專利名稱：利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(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)。 二
背景技術(shù)：
利用地下含水層蓄熱或蓄冷是人們探索蓄熱或蓄冷的一種途徑，《新能源》2000年 第22卷第12期作者高繼慧，橫山孝男，期刊QCode :xny200012037《利用地下蓄水層蓄熱 的清潔能源技術(shù)》一文就是其中一例，但是這些探索研究沒有進(jìn)入大規(guī)模的應(yīng)用實(shí)施，原因 在于地下水并非一個(gè)理想隔絕的池水，地下水的流動和熱交換降低了所存熱或冷的保溫性 能，而現(xiàn)有研究沒有對蓄熱區(qū)的地下水與蓄熱區(qū)外地下水隔離深入研究，以至于利用地下 含水層蓄熱或蓄冷沒有大規(guī)模推廣實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是避免蓄熱區(qū)1的地下水與蓄熱區(qū)外8的地下水的 對流和熱交換；蓄熱區(qū)地下水的水位不隨周圍地下水位的升降而升降；提高蓄熱區(qū)地下水 位，增大不含水的沙礫層的蓄熱利用率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在蓄熱區(qū)1的四周建設(shè)地下連續(xù)墻，阻止蓄熱區(qū)1的地下水從四周與蓄熱區(qū)外8的地下水對流和熱交換。或者打筑底井2，然后向筑底井2中注入堵漏劑，使得滲透的堵漏 劑與上石形成圓柱形的混凝體10，筑底井2數(shù)量和密度取決于堵漏漿的擴(kuò)散距離，使得從 相鄰的筑底井2擴(kuò)散的混凝體10相互重疊形成四周密閉的堵漏壩，阻止蓄熱區(qū)1內(nèi)的地下 水從四周與區(qū)域外的地下水對流和熱交換。地下連續(xù)墻或筑底井2的深度取決于巖層的深 度和蓄熱區(qū)1的設(shè)計(jì)深度。如果蓄熱區(qū)1底部滲漏，與蓄熱區(qū)外8的地下水相連通，則蓄熱 區(qū)1只能做蓄熱供熱用途。若蓄冷供冷或要提高蓄熱區(qū)地下水位，則需要在底部滲漏的蓄 熱區(qū)1構(gòu)筑防滲隔離底6。防滲隔離底6的構(gòu)筑方式是在蓄熱區(qū)1內(nèi)打筑底井2，向筑底井 2底注入堵漏漿，形成圓柱形的底部混凝體，相鄰的圓柱形底部混凝體相互重疊，使得底部 混凝體遍布蓄熱區(qū)1底部，形成防滲隔離底6阻止蓄熱區(qū)1的地下水向下滲漏，使得隔離帶 3和防滲隔離底6構(gòu)成相對封閉的蓄熱區(qū)1，蓄熱區(qū)1內(nèi)的地下水與區(qū)域外的地下水相互隔 絕，可以長期保持蓄熱區(qū)1的地下水位可以比蓄熱區(qū)外8的地下水位高。防滲隔離底6構(gòu) 筑完成后筑底井2用于抽取地下水供熱(或供冷)或向地下灌注回水之用。本發(fā)明的有益效果是用防滲隔離帶3阻止蓄熱區(qū)地下水從四周向蓄熱區(qū)外8滲漏、對流和熱交換，用底 部巖層或防滲隔離底6阻止蓄熱區(qū)地下水從底部向蓄熱區(qū)外8滲漏、對流和熱交換。四周 和底部密閉的蓄熱區(qū)1可以注入地下水提高蓄熱區(qū)1的地下水位，擴(kuò)大蓄熱區(qū)1的蓄熱能 力。水處理系統(tǒng)7可以減緩循環(huán)水中的雜質(zhì)阻塞含水層縫隙。四

圖1為蓄熱區(qū)俯視示意2為蓄熱區(qū)剖面示意圖附圖標(biāo)記對應(yīng)的部件名稱表編號名稱編號名稱編號名稱1滲漿井5蓄熱區(qū)含水層9蓄熱區(qū)外含水層2筑底井6防滲隔離底10混凝體
3隔離帶7水處理系統(tǒng)4蓄熱區(qū)8蓄熱區(qū)外
五具體實(shí)施例方式實(shí)施例1未來夏季供冷和冬季供熱用途，需建設(shè)兩個(gè)利用地下含水層蓄熱或蓄冷的蓄熱區(qū) 1，通過打第一口探測井，得知蓄熱區(qū)1巖層深度為100米，注入水泥漿，在其旁邊打井探測 得知蓄熱區(qū)1水泥漿滲透形成的柱形混凝土直徑達(dá)到3米，設(shè)計(jì)蓄熱區(qū)1為300米X 300米 見方，深度100米的區(qū)域。在邊長300米的正方形上每隔3米打滲漿井1，每口滲漿井1都 打到巖層，向打好滲漿井1中高壓注入水泥漿。施工完成后隔離帶3水泥漿凝固，隔離帶3 原有的地下土石間的縫隙被水泥擠占。向蓄熱區(qū)1地下注水，若蓄熱區(qū)地下水位高于蓄熱 區(qū)外8旁邊區(qū)域的地下水位，且長期保持不變，則表明打井滲透水泥漿已經(jīng)形成了密閉的 堵漏壩，巖層具備隔水性能，此蓄熱區(qū)地下水與區(qū)域外地下水相互隔絕。在已打井灌漿邊線 外40米的邊長380米的正方形邊線上再每隔3米打井灌漿，形成第二個(gè)堵漏壩，在兩堵堵 漏壩之間打多個(gè)滲漿井，從其中抽出地下水，高壓灌入水泥漿，以此形成具有保溫性能的隔 離帶3。在蓄熱區(qū)1內(nèi)打多個(gè)抽水井和注水井，利用此蓄熱區(qū)1冬季蓄冷，夏季供冷，也可以 利用此蓄熱區(qū)1夏季蓄熱，冬季供熱。若給蓄熱區(qū)1地下注水不能提升蓄熱區(qū)地下水位，且蓄熱區(qū)1內(nèi)地下水位與蓄熱 區(qū)外地下水位始終一致，則說明蓄熱區(qū)1的地下水沒有與蓄熱區(qū)外地下水相互隔離，此時(shí) 可以用于蓄熱供熱但不能用于蓄冷供冷。若一定要將其用于蓄冷供冷，則將蓄熱區(qū)1地面 設(shè)置點(diǎn)陣，點(diǎn)的間距為水泥漿的滲透深度，每個(gè)點(diǎn)打一口筑底井2，向筑底井2底部高壓灌 注水泥漿，蓄熱區(qū)1底部原有的地下土石間的縫隙被水泥擠占。向蓄熱區(qū)1地下注水測試 隔離性能，若蓄熱區(qū)地下水位高于蓄熱區(qū)外地下水位并能保持不變，說明蓄熱區(qū)1具備地 下水隔離性能。防滲隔離底6構(gòu)筑完成后筑底井2用于抽取地下水供熱(或供冷)或向地 下灌注回水之用。將來自熱源或冷源的熱水或冷水經(jīng)過水處理系統(tǒng)7去除雜質(zhì)后注入蓄熱區(qū)1地下 含水層，抽取蓄熱區(qū)1的地下水返回?zé)嵩椿蚶湓础３槿⌒顭釁^(qū)1高溫地下水給熱用戶供熱 或低溫地下水給冷用戶供冷，返回的水結(jié)果水處理系統(tǒng)7去除雜質(zhì)后注入蓄熱區(qū)1地下含水層。實(shí)施例2為了夏季供冷和冬季供熱用途，需建設(shè)兩個(gè)利用地下含水層蓄熱或蓄冷的蓄熱區(qū) 1，通過打第一 口探測井，得知蓄熱區(qū)1巖層深度為100米，注入N-N” -亞甲基雙丙烯酰胺漿，在其旁邊打井探測得知，蓄熱區(qū)1N-N”-亞甲基雙丙烯酰胺漿滲透形成的柱形混凝土直徑達(dá)到3米，設(shè)計(jì)蓄熱區(qū)1為300米X 300米見方，深度100米的區(qū)域。在邊長300米的正方 形上每隔3米打滲漿井1，每口滲漿井1都打到巖層，向打好滲漿井1中高壓注入N-N”-亞 甲基雙丙烯酰胺漿。施工完成后隔離帶3N-N”-亞甲基雙丙烯酰胺漿凝固，隔離帶3原有的 地下土石間的縫隙被N-N”-亞甲基雙丙烯酰胺擠占。向蓄熱區(qū)1地下注水，若蓄熱區(qū)地下 水位高于蓄熱區(qū)外8旁邊區(qū)域的地下水位，且長期保持不變，則表明打井滲透N-N” -亞甲 基雙丙烯酰胺漿已經(jīng)形成了密閉的堵漏壩，巖層具備隔水性能，此蓄熱區(qū)地下水與區(qū)域外 地下水相互隔絕。在已打井灌漿邊線外40米的邊長380米的正方形邊線上再每隔3米打 井灌漿，形成第二個(gè)堵漏壩，在兩層堵漏壩之間打多個(gè)滲漿井，從其中抽出地下水，高壓灌 入N-N”-亞甲基雙丙烯酰胺漿，以此形成具有保溫性能的隔離帶3。在蓄熱區(qū)1內(nèi)打多個(gè) 抽水井和注水井，利用此蓄熱區(qū)1冬季蓄冷，夏季供冷，也可以利用此蓄熱區(qū)1夏季蓄熱，冬 季供熱。若給蓄熱區(qū)1地下注水不能提升蓄熱區(qū)地下水位，且蓄熱區(qū)1內(nèi)地下水位與蓄熱 區(qū)外地下水位始終一致，則說明蓄熱區(qū)1的地下水沒有與蓄熱區(qū)外地下水相互隔離，此時(shí) 可以用于蓄熱但不能用于蓄冷供冷，只能用于蓄熱供熱。若一定要將其用于蓄冷供冷，則將 蓄熱區(qū)1地面設(shè)置點(diǎn)陣，點(diǎn)的間距以N-N”-亞甲基雙丙烯酰胺漿的滲透深度，每個(gè)點(diǎn)打一 口筑底井2，向筑底井2底部高壓灌注N-N”-亞甲基雙丙烯酰胺漿，蓄熱區(qū)1底部原有的 地下上石間的縫隙被N-N”-亞甲基雙丙烯酰胺擠占。向蓄熱區(qū)1地下注水測試隔離性能， 若蓄熱區(qū)地下水位高于蓄熱區(qū)外地下水位并能保持不變，說明蓄熱區(qū)1具備地下水隔離性 能。防滲隔離底6構(gòu)筑完成后筑底井2用于抽取地下水供熱(或供冷)或向地下灌注回水 Z用ο將來自熱源或冷源的熱水或冷水經(jīng)過水處理系統(tǒng)7去除雜質(zhì)后注入蓄熱區(qū)1地下 含水層、抽取蓄熱區(qū)1的地下水返回?zé)嵩椿蚶湓?，抽取蓄熱區(qū)1高溫地下水給熱用戶供熱或 低溫地下水給冷用戶供冷，返回的回水經(jīng)過水處理系統(tǒng)7去除雜質(zhì)后注入蓄熱區(qū)1地下含水層。實(shí)施例3在蓄熱區(qū)1四周開挖灌漿槽，挖掘深度達(dá)到巖石。在開挖號的灌漿槽的底部和兩 端放置有孔的管子，向灌漿槽內(nèi)灌注防滲混凝土，在蓄熱區(qū)1四周形成地下連續(xù)防滲墻澆 注完成后向有孔的管子高壓灌注水泥漿。向蓄熱區(qū)1地下注水，若蓄熱區(qū)地下水位高于蓄 熱區(qū)外8的地下水位，且長期保持不變，則表明此蓄熱區(qū)地下水與區(qū)域外地下水相互隔絕。 在已構(gòu)筑的地下連續(xù)墻外40米的邊長再構(gòu)筑第二堵地下連續(xù)墻，在兩堵地下連續(xù)墻之間 打多個(gè)滲漿井，從其中抽出地下水，高壓灌入水泥漿，以此形成具有保溫性能的隔離帶3。則 利用此蓄熱區(qū)1冬季蓄冷，夏季供冷。也可以利用此蓄熱區(qū)1夏季蓄熱，冬季供熱。若給蓄熱區(qū)1地下注水不能提升蓄熱區(qū)地下水位，且蓄熱區(qū)1內(nèi)地下水位與蓄熱 區(qū)外地下水位始終一致，則說明蓄熱區(qū)1的地下水沒有與蓄熱區(qū)外地下水相互隔離，此時(shí) 可以用于蓄熱但不能用于蓄冷供冷，只能用于蓄熱供熱。若一定要將其用于蓄冷供冷，若筑 底井2的水泥漿滲透深度為4米，則將蓄熱區(qū)1地面設(shè)置為相隔4米的點(diǎn)陣，每個(gè)點(diǎn)有一 口 滲漿井1，在井底高壓注入水泥漿，水泥漿在井底擴(kuò)散。完成后向蓄熱區(qū)1地下注水測試隔 離性能，若蓄熱區(qū)地下水位高于蓄熱區(qū)外地下水位并能保持一個(gè)月以上，說明蓄熱區(qū)1具備地下水隔離性能?？捎糜谛罾涔├?。 將來自熱源或冷源的熱水或冷水經(jīng)過水處理系統(tǒng)7去除雜質(zhì)后注入蓄熱區(qū)1地下含水層抽取蓄熱區(qū)1的地下水返回?zé)嵩椿蚶湓矗槿⌒顭釁^(qū)1高溫地下水給熱用戶供熱或 低溫地下水給冷用戶供冷，返回的水經(jīng)過水處理系統(tǒng)7去除雜質(zhì)后注入蓄熱區(qū)1地下含水層。
權(quán)利要求
利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)，將來自熱源或冷源的熱水或冷水注入蓄熱區(qū)含水層(5)，抽取蓄熱區(qū)的地下水返回?zé)嵩椿蚶湓?，抽取蓄熱區(qū)高溫地下水給熱用戶供熱或低溫地下水給冷用戶供冷，返回的水注入蓄熱區(qū)地下含水層，其特征在于蓄熱區(qū)(4)地下水與蓄熱區(qū)外(8)的地下水相互隔離。
2.按照權(quán)利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)，其特征在于注 入地下的水先經(jīng)過水處理系統(tǒng)(7)去除雜質(zhì)。
3.按照權(quán)利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)，其特征在于蓄 熱區(qū)四周設(shè)置隔離帶(3)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)，其特征在 于隔離帶(3)原有的地下土石間的間隙被堵漏劑擠占。
5.按照權(quán)利要求4所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)，其特征在于隔 離帶至少有一堵地下連續(xù)墻阻止蓄熱區(qū)地下水從四周向外滲漏。
6.按照權(quán)利要求4所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)，其特征在于隔 離帶地下連續(xù)墻澆筑前在其底部和兩端設(shè)置相互連通的有孔的管，連續(xù)墻澆注后向有孔的 管中高壓灌注堵漏劑。
7.按照權(quán)利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)，其特征在于蓄 熱區(qū)的底層設(shè)有防滲隔離底(6)。
8.按照權(quán)利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)，其特征在于防 滲隔離底(5)原有地下上石間隙被堵漏劑擠占。
9.按照權(quán)利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)的防滲隔離底 的構(gòu)筑方式，在蓄熱區(qū)(4)內(nèi)打筑底井(2)，筑底井(2)的深度為隔離帶的高度，其特征在于 向筑底井(2)底部高壓灌注堵漏劑，防滲隔離底(5)構(gòu)筑完成后筑底井(2)可用于抽取地 下水供熱或供冷、向地下灌注回水之用。
10.按照權(quán)利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)，其特征在于 蓄熱區(qū)地下水水位高于蓄熱區(qū)外地下水水位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統(tǒng)，對蓄熱區(qū)地下含水層設(shè)施有效隔離和保溫，提高利用地下含水層蓄熱供熱或者蓄冷供冷的保溫性能，減少熱能或冷能的損失，蓄熱區(qū)地下水位可以不受周邊地下水位的升降影響。
文檔編號E21B33/13GK101818957SQ20101015508
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者邢玉明 申請人:邢玉明