采用隔板代替工字鋼，此時水在地層內(nèi)回轉流動的路線會變短。
參照圖1本發(fā)明的工作原理和過程是工字鋼把井13分成兩部分，一部分為高壓腔，一部分為低壓腔，當?shù)谝粷撍?工作抽水時，相應的第二閥門2開啟，此時第一潛水泵5所在的部分將為低壓腔，低壓腔的水通過第一潛水泵5被輸送到井口的換熱器11中，與換熱器11中的介質進行熱交換，換熱后的水通過穩(wěn)壓器12、第二閥門2進入第二套管10送至高壓腔，由于高壓腔與低壓腔的壓力差，迫使高壓腔的水通過管壁上的孔經(jīng)地層水平回轉返回低壓腔，流動路線如圖2所示。水在高壓腔返回低壓腔的過程中與土壤換熱后流回至低壓腔。通過調節(jié)工字鋼中間隔板的寬度或者穩(wěn)壓器12的壓力改變水的流動路線達到穩(wěn)定低壓腔溫度的目的。中間隔板的寬度越大，水繞流的路線越長，水與土壤之間的熱交換越充分，反之，中間隔板的寬度越小，水繞流的路線會變短，水與土壤之間的熱交換過程變短，熱交換較差；穩(wěn)壓器的壓力越大，水的流速增加，水在土壤內(nèi)的流動路程變遠，水與土壤之間的熱交換就充分。本發(fā)明可以只使用一個潛水泵5或6進行工作，但是，只使用一個泵，在地下水流動時，不可避免地帶動地層中的固體顆粒，沿水流方向移動，長期使用會導致地層構造的不平衡。因此本發(fā)明設計了兩個潛水泵，第一潛水泵5與第二潛水泵6交替使用，保持地層構造的平衡，以保證本裝置長期穩(wěn)定地運行。
權利要求
1.一種水平回轉式單井抽灌換熱裝置，包括井和安放在井中的井管，潛水泵，其特征在于在所述井管的側壁上具有數(shù)個通孔，在所述井管中設有沿縱向將其分隔成至少二個腔的隔斷裝置，在其中并列的兩個腔中分別設有第一潛水泵和第二潛水泵，所述第一潛水泵和第二潛水泵分別通過第一泵管和第二泵管與換熱器連接，在所述第一和第二泵管位于井口以上部分分別設有第一和第二套管，所述第一和第二套管的底部位于井下液面處，所述換熱器的出水口通過管路和第一、第二閥門分別與所述第一和第二套管連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其特征在于所述隔斷裝置為隔板或工字鋼。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其特征在于在換熱器出水口的管路上連接一穩(wěn)壓器。
4.根據(jù)權利要求3所述的水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其特征在于第一泵管和第二泵管分別設有止回閥。
5.根據(jù)權利要求4所述的水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其特征在于位于液面外的所述井管外壁與井壁之間設有密封裝置。
6.一種水平回轉式單井抽灌換熱裝置，包括井，潛水泵，其特征在于在所述井中設有沿縱向將其分隔成至少二個腔的隔斷裝置，在其中并列的兩個腔中分別設有直徑相等的側壁上具有數(shù)個通孔的井管，在所述井管中分別設有第一潛水泵和第二潛水泵，所述第一潛水泵和第二潛水泵分別通過第一泵管和第二泵管與換熱器連接，在所述第一和第二泵管位于井口以上部分分別設有第一和第二套管，所述第一和第二套管的底部位于井下液面處，所述換熱器的出水口通過管路和第一、第二閥門分別與所述第一和第二套管連通。
7.根據(jù)權利要求6所述的水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其特征在于所述隔斷裝置為隔板或工字鋼。
8.根據(jù)權利要求7所述的水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其特征在于在換熱器出水口的管路上連接一穩(wěn)壓器。
9.根據(jù)權利要求8所述的水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其特征在于第一泵管和第二泵管分別設有止回閥。
10.根據(jù)權利要求9所述的水平回轉式單井抽灌換熱裝置，其特征在于位于液面外的所述井管外壁與井壁之間設有密封裝置。
全文摘要
一種水平回轉式單井抽灌換熱裝置，包括側壁上具有數(shù)個通孔的井管，潛水泵，在井管中設有隔斷裝置，將井管分成不同的腔，在其中并列的兩個腔中分別設有第一和第二潛水泵，第一和第二潛水泵分別通過第一和第二泵管與換熱器連接，在第一和第二泵管位于井口以上部分設有第一和第二套管，第一和第二套管的底部位于井下液面處，換熱器的出水口通過管路和第一、第二閥門分別與第一和第二套管連通。工字鋼把井分成高壓腔和低壓腔，迫使地下水在同一地層作回轉循環(huán)運動，達到在水不能沿縱向循環(huán)的地質層中仍可利用地熱能源，供暖，制冷。
文檔編號F24J3/08GK1601202SQ0316003
公開日2005年3月30日 申請日期2003年9月27日 優(yōu)先權日2003年9月27日
發(fā)明者徐生恒 申請人:徐生恒