一種集成地溫監(jiān)測功能的地源井換熱器的制作方法

本實用新型涉及淺層地溫能開發(fā)利用領(lǐng)域，尤其是一種集成地溫監(jiān)測功能的地源井換熱器。

背景技術(shù)：

淺層地溫能具有可持續(xù)利用、取用方便、高效節(jié)能、運行費用低等優(yōu)點，是重要的本地化、可再生無污染的資源。開發(fā)利用淺層地溫能對構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會、改善我國現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)、促進國家節(jié)能減排戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)具有重要的意義。截至2015年，全國利用淺層地溫能的建筑物面積已達3.92億平方米，建成了大量的地源熱泵系統(tǒng)，其中又以地埋管地源熱泵系統(tǒng)為主，并呈逐年增高趨勢，是淺層地溫能開發(fā)利用主要方向。

由于地埋管地源熱泵系統(tǒng)需要連續(xù)循環(huán)換熱，勢必改變原有溫度場、化學場背景值，因此必須加強地源熱泵開發(fā)利用工程監(jiān)測工作，監(jiān)測換熱井及周圍地層溫度以及其變化規(guī)律、恢復能力，以指導工程利用，防止產(chǎn)生不良環(huán)境地質(zhì)問題，保障工程運行結(jié)果。

目前，對于淺層地溫能開發(fā)利用工程施工科研和專利成果主要集中在巖土層熱物性測試、地熱能換熱器和熱泵機組等方面，對地溫場監(jiān)測科研和專利成果主要集中在監(jiān)測設(shè)備、監(jiān)測方式和監(jiān)測系統(tǒng)方面，即單一研究工程施工或監(jiān)測，各項工作獨立開展，而對于工程開發(fā)利用地源井和監(jiān)測集成利用研究較少，形成的專利主要有分布式光纖地溫場監(jiān)測裝置、一種淺層地溫監(jiān)測傳感器串、分布串列式地層精細溫度測量和無線傳輸采集系統(tǒng)等。監(jiān)測裝置安裝時需單獨施工鉆孔且下入后采用水泥砂漿固定不可變動，不能實現(xiàn)設(shè)備的更新?lián)Q代，更關(guān)鍵的是如果監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)故障維修難度較大、費用較高或難以維修，只能報廢，造成監(jiān)測系統(tǒng)損壞失效。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，充分發(fā)揮地源井的作用，降低地溫監(jiān)測工作成本，本實用新型提出了一種集成地溫監(jiān)測功能的地源井換熱器。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種集成地溫監(jiān)測功能的地源井換熱器，包括U頭和固定管卡，U頭連接有進水管及回水管，進水管和回水管通過U頭連接成為U型管換熱器；

所述固定管卡包括支撐環(huán)和均勻設(shè)置在支撐環(huán)四周的固定卡箍，固定卡箍的內(nèi)徑與U型管換熱器的外徑一致，U型管換熱器卡接在固定卡箍內(nèi)，所述支撐環(huán)內(nèi)卡接有地溫監(jiān)測管，地溫監(jiān)測管內(nèi)下入地溫監(jiān)測裝置；

所述地溫監(jiān)測管、U型管換熱器一同下入地源井中，地溫監(jiān)測裝置位于地源井的中間，采集到的地溫數(shù)據(jù)具有代表性。

優(yōu)選地，所述U頭為單U頭，固定管卡包括支撐環(huán)和均勻設(shè)置在支撐環(huán)四周的兩個固定卡箍，一組進水管和回水管通過單U頭連接成為單U型管換熱器。

優(yōu)選地，所述U頭為雙U頭，固定管卡包括支撐環(huán)和均勻設(shè)置在支撐環(huán)四周的四個固定卡箍，兩組進水管和回水管通過雙U頭連接成為雙U型管換熱器。

優(yōu)選地，所述U型管換熱器的規(guī)格為φ25或φ32。

優(yōu)選地，所述地溫監(jiān)測管為PE管，規(guī)格不小于φ32。

采用如上技術(shù)方案取得的有益技術(shù)效果為：

1、可以將換熱器和地溫監(jiān)測裝置集成在一個地源井內(nèi)，保證工程運行和監(jiān)測互不干擾，一次投入實現(xiàn)兩種目的。

2、在不影響工程利用和監(jiān)測系統(tǒng)運行的情況下，可以更換故障的地溫監(jiān)測裝置，也可以實現(xiàn)地溫監(jiān)測裝置的更新升級。

3、地溫監(jiān)測裝置位于地源井的中間，采集到更具代表性的地溫數(shù)據(jù)，避免由于測溫系統(tǒng)偏近于地源井換熱器進水管或回水管導致的數(shù)據(jù)偏大或偏小。

附圖說明

圖1為雙U型換熱器管卡結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為單U型換熱器管卡結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為集成地溫監(jiān)測功能的地源井換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、固定卡箍，2、支撐環(huán)，3、卡口，4、固定管卡，5、地溫監(jiān)測管，6、回水管，7、進水管，8、U頭。

具體實施方式

結(jié)合附圖1至3對本實用新型的具體實施方式做進一步說明：

一種集成地溫監(jiān)測功能的地源井換熱器，包括U頭8和固定管卡4，U頭連接有進水管及回水管，進水管7和回水管6通過U頭連接成為U型管換熱器；所述固定管卡包括支撐環(huán)和均勻設(shè)置在支撐環(huán)四周的固定卡箍，固定卡箍的內(nèi)徑與U型管換熱器的外徑一致，U型管換熱器卡接在固定卡箍內(nèi)，所述支撐環(huán)內(nèi)卡接有地溫監(jiān)測管5，地溫監(jiān)測管內(nèi)下入地溫監(jiān)測裝置；所述地溫監(jiān)測管、U型管換熱器一同下入地源井中，地溫監(jiān)測裝置位于地源井的中間，采集到的地溫數(shù)據(jù)具有代表性。

U頭為單U頭，一組進水管和回水管通過單U頭連接成為單U型管換熱器。固定管卡包括支撐環(huán)2和均勻設(shè)置在支撐環(huán)四周的兩個固定卡箍，固定卡箍1上開有卡口3，如圖2所示。

U頭為雙U頭，兩組進水管和回水管通過單U頭連接成為雙U型管換熱器。固定管卡包括支撐環(huán)2和均勻設(shè)置在支撐環(huán)四周的四個固定卡箍1，固定卡箍上開有卡口3，如圖1所示。

U型管換熱器的規(guī)格為φ25或φ32。地溫監(jiān)測管為PE管，規(guī)格一般不小于φ32，通常選擇φ32，方便下入地溫監(jiān)測裝置。

地溫監(jiān)測管可下入單總線數(shù)字式、光纖光柵、分布式光纖等方式的地溫監(jiān)測裝置，達到地源井換熱器與地溫監(jiān)測裝置集成目標，地溫監(jiān)測裝置出現(xiàn)故障時可及時更換。

由于經(jīng)濟和技術(shù)原因，大量的開發(fā)利用工程未制定地溫監(jiān)測方案開展地溫監(jiān)測工作，而工程運行后受場地條件、地源井間距要求等因素的限制又無法補充施工監(jiān)測孔。但本實用新型在地源熱泵工程地源井施工時為監(jiān)測工作預(yù)留好監(jiān)測管路，不增加施工成本，根據(jù)需要可在工程運行前、運行后隨時下入多種不同類型的監(jiān)測儀器開展地溫監(jiān)測工作。

在地源井施工時同步下入獨立的地溫監(jiān)測管，工藝簡單，技術(shù)可行，可操作性強，U型管換熱器支持淺層地溫能開發(fā)利用，地溫監(jiān)測管作為地溫監(jiān)測儀器安裝保護套管支持地溫監(jiān)測，地源井換熱器與地溫監(jiān)測裝置獨立運行，互不干擾。

當然，以上說明僅僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型并不限于列舉上述實施例，應(yīng)當說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的指導下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本實用新型的保護。