方案采用大孔地源换热系统,在同一地源孔内实现3水室密闭等量循环热交换,做到“取热不取水”的节能环保地热利用行式。
大孔地源换热系统主要工艺包括:随钻固化造壁;3水室构建;外水室填砾;清水注入正压循环洗孔替除泥浆,建立3水室循环系统四个关键工艺。
1)“随钻固化造壁”是实施在钻进过程中直接固化造壁成孔的工艺,用人工固化材料提升孔壁膜强度和厚度,形成固化实体孔壁膜,形成固化实体孔壁膜,将孔内与孔外岩、土、 水体基本隔离,通过传导形式采集大地岩、土、水体的热能,替代金 属管材有效降低热能采储成本。 2)“3水室构建”是通过双套管和中间隔离法兰实现的,让热采储循环水在打孔径3水室系统的上水室溢流到外水室,在外水室由上向下流通,通过系统外水室外壁与地下岩、土、水体热交换,向大地进行热能采集与存储,采集或存储热能后的循环水,由外水室回流到下水时,在由循环泵加压通过保温疏水套管泵出循环系统,供热泵机组供暖或制冷。 3)“外水室填砾”是通过填入纯净度较好的匀质角状砾料,以增 加填砾空隙率,确保循环水在外水室通透顺畅循环,与地下岩、土、 水体间通过孔壁充分、高效热交换。
4)“清水注入正压循环洗孔,替除泥浆建立循环系统”通过向循环系统注入清洁水源清水,形成正压逐步替换出上水室、外水室和下水室内的泥浆,从而实现3水室系统循环畅通,降低循环阻力,减少建设成本,规避孔壁坍塌,实现孔内循环清水与外孔岩,土,水的循环热交换采集热能。
此系统通过热泵集成技术高效地将地下岩土体的热量进行提取、转换、提升,通过末端给建筑物供暖和制冷(空调),地下岩土体的温度相对环境温度较高且基本恒定,能够稳定、持续的传导、储存和提供热能。地源热泵系统运行安全可靠,寿命长,高效节能,绿色环保,消耗1KW 的电能,可以制得4.5~5KW的热能。大孔地源换热系 统单孔换热功率高,系统孔数少,不存在普通小孔地源孔数量多、占地面积大、故障率高、衰减严重等问题。