專利名稱：一種地源蓄熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于在物質(zhì)中累積熱量的供熱系統(tǒng)和建筑技術(shù)。
背景技術(shù)：
跨季節(jié)蓄熱或蓄冷是一項(xiàng)節(jié)能減排的技術(shù)堡壘，邢玉明于2010年3月四日向中 國(guó)申請(qǐng)的201010155086. 7利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)專利，對(duì)利用地下 含水層蓄熱提出了方案，但是無(wú)法應(yīng)用于地下土石層位粘土或細(xì)粉砂的地質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)域，因 為在這樣的區(qū)域水的回灌困難。在這樣的區(qū)域無(wú)法實(shí)施該專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是在地下含水巖層滲水率低或地下水位低的區(qū)域，以 地下土石及其所含的水分為蓄熱材料，在保證工質(zhì)循環(huán)流量的前提下，大量跨季節(jié)貯存熱
量或冷量。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是方案一選擇距離高層建筑20米以外的空曠區(qū)域?yàn)樾顭釁^(qū)1，在蓄熱區(qū)1布置間 距小于10米的點(diǎn)陣，在每一個(gè)點(diǎn)上打一口換熱井8至設(shè)計(jì)深度，蓄熱區(qū)1地面以下10米至 換熱井8底的區(qū)間為蓄熱土石，蓄熱土石的體積(即蓄熱區(qū)1面積井深減10米的乘積)大 于10萬(wàn)立方米。在打好的井壁構(gòu)筑加固壁，在蓄熱區(qū)1四周構(gòu)筑水幕墻11，在此水幕墻11 的30米外的四邊再構(gòu)筑水幕墻11。水幕墻的深度為換熱井8深度。在換熱井8中伸入被 保溫材料包裹的管道一 3，所有井中的管道一 3并聯(lián)于管道二 4 ；從所有換熱井8的水面下 引出管道三5，并聯(lián)于管道四6。用保溫材料封閉換熱井8 口。蓄熱時(shí)，熱水通過(guò)管道四6 流到管道三5，再通過(guò)管道三5灌入換熱井8，通過(guò)管道二 4和管道一 3抽取換熱井8下部 的涼水返回?zé)嵩?。供熱時(shí)通過(guò)管道四6和管道三5抽取換熱井8上部的熱水供熱，回水通 過(guò)管道一 3和管道二 4灌入換熱井8下部。本方案也可用于蓄冷供冷，蓄冷時(shí)冷水通過(guò)管 道二 4流到管道一 3，再通過(guò)管道一 3灌入換熱井8下部，通過(guò)管道四6和管道三5抽取換 熱井8上部的涼水返回冷源。供冷時(shí)通過(guò)管道一 3和管道二 4抽取換熱井8下部的冷水供 冷，回水通過(guò)管道四6和管道三5灌入換熱井8上部。方案二 在打好換熱井8中置入被保溫材料包裹的管道一 3，用透水性好的砂礫 1212填滿換熱井8，防止換熱井8的塌陷。方案三；選擇距離高層建筑20米以外的空曠區(qū)域?yàn)樾顭釁^(qū)1，在蓄熱區(qū)1布置間 距小于10米的點(diǎn)陣，在每一個(gè)點(diǎn)上打一口埋管井至設(shè)計(jì)深度。在打好的井內(nèi)放入呈螺旋排 的換熱管7，換熱管7底端與一升至井口的管道一 3相連通。在不損壞換熱管7和管道一 3的前提下填埋埋管井。在在蓄熱區(qū)1四周構(gòu)筑水幕墻11。所有埋管井甲的換熱管7上端 并聯(lián)于管道二 4 ；所有管道一 3并聯(lián)于管道四6。蓄熱時(shí)，熱工質(zhì)通過(guò)管道四6流自上而下 流過(guò)換熱管7，變涼后流到管道二 4返回?zé)嵩?。供熱時(shí)通過(guò)管道四6抽取換熱管7上部的 熱工質(zhì)供熱，回水通過(guò)管道二 4和管道一 3注入換熱管7下部。本方案也可用于蓄冷供冷，蓄冷時(shí)冷工質(zhì)通過(guò)管道二 4和管道一 3流到換熱管7下部，從換熱管7自下而上流動(dòng)管道 四6返回冷源。供冷時(shí)通過(guò)管道一 3和管道一 3抽取換熱管7下部的冷水供冷，返回的熱 水通過(guò)管道四6灌入換熱管7上部，自上而下流過(guò)換熱管7變冷后到管道一 3供冷。系統(tǒng) 運(yùn)行時(shí)用深井泵將井水抽至埋管井上部滲入蓄熱土石中，以此提高蓄熱土石的導(dǎo)熱性能。方案四選擇距離高層建筑100米以外的空曠區(qū)域?yàn)樾顭釁^(qū)1，若地下水位高于埋 管井深的1/2，在蓄熱區(qū)1四周構(gòu)筑水幕墻11，在此水幕墻11的30米以外的四邊再構(gòu)筑水 幕墻11，若地下水位不足埋管井深的1/3，且僅用于蓄熱，則不打水幕墻11。在蓄熱區(qū)1內(nèi) 挖一容積大于30萬(wàn)立方米、深度大于20米的坑，將換熱管7 —層一層地埋入坑中。每只換 熱管7底端的口并聯(lián)于管道二 4，管道二 4引致地面，換熱管7上端的口接入管道四6。蓄 熱時(shí)，熱工質(zhì)通過(guò)管道四6流自上而下流過(guò)換熱管7，變涼后流到管道二 4返回?zé)嵩础９?時(shí)通過(guò)管道四6抽取換熱管7上部的熱工質(zhì)供熱，回水通過(guò)管道二 4和管道一 3注入換熱 管7下部。本方案也可用于蓄冷供冷，蓄冷時(shí)冷工質(zhì)通過(guò)管道二 4從換熱管7自下而上加 熱后從管道四6返回冷源。供冷時(shí)通過(guò)管道二 4和抽取換熱管7下部的冷水供冷，返回的 熱水通過(guò)管道四6灌入換熱管7上部。若地下水位不足埋管井深的1/3，在掩埋換熱管之前 放置抽水管，將深井泵放入積水窖中，再填埋。在蓄熱區(qū)1地表做散水。避免雨水滲入蓄熱土石，帶走蓄熱土石的熱量或冷量。本發(fā)明的有益效果是用換熱管7或換熱井8中水或工質(zhì)的上下流動(dòng)，即保障了水或工質(zhì)的循環(huán)量，又能 利用地下土石蓄熱供熱或蓄冷供冷。因?yàn)槲矬w的體積是直徑的三次方函數(shù)，面積是直徑的 二次方函數(shù)，以正方體為例，體積增大1000倍，面積僅增大100倍。體積越大其單位體積說(shuō) 分?jǐn)偟谋砻娣e越小，因此本發(fā)明采用蓄熱土石9大于30萬(wàn)立方米的設(shè)計(jì)，有效減少了散熱 面積，提高保溫性能。
四

圖1為蓄熱區(qū)1俯視示意2為挖坑埋管蓄熱區(qū)1剖面示意3埋管井剖面示意4換熱井8剖面示意圖
圖5用砂礫12填滿換熱井8的剖面示意圖
附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的部件名稱表 編號(hào)名稱編號(hào)名稱
1蓄熱區(qū) 2隔離帶
3管道一 4管道二 5管道三
6管道四 7換熱管 8換熱井 9蓄熱土石 10打井點(diǎn)
編號(hào)名稱 11水幕墻 12砂礫
五具體實(shí)施方式

實(shí)施例1
在距離高層建筑200米以外的空曠區(qū)域規(guī)劃兩個(gè)間隔1000米的蓄熱區(qū)1，其中之 一是蓄熱供熱區(qū)，另一個(gè)蓄熱區(qū)1是蓄冷供冷蓄熱區(qū)1。在每個(gè)蓄熱區(qū)1布置間距為5米的 點(diǎn)陣，在每一個(gè)點(diǎn)上打深100米的一口換熱井8，蓄熱區(qū)100米見(jiàn)方。在蓄熱區(qū)1四周用攪 拌樁的方式構(gòu)筑水幕墻11，在內(nèi)測(cè)水幕墻11的30米以外的四邊再以同樣的方式構(gòu)筑外側(cè) 水幕墻11。在換熱井8中伸入被保溫材料包裹的管道一 3，用砂礫1212填滿換熱井8。所 有井中的管道一 3并聯(lián)于管道二 4 ；從所有換熱井8的水面下引出管道三5，并聯(lián)于管道四
6。用保溫材料封閉換熱井8口。給蓄熱供熱蓄熱區(qū)1蓄熱時(shí)，熱水通過(guò)管道四6流到管道 三5，再通過(guò)管道三5灌入換熱井8，通過(guò)管道二 4和管道一 3抽取換熱井8下部的涼水返 回?zé)嵩?。供熱時(shí)通過(guò)管道四6和管道三5抽取換熱井8上部的熱水供熱，回水通過(guò)管道一 3和管道二 4灌入換熱井8下部。給蓄冷供冷蓄熱區(qū)1蓄冷時(shí)冷水通過(guò)管道二 4流到管道 一 3，再通過(guò)管道一 3灌入換熱井8下部，通過(guò)管道四6和管道三5抽取換熱井8上部的涼 水返回冷源。供冷時(shí)通過(guò)管道一 3和管道二 4抽取換熱井8下部的冷水供冷，回水通過(guò)管 道四6和管道三5灌入換熱井8上部。實(shí)施例2在距離高層建筑200米以外的空曠區(qū)域規(guī)劃兩個(gè)間隔1000米的蓄熱區(qū)1，其中之 一是蓄熱供熱區(qū)，另一個(gè)蓄熱區(qū)1是蓄冷供冷蓄熱區(qū)1。在每個(gè)蓄熱區(qū)1布置間距小于10 米的點(diǎn)陣，在每一個(gè)點(diǎn)上打一口 100米深的埋管井，在打好的井內(nèi)放入呈螺旋排的換熱管
7,換熱管7底端與一升至井口的管道一3相連通。在不損壞換熱管7和管道一 3的前提下 填埋埋管井。若地下水位高于埋管井深的1/2，在在蓄熱區(qū)1四周構(gòu)筑水幕墻11，在此水幕 墻1130米以外的四邊再構(gòu)筑水幕墻11，若地下水位不足埋管井深的1/3，掩埋換熱管前， 將抽水管和深井泵放入井中。所有埋管井中的換熱管7上端并聯(lián)于管道二 4 ；所有管道一 3并聯(lián)于管道四6。蓄熱供熱蓄熱區(qū)1蓄熱時(shí)，熱工質(zhì)通過(guò)管道四6流自上而下流過(guò)換熱管 7，變涼后流到管道二 4返回?zé)嵩础９釙r(shí)通過(guò)管道四6抽取換熱管7上部的熱工質(zhì)供熱， 回水通過(guò)管道二 4和管道一 3注入換熱管7下部。蓄冷供冷蓄熱區(qū)1蓄冷時(shí)，冷工質(zhì)通過(guò) 管道二 4和管道一 3流到換熱管7下部，從換熱管7自下而上流動(dòng)管道四6返回冷源。供 冷時(shí)通過(guò)管道一 3和管道一 3抽取換熱管7下部的冷水供冷，返回的熱水通過(guò)管道四6灌 入換熱管7上部，自上而下流過(guò)換熱管7變冷后到管道一 3供冷。工質(zhì)是防凍液。在蓄熱區(qū)1地表做散水。避免雨水滲入蓄熱土石，帶走蓄熱土石的熱量或冷量。實(shí)施例3在距離高層建筑200米以外的空曠區(qū)域規(guī)劃兩個(gè)間隔1000米的蓄熱區(qū)1，其中之 一是蓄熱供熱區(qū)，另一個(gè)蓄熱區(qū)1是蓄冷供冷蓄熱區(qū)1。若地下水位高于埋管井深的1/2，在 在蓄熱區(qū)1四周構(gòu)筑水幕墻11，在此水幕墻1130米以外的四邊再構(gòu)筑水幕墻11，若地下水 位不足埋管井深的1/3，且僅用于蓄熱，則不打水幕墻11。在蓄熱區(qū)1內(nèi)挖一容積大于200 萬(wàn)立方米、深度70米的坑，將換熱管7 —層一層地埋入坑中。每只換熱管7底端的口并聯(lián) 只管道二 4，管道二 4引致地面，換熱管7上端的口接入管道四6。蓄熱供熱蓄熱區(qū)1蓄熱 時(shí)，熱工質(zhì)通過(guò)管道四6流自上而下流過(guò)換熱管7，變涼后流到管道二 4返回?zé)嵩?。供熱時(shí) 通過(guò)管道四6抽取換熱管7上部的熱工質(zhì)供熱，回水通過(guò)管道二 4和管道一 3注入換熱管7 下部。蓄冷供冷蓄熱區(qū)1蓄冷時(shí)，冷工質(zhì)通過(guò)管道二 4從換熱管7自下而上加熱后從管道 四6返回冷源。供冷時(shí)通過(guò)管道二 4和抽取換熱管7下部的冷水供冷，返回的熱水通過(guò)管道四6灌入換熱管7上部。工質(zhì)是水。若地下水位不足埋管井深的1/3，在掩埋換熱管之前 放置抽水管，將深井泵放入積水窖中，再填埋。
權(quán)利要求
1.一種地源蓄熱系統(tǒng)，將來(lái)自熱源或冷源的熱能或冷能貯存在蓄熱區(qū)(1)的蓄熱土 石(9)，提取蓄熱土石(9)的熱能或冷能給熱用戶供熱或給冷用戶供冷，特征在于蓄熱土石 (9)的體積大于10萬(wàn)立方米。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種地源蓄熱系統(tǒng)，其特征在于蓄熱區(qū)(1)四周被隔離帶 (2)包圍。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種地源蓄熱系統(tǒng)，其特征在于供熱管網(wǎng)或供冷管網(wǎng)從 換熱井⑶抽水、向換熱井⑶注水。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種地源蓄熱系統(tǒng)，其特征在于換熱井(8)內(nèi)充滿砂礫 (12)。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種地源蓄熱系統(tǒng)，蓄熱區(qū)(1)設(shè)有散水層。
6.按照權(quán)利要求4所述的一種地源蓄熱系統(tǒng)，其特征在于管道一(3)被保溫層包裹。
7.按照權(quán)利要求4所述的一種地源蓄熱系統(tǒng)，其特征在于隔離帶(2)中至少筑有一堵 水幕墻(11)。
8.按照權(quán)利要求1所述的一種地源蓄熱系統(tǒng)，其特征在于蓄熱土石(9)中分布著換熱管⑵。
9.按照權(quán)利要求1或8所述的一種地源蓄熱系統(tǒng)的換熱管埋入蓄熱土石(9)的方式， 其特征在于換熱管(7)埋入埋管井中。
10.按照權(quán)利要求1或8所述的一種地源蓄熱系統(tǒng)改善蓄熱土石(9)傳熱性能的方式， 在蓄熱區(qū)內(nèi)打井至地下含水層，其特征在于抽取井水滲入蓄熱土石(9)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種地源蓄熱系統(tǒng)，用預(yù)埋換熱管或打換熱井的方法將大于30萬(wàn)立方米的地下土石成為蓄熱體。必要時(shí)對(duì)蓄熱區(qū)設(shè)施有效的水幕墻隔離，使得地下水缺乏的地區(qū)或者地下水滲透率底的地質(zhì)結(jié)構(gòu)地區(qū)利用地下土石蓄熱或蓄冷成為可能。
文檔編號(hào)F28D20/00GK102147203SQ20101022226
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月15日
發(fā)明者邢玉明 申請(qǐng)人:邢玉明