CN105698419A - 一种寒区地温能开采装置 - Google Patents

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祁福利
赵东铭
郑拓飞
吕虹霖
刘光
李永利
李彪
王宏存
孟祥菲
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Heilongjiang Dragon Water International Geological Engineering Limited by Share Ltd
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    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/20—Geothermal collectors using underground water as working fluid; using working fluid injected directly into the ground, e.g. using injection wells and recovery wells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
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Abstract

一种寒区地温能开采装置属于地温能开发技术；在换热孔内设置芯管，在所述芯管与换热孔之间构成环形腔室，滤水管配装在芯管底端部上，水平埋管铺设在地面下，热补偿孔设置在换热孔外侧周边部位处，热泵进水管将环形腔室与热泵机组连通，循环泵出水管将循环泵与芯管连通，热泵出水管将热泵机组与水平埋管连通，循环泵进水管将热补偿孔与循环泵连通，补水管将水平埋管与热补偿孔连通，所述热补偿孔与换热孔的个数比为1∶n；本装置实现了寒区地温能开采中对换热孔处地温的补偿，避免和消除了地温场降落漏斗的形成，具有设计新颖、合理、结构简单、大幅度延长了换热孔使用寿命的特点。

Description

一种寒区地温能开采装置
技术领域
本发明创造属于地温能开发技术，主要涉及一种寒区地温能开采装置。
背景技术
在北方寒冷地区的地温能开发利用过程中，由于冬季气温低，地温能的开采造成换热孔附近地层温度降低，形成地温场降落漏斗，长此以往，该换热孔将不具有地温能开采利用的作用，而现有的地温能开采方法中还没有提温、补偿装置，使换热孔不能长期持续、有效地进行换热，缩短了换热孔的使用寿命，寒区地温能开发利用受到影响。
发明内容
本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，设计提供一种新结构的寒区地温能开采装置，通过为换热孔进行温度补偿的结构设计，达到持续、有效地开发利用地温能的目的。
本发明创造的基本设计是：一种寒区地温能开采装置包括换热孔、热泵机组和循环泵，在所述换热孔内设置芯管，在所述芯管外壁面与换热孔内壁面之间设有间距，构成环形腔室，滤水管配装在芯管底端部上，水平埋管铺设在地面下，在所述换热孔外侧周边部位处设置热补偿孔，热泵进水管将环形腔室与热泵机组连通，循环泵出水管将循环泵与芯管连通，热泵出水管将热泵机组与水平埋管连通，循环泵进水管将热补偿孔与循环泵连通，补水管将水平埋管与热补偿孔连通；所述热补偿孔与换热孔的个数比为1∶n。
本发明创造实现了寒区地温能开发过程中对换热孔处地温的补偿，避免和消除了地温场降落漏斗的形成，并综合利用地温能、地热能及太阳能等清洁能源，持续、有效地开采利用地温能。本装置设计新颖、合理，结构简单，使用可靠，节能减排效果好，大幅度延长了换热孔使用寿命，为我国广大北方寒冷地区的地温能持续、高效开发利用提供了技术支持。
附图说明
图1是一种寒区地温能开采装置总体结构示意图。
图中件号说明：
1、滤水管、2、芯管、3、换热孔、4、热泵进水管、5、热泵机组、6、循环泵、7、循环泵进水管、8、补水管、9、热补偿孔、10、水平埋管、11、热泵出水管、12、循环泵出水管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。一种寒区地温能开采装置包括换热孔3、热泵机组5和循环泵6，在所述换热孔3内设置芯管2，在所述芯管2外壁面与换热孔3内壁面之间设有间距，构成环形腔室，滤水管1配装在芯管2底端部上，水平埋管10铺设在地面下，在所述换热孔3外侧周边部位处设置热补偿孔9，热泵进水管4将环形腔室与热泵机组5连通，循环泵出水管12将循环泵6与芯管2连通，热泵出水管11将热泵机组5与水平埋管10连通，循环泵进水管7将热补偿孔9与循环泵6连通，补水管8将水平埋管10与热补偿孔9连通；所述热补偿孔9与换热孔3的个数比为1∶n。
夏季作业时，通过循环泵6从热补偿孔9深部抽取热水至芯管2中，芯管2中的热水流至其底部的滤水管1后，进入换热孔3孔内壁面与芯管3外壁面之间的环形腔室中，热水通过换热孔3孔壁与周围地层发生热传递作用，使地层温度升高，减小了冬季地温能开采造成的地温场漏斗；同时，从环形腔室中抽出的水通过热泵机组5进行制冷，制冷后的水流经地面下的水平埋管10时，经太阳辐射后，水温升高；再将提温后的水经补水管8注入到热补偿孔9中进一步提温。冬季作业时，以换热孔3地温能的开采利用为主，与此同时热补偿孔9也可作为换热孔直接开采利用地温能。

Claims (1)

1.一种寒区地温能开采装置，包括换热孔(3)、热泵机组(5)和循环泵(6)，其特征在于：在所述换热孔(3)内设置芯管(2)，在所述芯管(2)外壁面与换热孔(3)内壁面之间设有间距，构成环形腔室，滤水管(1)配装在芯管(2)底端部上，水平埋管(10)铺设在地面下，在所述换热孔(3)外侧周边部位处设置热补偿孔(9)，热泵进水管(4)将环形腔室与热泵机组(5)连通，循环泵出水管(12)将循环泵(6)与芯管(2)连通，热泵出水管(11)将热泵机组(5)与水平埋管(10)连通，循环泵进水管(7)将热补偿孔(9)与循环泵(6)连通，补水管(8)将水平埋管(10)与热补偿孔(9)连通；所述热补偿孔(9)与换热孔(3)的个数比为1∶n。
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王崇杰等: "《可再生能源利用技术》", 31 January 2014, 中国建材工业出版社 *

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