[发明专利]地热能中央空调的补偿式浅层地热能同井转换装置

说明书

技术领域

本发明属于地（热）能中央空调领域中关于浅层地（热）能利用同井转换装置，尤其涉及一种地（热）能中央空调地（热）能利用同井转换装置。

背景技术

地（热）能中央空调，是以温度长年恒定的地下水为传递地热能介质，通过热泵机组，提高或降低水温来达到制冷、制热目的，为建筑物提供冷、热源的中央空调。由于其能效比高，比传统的其它形式中央空调节能40～60%，节能降耗效果显著而逐步受到政府、机关、企业单位的青睐，同时达到了大多数的用户的认可。目前，已实施安装水源热泵中央空调的回水方式均采用“多井回灌”方式。即从一口水源井抽水，通过热泵主机的换热器将水中的冷量或热量取走后将水排出，向二口或二口以上的水源井回灌。此方式优点是能效比高，但存在排出的水无法及时全部回灌至地下的问题。首先，由于回水是在井口敞开式无压力自然流淌，不仅回流速度慢，而且容易造成回水污染。而无法及时回到地下的水，会从井口溢出或由管道直接排放至地面。长期的排放，不仅导致水资源的浪费，还可能导致地下水位下降甚至枯竭，进而影响到周边建筑物的安全；其次，需要打的井数较多，需占用的土地面积大，在占地面积较小的建筑群（物）中无法使用。“多井回灌”方式的上述缺点，使得水源热泵中央空调的节能优势被抵消，是在水源热泵中央空调推广，实施节能降耗、改善环境的过程中的一个瓶颈问题，也是国家水利部门严格禁止的行为。

由于其弊端已经大面积显现，主要表现在取用的地下水不能做到100%全部回灌至地下，转而向地面排放，造成水源井淤塞、水位下降。此方式在“取用”地下水温度的同时，还“使用”了地下水，造成了宝贵的水资源极大的浪费，同时使水源热泵中央空调因无水可用而导致整个系统瘫痪。因此。“多井回灌”方式的缺点成为水源热泵中央空调推广和发展的瓶颈。

现有同井回灌技术中，采用内外管分别安装的方式，例如专利公布号为CN 103982956 A的专利文献中，公开了由内井管和外井管的同井回灌技术，首先需要向井内下入外井管，到位后再下内井管。外井管内部设置有与内井管外壁之间相互配合的接触面和隔离结构，只有每个接触段的长度完全相同才能保持彼此密封连接，但由于井深通常上百米，外井管和内井管分别独立的许多段通过焊接组成，而且不同井深情况不同需要现场进行切割与焊接作业，内、外井管分别下井后因位移、切割误差或焊接误差等因素影响，误差积累程度之大导致内井管与外井管之间的接触性密封性能不好，实际很难做到全部隔离层都实现密封连接。由于密封对接过程发生在井下，处于盲区，无法下人维护和检测，更加使支撑力度和密封严密性不可预知，这是同井回灌设备在施工中存在的重要难题，该方案在日后的潜水泵费时、费工，长时间影响空调的使用。

专利公布号CN 103982955 A的专利文献中，为了达到多个隔离结构都具有较好的密封性，采用了筒式套装密封结构，由于该筒式结构具有一定长度，在井下盲区范围中，因内外管长度误差或因位移和焊接误差可以允许较大范围。然而，由于井深通常上百米，外井管和内井管分别独立焊接组成，该结构中的内井管与外井管无承力关系，上百米的内井管质量很大，单纯依靠井盖提供强大支撑力会存在很大技术问题，无论是安装或是维修难度都很大，井口密封层也容易因井盖受压太大而降低使用寿命。该方案的实施还需要很多特殊设计才能达标，在实际应用中有很大难度。

发明内容

本发明不仅要完全克服“多井回灌”的缺陷，使回水能100%全部回灌至地下，还能使出水温度始终保持在合适的温度；同时利用内管补偿式的组装结构可以使产品规格统一化和标准化，避免内外井轴向错位问题，可使对接作业处于井外进行，确保密封连接的可操作性，提高密封对接质量和施工效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种水源热泵中央空调水源井连接式同井回灌装置，包括水源井及井盖，内井管和外井管、出水管、回水管和潜水泵，所述外井管套装在水源井内侧，内井管套装于外井管中心，内井管与外井管之间设置有至少两层锥形隔离支撑层；外井管位于锥形隔离支撑层之间的管壁上设置透水孔；出水管携带潜水泵吊装于内井管中的水位线以下，多个回水管分别引流至每个锥形隔离支撑层之间区域内；所述内井管设置有补偿结构，该补偿结构是在内井管一的端口设置套管，在内井管二的端口设置内挡台，内挡台位于套管中并套装有O型密封圈，并在套管端口固定有后加挡台。