專利名稱：循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬環(huán)保節(jié)能技術與可再生能源利用領域，尤其是涉及一種循環(huán)地熱換熱 式地下儲能液庫技術。
背景技術：
地表水源和土壤是一個巨大的太陽能集熱器，收集了 47%的太陽能量，比人 類每年利用能量的500倍還多。地源熱泵系統(tǒng)是一種利用地下淺層可再生能源， 包括地下水、土壤、或地表水等的高效循環(huán)換熱系統(tǒng)，通過向熱泵輸入少量的高 品位能源，獲取大量低溫位能量向高溫位能量的轉(zhuǎn)移輸出。
現(xiàn)有熱泵技術中采用的主要形式是空氣源熱泵、水源熱泵或地源熱泵，其中， 地表水源如江河水源或深井水源是水源熱泵的主要換熱來源，應用江河水源時， 因在需要采暖的冬季從江河水源的下部大量吸取熱量或在需要制冷的夏季從江河 水源的下部大量排放出熱量，會對水體生態(tài)系統(tǒng)造成冷熱污染和不良影響。應用 深井水源時，深井回灌水源熱泵由于向地下回灌比取水要困難，此外，還有地下 水源，應用地下水源時受當?shù)厮牡刭|(zhì)條件的限制較大，地下水文地質(zhì)條件的變 化對系統(tǒng)性能的影響很大，系統(tǒng)難以大規(guī)模復制生產(chǎn)。水源熱泵技術在利用地下 水以及地表水源中，因存在地下水回灌的成本問題和地表水受環(huán)境溫度影響較大 以及換熱對水體生態(tài)環(huán)境的影響等問題，使其應用受到了一定的限制。
土壤埋管式土壤源熱泵系統(tǒng)是地源熱泵系統(tǒng)的一種方式，通過埋設土壤換熱器 來實現(xiàn)載熱介質(zhì)與巖土的換熱，不存在冷熱污染等不良影響。埋地換熱管式循環(huán) 地熱換熱式地下儲能液庫可用作土壤埋管式熱泵系統(tǒng)的一個前端耦合部分，通常
分為水平埋管、垂直埋管及螺旋盤管，其中，最有效的土壤埋管設置方法是利 用開挖埋管或每相隔一定間距垂直埋設一個地下U形管的方式設置土壤埋管，這 些技術在北美各國已經(jīng)得到大量使用，被證實能夠用來解決諸如建筑空調(diào)與熱水 的能源供應問題(參見"地源熱泵的節(jié)能機理"，太陽能學報vol.25,No. 1)，其 中，水平開挖埋管的方式如中國專利ZL200420015826.7所公布的"淺層土壤地 溫水源熱泵"，由于需要進行大量的土方作業(yè)而成本劇增，已不常使用，螺旋管埋 管也需要開挖埋管，換熱效果不及U形管垂直埋管；非開挖埋管的方式僅靠U形 管土壤埋管進行換熱，對土壤換熱器的材質(zhì)及地質(zhì)結構的要求比較高，因此效率 不夠高，系統(tǒng)一般適用于面積比較小的居住類單體建筑，在大型工程中應用相對 困難，且垂直埋管的地下鉆孔深度大、工程周期長、成本高，通常地下鉆孔工程 費用要占到整個工程的50%，特別是在城市中應用時，因建筑與公共設施密集分 布使施工非常不便，且由于城市土地價格昂貴，進行上述工程作業(yè)建造土壤埋管 除了受地面建筑間距的影響較大外還占用了大量地表面積，并且，U形管土壤加 熱器還受到近地表層土壤段大量接觸傳熱的不利影響，許多場合下的應用都受到 限制。
綜上所述，由于現(xiàn)有技術還存在著上述種種缺陷與使用限制，為了更好地解
決利用大地儲熱等可再生能源提供建筑空調(diào)與熱水能源供應及生產(chǎn)所需的低位冷 熱能源的大規(guī)模推廣應用問題，還需要從新的角度來考慮對現(xiàn)有技術的制約進行 全面的突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種比現(xiàn)有土壤埋地換熱管技術換熱性能更穩(wěn)定的，占 地面積小、施工費用低、施工周期短，并適宜于在城市大中型地源熱泵節(jié)能工程 中施工與使用的，可采用非開挖方式建造與大規(guī)模推廣應用的循環(huán)地熱換熱式地 下儲能液庫。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的采用一種循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫, 其特征在于，由一個或以上的經(jīng)非開挖方式建造在地下的地下液庫、載熱介質(zhì)、 埋地換熱管、循環(huán)輸送管路等組成，地下液庫內(nèi)的載熱介質(zhì)中聚集儲存有包括地 熱能在內(nèi)的自然界冷量或熱量，埋地換熱管連接于地下液庫之間或地下液庫的上、 下液層間，循環(huán)輸送管路的輸送管道設置在地下液庫與地面間的孔道中。所述的 載熱介質(zhì)包括液體或液體中含有固態(tài)儲能物質(zhì)的液態(tài)流體或液體與固體的組合， 其中，液體包括水、乳化液、水性溶液或化合物溶液。所述的載熱介質(zhì)還可包括 含懸浮亞微級粒子包括納米粒子的納米流體。所述的地下液庫的砂漿固壁層內(nèi)表 面或地下液庫的埋管或頂管的內(nèi)管表面上可敷設載熱介質(zhì)的防滲漏隔離保護層、 或者地下液庫內(nèi)可設置柔性薄膜內(nèi)襯儲液袋，或者地下液庫內(nèi)可設置內(nèi)襯儲液 管。所述的經(jīng)非開挖方法建造的地下液庫是經(jīng)爆炸成形和砂漿固壁法建筑的地下 液庫、或是經(jīng)非開挖水平導向鉆探埋管或頂管法建筑的地下液庫，所述的地下液 庫的最佳設置深度是距地表以下第一儲水層的深度。所述的埋地換熱管是經(jīng)非開 挖水平導向鉆探埋管法在地下直線鉆探埋設的可彎管、或半硬管或硬管，或是經(jīng) 非開挖水平導向鉆探埋管法在地下彎曲成型鉆探埋設的可彎管或半硬管，所述的埋地換熱管的相鄰埋設間隔A的范圍在1.5到6米。所述的埋地換熱管的材質(zhì)可以采用金屬、或是高分子塑料、或是玻璃纖維、或是上述材料的組合所制成，埋 地換熱管的表面可帶有增強換熱的翅片或翅紋，所述的翅片間可設置吸水保濕填 料。所述的設置在地下液庫與地面間的孔道中的循環(huán)輸送管路中還帶有輸送泵， 地下液庫內(nèi)載熱介質(zhì)中儲存的冷、熱量經(jīng)循環(huán)輸送管路直接或間接連接于地面終 端使用裝置進行循環(huán)換熱。
本發(fā)明的優(yōu)點是由于采用了地下儲能液庫與埋地換熱管組合的循環(huán)地熱換 熱式地下儲能液庫，使得地下?lián)Q熱設置深度加大，地下儲存的載熱介質(zhì)與地表的 溫差大、儲存的能量也大，與利用江河作為冷熱水源的方法相比，避免了對生態(tài) 環(huán)境造成的熱污染與不良影響；又由于采用非開挖方式進行深層施工，埋地換熱管連接于地下液庫之間或地下液庫的上、下液層間，施工費用與周期減少，與現(xiàn)有u形管土壤埋管技術相比，施工影響面積或占地面積減小，適合在城市大中型地源熱泵節(jié)能工程中施工與使用，能免除開挖施工對地面結構與環(huán)境造成的不利影響，適合于大規(guī)模推廣應用；還由于循環(huán)輸送管路的輸送管道設置在地下液庫 與地面間的孔道中，避免了類似U形管土壤加熱器中受近地表層土壤段大量接觸傳熱的不利影響，系統(tǒng)換熱效率與穩(wěn)定性都得到很大提高。
在達到相同的系統(tǒng)土壤換熱能力下，采用本發(fā)明的循環(huán)地熱換熱式地下儲能
液庫和建造地下液庫的方法與現(xiàn)有埋設u型管作為地源熱泵進行對比，應用在輸
出功率50KWH以上的大中型工程中相比較有如下有益結果
(1) 可節(jié)省地表的占地面積10倍以上；
(2) 運行成本降低30%以上；
(3) 采用爆炸成形和砂漿固壁方法或是非開挖水平導向鉆探埋管或頂管方 法建筑地下液庫的施工，比U型管土壤鉆孔埋管施工工期可縮短60% 以上，施工成本降低30%以上；
(4) 地下液庫經(jīng)埋地換熱管路與地面應用終端裝置連通，由于儲能容量大， 使得循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫無論與地面應用終端相連或相分離 一定距離時，都不受近地表層土壤段大量接觸傳熱損失的不利影響， 配套方式適應性強和使用方便；
(5) 進行大規(guī)模推廣復制應用時，系統(tǒng)輸出效率穩(wěn)定，不受地下巖土層含 水量高低變化的影響，且可適合于絕大部分地區(qū)和水文條件下的施工。
以下通過實施例及


對本發(fā)明作進一步的描述。

圖1是本發(fā)明采用爆炸成型與砂漿固壁建造的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫 一個實施例的結構示意圖2是本發(fā)明實施例中地下儲能液庫采用螺旋盤管型曲線連通埋地換熱管的
結構示意圖3是用爆炸成型與砂漿固壁建造的地下儲能液庫、埋地換熱管及連接管道的 實施例平面連接示意圖4是用非開挖水平導向鉆探埋管或頂管建造的地下儲能液庫又一個實施例
的結構示意圖。
具體實施例方式
實施例之一按圖1至圖3所示，本發(fā)明的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫由 一個或以上的經(jīng)非開挖方式建造在地下的地下液庫1、埋地換熱管2、載熱介質(zhì)3、 循環(huán)輸送管路4、人孔5、孔蓋6、保濕滲水管7、儲能水箱8、內(nèi)襯溶液袋13等 組成，其中，地下液庫l包括分隔板lll，循環(huán)輸送管路4可分為初級循環(huán)輸送管 路和次級循環(huán)輸送管路，前者中包括除污裝置411、溫度傳感器412、流量調(diào)節(jié)闊 413、流量計414、輸送管道415、輸送泵416、換熱單元417。
循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫包括一個或以上的地下液庫，可采用經(jīng)爆炸成 形的地下固壁液庫。埋地換熱管連接于地下液庫的上、下液層間或地下液庫之間 是指按圖2所示的包括在同一個地下液庫外的上、下部分間設置了螺旋曲線埋地 換熱管埋設與連接，或是圖1與圖3所示的在一個以上的地下液庫間設置了直線埋 地換熱管埋設與連接，其中，單個地下液庫的上下水層間經(jīng)圖2中所示的帶孔的 分隔板111分隔以減少上下層的換熱對流。埋地換熱管設置在地下儲能液庫的供水與回水管口附近，冷、熱液流管是循 環(huán)輸送管路的一部分，載熱介質(zhì)分別經(jīng)通入地下儲能液庫底部或頂部的冷、熱液 流管流入循環(huán)輸送管路，形成如圖l所示的單個初級地熱換熱的循環(huán)輸送回路。
初級地熱換熱循環(huán)回路包括埋地換熱管、地下儲能液庫、載熱介質(zhì)、初級 循環(huán)輸送管路、循環(huán)泵、換熱單元或其偶合端等，初級地熱換熱循環(huán)回路中還可 連接儲能水箱8;次級換熱循環(huán)回路包括換熱單元的另一個偶合端、循環(huán)泵、 載熱介質(zhì)、次級循環(huán)輸送管路等，循環(huán)換熱是通過初級地熱換熱循環(huán)回路中的初 級地熱換熱循環(huán)、以及與初級地熱換熱循環(huán)回路相偶合的次級換熱循環(huán)回路中的 循環(huán)換熱這兩個循環(huán)實現(xiàn)的，其中，上述兩個換熱循環(huán)回路中的換熱單元。
所述的埋地換熱管可采用金屬管、或塑料管或是上述材料的組合，其表面可 帶有翅片或增強換熱的翅紋，翅片間可設置吸水保濕填料，金屬管的表面可經(jīng)金 屬化學鍍或金屬表面涂塑等防腐處理，此外，也可采用高分子材料如高壓聚乙烯 的螺紋管等。
埋地換熱管是經(jīng)非開挖水平導向鉆探埋管方法在地下直線鉆探埋設的硬管， 或是可經(jīng)彎曲埋管成型的可彎管或半硬管，所述的埋地換熱管是采用非開挖方式 如水平鉆管方式埋設的，施工中先通過挖掘或爆炸成形的方法形成地下儲能液庫， 然后，利用地下儲能液庫的空間設置小型非開挖水平導向埋管鉆機，完成埋地換 熱管的非開挖埋管施工，埋地換熱管間其相鄰間隔A的范圍在1.5到6米，最佳 的相鄰間隔A為3至4米，具體根據(jù)土壤組成與地下的濕度控制條件決定， 一般 地下埋設層的濕度狀況下，如選擇間隔為3米，可以取得較好的換熱效率。
經(jīng)上述非開挖方法建造在地下的儲能液庫，其地下液庫間可經(jīng)埋地換熱管相 互連通而組合成的同一個水系的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫群。地下儲能液庫
的最佳設置深度是距地表G以下第一儲水層的深度H左右，以取得巖土換熱層較 理想的換熱濕度，此外，埋地換熱管外壁鉆地孔洞內(nèi)可設置吸水保濕填料14，當 第一儲水層較深時，可在埋地換熱管換熱影響區(qū)內(nèi)可按一定的間隔距離夯壓或鉆 管設置保濕滲水管7，定時從地面灌水用于保持埋地換熱管設置深度上換熱影響 區(qū)域的傳熱濕度，以利于提高循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫的地熱換熱效率。
參見圖3所示給出了多個地下儲能液庫、埋地換熱管及連接管道之間的的一 個平面連接示意圖，通常，地下儲能液庫的供水與回水管口最適合分別設置在其 頂端或底端附近，除了在每個地下儲能液庫的供水與回水管口附近設置埋地換熱 管外，相鄰的地下儲能液庫之間也可水平設置換熱連通埋地換熱管，多個地下儲 能液庫可組成地下儲能液庫的矩陣排列，由于采用了爆炸成形的地下固壁水庫， 其相互間的換熱連通埋地換熱管設置施工便可以利用地下儲能液庫的容積空間， 經(jīng)設置小型的非開挖鉆機進行鉆進與頂管或拉管實現(xiàn)埋管施工，并且，從地下儲 能液庫引出的換熱連通埋地換熱管的鉆進與埋管可以采用直線管連通、或曲線管 如圓弧型或螺旋盤管型(①)的曲線連通(參見圖2),后者可使得土壤換熱器的 換熱容量大大增加。又參見圖3:地下儲能液庫可先經(jīng)地面輸送管道作串接、并 接或者混合連接后再與循環(huán)回路相連接。
地熱換熱循環(huán)回路可設置在地下安裝室中，以免除建筑占地與地面環(huán)境溫度 等對裝置保溫的不良影響，有利于通過土壤層等的隔聲與隔熱保溫性能屏蔽循環(huán) 泵工作時產(chǎn)生的噪聲并提高換熱裝置的換熱效率，與現(xiàn)有設置在地面的地下水循 環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫相比可以最大限度地降低換熱效率損耗。循環(huán)泵可以 采用潛水泵或抽水泵，當采用潛水泵時，最有利于降低工作噪聲和摩擦散熱，有 利于延長泵的工作壽命與裝置的可靠性。換熱單元包括一個或以上的換熱單元。 換熱單元可包括換熱器、散熱器、蒸發(fā)器、冷凝器和熱泵，換熱單元可以是散熱 器如采暖用的散熱片、或是冷卻器如制冷用的風機盤管、或是換熱器如板式或板 翅式的液-液或液-氣換熱器，其選用根據(jù)載熱介質(zhì)被用作熱源或冷源而定。
循環(huán)輸送管路4的輸送管道415設置在地下液庫與地面間的孔道中，采用直 接連接時，地下液庫內(nèi)載熱介質(zhì)中儲存的冷量或熱量經(jīng)循環(huán)輸送管路循環(huán)輸送管 路中的輸送泵416直接連接于地面終端使用裝置如風機盤管進行循環(huán)換熱，采用 間接連接時，地下液庫內(nèi)載熱介質(zhì)中儲存的冷量或熱量經(jīng)輸送泵和換熱單元如換 熱器或熱泵等后間接連接于地面終端使用裝置進行循環(huán)換熱。
所述的地熱換熱循環(huán)回路可以是開式的的地熱換熱循環(huán)回路，其地熱換熱循 環(huán)回路中可帶有儲存地表能源的儲能水箱。參見圖1所示，當?shù)叵聝δ芤簬炫c循 環(huán)回路間的初級地熱換熱循環(huán)回路采用開式的地熱換熱循環(huán)回路時，初級的地熱 換熱循環(huán)閉式回路中可帶有儲存地表能源的儲能水箱8，地下儲能液庫中的載熱 介質(zhì)經(jīng)抽水泵儲入開式的儲能水箱8后，可在重力作用下回流進行換熱循環(huán)、或 可通過設置增壓泵將載熱介質(zhì)進行回灌。當?shù)叵聝δ芤簬炫c循環(huán)回路間采用閉式 換熱回路時，其循環(huán)回路中可帶有排氣閥與儲能罐。
載熱介質(zhì)中聚集儲存有包括地熱能在內(nèi)的自然界冷量或熱量，所述的載熱介 質(zhì)是儲能載熱介質(zhì)，包括液體或液體中含有固態(tài)儲能物質(zhì)的液態(tài)流體或液體與固 體的組合，其中，液體包括水、乳化液、水性溶液如甲醇水溶液或化合物溶液如 水合鹽磷酸氫二鈉的溶液，固態(tài)儲能物質(zhì)包括相變儲熱微膠囊，固體可為經(jīng)過表 面處理的膨脹石墨相變材料等。載熱介質(zhì)還可包括含懸浮亞微級粒子包括納米粒 子的納米流體，如含懸浮金屬納米粒子的流體，此外，金屬納米粒子可經(jīng)羧酸鹽 等處理在納米粒子表面形成化學吸附的羧酸鹽保護層，并使其懸浮在載熱介質(zhì)中， 以大幅度地增加熱導和傳熱速率。循環(huán)輸送泵可以采用抽水泵，當載熱介質(zhì)為液 體或液體中含有固態(tài)相變儲能材料液態(tài)流體和納米流體時，抽水泵可采用蠕動泵， 這樣便可不破壞其中的固態(tài)相變儲能材料及納米粒子外層的化學吸附保護層。
所述的地熱換熱循環(huán)回路中供作熱源或冷源的載熱介質(zhì)可作為終級的熱源或 冷源、或作為次級的熱源或冷源，以此進一步提升為高位的能量源供作終級裝置 使用。采暖模式下，蒸發(fā)器及制冷時冷凝器經(jīng)換熱器切換連接地下儲能液庫循環(huán) 換熱回路，采暖模式下切換后可經(jīng)太陽能集熱器增溫補償，因此，地熱換熱循環(huán) 回路中還可帶有加熱水箱。地熱換熱循環(huán)回路中供作熱源或冷源的液流可作為終 級的熱源或冷源、或作為次級的熱源或冷源。
采暖模式下，其載熱介質(zhì)的換熱循環(huán)是從地下儲能液庫上端的上層水層經(jīng)熱 液流管或循環(huán)管道輸向地面G，經(jīng)地面的換熱單元換熱后流回相同或不同的地下 儲能液庫下端底部；制冷模式下，其載熱介質(zhì)的換熱循環(huán)是從地下儲能液庫下端的下層水層經(jīng)冷液流管或循環(huán)管道輸向地面G，經(jīng)地面的換熱單元換出冷量后流 回相同或不同的地下儲能液庫的上部，不斷地送出地下的可再生能源。
地下液庫與地面間保留爆炸成形時設置的送藥孔洞，為了便于日后的維修維 護進出，可將此孔洞經(jīng)擴孔設置成直徑約660毫米的人孔5，因冷、熱液流管設 置在該人孔內(nèi)，地面出口處設有封閉的孔蓋6,因此，避免了采用U型管土壤埋 地方式中與表層土壤段接觸傳熱的不利影響，可適合于大規(guī)模推廣應用。
可采循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫除了采用經(jīng)爆炸成形的一個或以上的循環(huán) 地熱換熱式地下儲能液庫，還用如圖4所示的經(jīng)非開挖水平鉆進與頂管方式埋管 鋪設的、適于建造直徑大于600毫米以上的封閉管狀容腔式循環(huán)地熱換熱式地下 儲能液庫，封閉管狀容腔式循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫的管徑增大時還可在地 下液庫上設置直徑約660毫米的人孔供作日后的維修維護進出，所述的封閉管狀 容腔是金屬管、或塑料管、或玻璃纖維管、或是上述的組合、或鋼筋混凝土預制 管，金屬管如采用鋼管時，其內(nèi)外表面均可經(jīng)表面防腐蝕涂層處理。
經(jīng)非開挖方法建造的地下液庫是經(jīng)爆炸成形和砂漿固壁方法建筑的地下液 庫、或是經(jīng)非開挖水平導向鉆探埋管或頂管方法建筑的地下液庫(參見圖4所示)。
地下液庫的砂漿固壁層內(nèi)表面、或是地下液庫的埋管或頂管的內(nèi)管表面上可敷設 保護載熱介質(zhì)并兼防滲漏的隔離保護層，對砂漿固壁層的表面敷設可保護載熱介 質(zhì)或水源等儲存物免受砂漿中有害物質(zhì)逸出的不良影響?？梢圆捎玫谋砻嫱扛哺?離保護層包括耐油的瓷面聚胺脂漆、耐水的無毒水性丙烯酸漆或防水涂料等等隔 離保護層。為了更好地預防地下液庫內(nèi)壁材料中有害物質(zhì)的逸出和載熱介質(zhì)的泄 漏，所述的地下液庫內(nèi)可設置柔性的薄膜內(nèi)襯儲液袋，如采用橡塑等柔性材料制 作的薄膜內(nèi)襯溶液袋，其尺寸與形狀與地下液庫的內(nèi)部形狀相配，通過人孔進行 安放與更換，用以盛放灌入的載熱介質(zhì)，或者地下液庫內(nèi)可設置內(nèi)襯儲液管作為 內(nèi)套管。儲入載熱介質(zhì)時，可以根據(jù)不同的地表資源，譬如利用地面反季節(jié)使用 的載熱介質(zhì)預先經(jīng)季節(jié)自然環(huán)境溫度調(diào)溫后儲能輸入地下儲能液庫中，例如，夏 季可經(jīng)電控開關閥K切換后從地下儲能液庫的底部取水上送供制冷，其開式的地 表能源儲能水箱7內(nèi)儲備的大量夏季熱水可回灌送入地下儲能液庫的上層水層供 作反季節(jié)時利用，冬季時相反，可抽取地下儲能液庫上層的熱水供作采暖熱源， 將其地表能源儲能水箱7內(nèi)儲備的大量冬季冰水回灌送入地下儲能液庫的底層水 層供作反季節(jié)時利用，為了更有效的利用地下儲能液庫儲存冷熱資源，還可采用 多個地下儲能子液庫進行冷熱分類隔離儲存，如此，可最大程度地反季節(jié)利用地 表季節(jié)性天然能源資源。
上述非開挖方法建造的多個循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫經(jīng)埋地換熱管相互 連通后可組成同一個水系的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫或地下儲水庫群。
采用本發(fā)明方法建造的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫或地下空腔庫適合于大 規(guī)模推廣應用，同時經(jīng)配以各種不同埋管材料和強度與隔離保護層處理后，也能 適于用作各種大、中型規(guī)模的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫、地下儲水庫、地下 油庫、地下防水倉庫或儲存庫、彈藥庫等等，并同樣可用于高度污染物質(zhì)的地下 防水掩埋處理等。
權利要求
1、循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，其特征在于，由一個或以上的經(jīng)非開挖方式建造在地下的地下液庫、載熱介質(zhì)、埋地換熱管、循環(huán)輸送管路等組成，地下液庫內(nèi)的載熱介質(zhì)中聚集儲存有包括地熱能在內(nèi)的自然界冷量或熱量，埋地換熱管連接于地下液庫之間或地下液庫的上、下液層間，循環(huán)輸送管路的輸送管道設置在地下液庫與地面間的孔道中。
2、 根據(jù)權利要求l所述的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，其特征在于，所述的載 熱介質(zhì)包括液體或液體中含有固態(tài)儲能物質(zhì)的液態(tài)流體或液體與固體的組合， 其中，液體包括水、乳化液、水性溶液或化合物溶液。
3、 根據(jù)權利要求1所述的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，其特征在于，所述的載 熱介質(zhì)還可包括含懸浮亞微級粒子包括納米粒子的納米流體。
4、 根據(jù)權利要求1所述的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，其特征在于，所述的地 下液庫的砂漿固壁層內(nèi)表面或地下液庫的埋管或頂管的內(nèi)管表面上可敷設載熱 介質(zhì)的防滲漏隔離保護層、或者地下液庫內(nèi)可設置柔性薄膜內(nèi)襯儲液袋，或者 地下液庫內(nèi)可設置內(nèi)襯儲液管。
5、 根據(jù)權利要求1所述的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，其特征在于,所述的經(jīng) 非開挖方法建造的地下液庫是經(jīng)爆炸成形和砂漿固壁法建筑的地下液庫、或是 經(jīng)非開挖水平導向鉆探埋管或頂管法建筑的地下液庫，
6、 根據(jù)權利要求5所述的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，其特征在于，所述的地 下液庫的最佳設置深度是距地表以下第一儲水層的深度。
7、 根據(jù)權利要求1所述的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，其特征在于，所述的埋 地換熱管是經(jīng)非開挖水平導向鉆探埋管法在地下直線鉆探埋設的可彎管、或半 硬管或硬管，或是經(jīng)非開挖水平導向鉆探埋管法在地下彎曲成型鉆探埋設的可 彎管或半硬管，
8、 根據(jù)權利要求7所述的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，其特征在于，所述的埋 地換熱管的相鄰埋設間隔A的范圍在1.5到6米。
9、 根據(jù)權利要求1所述的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，其特征在于，所述的埋 地換熱管的材質(zhì)可以采用金屬、或是高分子塑料、或是玻璃纖維、或是上述材 料的組合所制成，埋地換熱管的表面可帶有增強換熱的翅片或翅紋，所述的翅 片間可設置吸水保濕填料。
10、根據(jù)權利要求1所述的循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，其特征在于，所述的 設置在地下液庫與地面間的孔道中的循環(huán)輸送管路中還帶有輸送泵，地下液 庫內(nèi)載熱介質(zhì)中儲存的冷、熱量經(jīng)循環(huán)輸送管路直接或間接連接于地面終端 使用裝置進行循環(huán)換熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種循環(huán)地熱換熱式地下儲能液庫，由一個或以上的經(jīng)非開挖方式建造在地下的地下液庫、載熱介質(zhì)、埋地換熱管、循環(huán)輸送管路等組成，地下液庫內(nèi)的載熱介質(zhì)中聚集儲存有包括地熱能在內(nèi)的自然界冷量或熱量，埋地換熱管連接于地下液庫之間或地下液庫的上、下液層間，循環(huán)輸送管路的輸送管道設置在地下液庫與地面間的孔道中。由于采用了上述結構，地下儲存的載熱介質(zhì)與地表的溫差大，可儲存的能量加大，與利用江河作為冷熱水源的方法相比，避免了對生態(tài)環(huán)境造成的熱污染與不良影響，與利用地下埋設U型管土壤換熱單元作為冷熱源的方法相比，避免了受近地表層土壤段大量接觸傳熱的不利影響，大大減少了地表的占地面積，換熱速度大為加快，換熱效率得到提高，適合于大規(guī)模推廣應用。
文檔編號F24J3/08GK101173828SQ20061014303
公開日2008年5月7日 申請日期2006年10月30日 優(yōu)先權日2006年10月30日
發(fā)明者戈 潘 申請人:戈 潘