CN107990575B - 地下循环式单井采热系统和群井互补的采热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种地下循环式单井采热系统和群井互补的采热系统；采用井内换热器通过循环介质吸收地下水的热量，主要解决利用深层地热井冬季供暖回灌效果不佳的问题，也可用在浅层水源热泵回灌效果不佳的地区。突出利用地层本身不同含水层水头压力差、温度差的特性，辅以必要的循环泵作为助力设备，在含水层之间进行换热，达到只采热不采水的目的，就解决了回灌难的问题。

Description

地下循环式单井采热系统和群井互补的采热系统
技术领域
本发明涉及地热能利用的技术领域，特别是涉及一种地下循环式单井采热系统和群井互补的采热系统。
背景技术
深层地热井取暖，主要利用深层地下水携带的地下热量来给地面上的房屋提供热量，现有的热量提取方式，一般是通过直接取水进行利用，热量被利用过的水需要进行回灌，由于地下压力比较大，回灌难度也很大，有些水回灌不了，就直接排放了，长期这样就会造成对地下水的滥采，一方面浪费水资源，另一方面还增加了乱排水的问题，为了更好的利用地热资源，有必要对这方面的技术方案进行改进和提升。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种地下循环式单井采热系统和群井互补的采热系统；主要解决利用深层地热井冬季供暖回灌效果不佳的问题，也可用在浅层水源热泵回灌效果不佳的地区。突出利用地层本身不同含水层水头压力差、温度差的特性，辅以必要的循环泵作为助力设备，在含水层之间进行换热，达到只采热不采水的目的，就解决了回灌难的问题。
本发明的技术方案如下：一种地下循环式单井采热系统，包括一口穿过地下若干层含水层和隔水层的深井，以及位于深井内的采热换热器，其特征是：该深井的井管在隔水层处对应的为不透水井管，在含水层处对应的为透水井管，所述的采热换热器包括外部的管体和内部换热管，采热换热器的管体外部设有与井管内壁之间进行封闭的井管内的内阻断部件，内阻断部件与不透水井管的位置对应，在采热换热器的管体上与含水层对应的部位设有循环水孔，采热换热器的管体的上端封闭，换热管的介质进出管穿出管体的上端面，采热换热器的管体的上端与井管之间封闭连接；
所述的循环水孔处安装有电磁阀门，该电磁阀门的控制线缆从管体的上端面穿出。
一种群井互补的采热系统，包括若干个前面所述的地下循环式单井采热系统，其特征是：所述的每个采热换热器的管体中部设有分割板，将管体内部分割成上下两段，在分割板上安装有循环促进泵，循环促进泵的进水口和出水口将上下连段连通；相邻的地下循环式单井采热系统的采热换热器的管体内的水的上下流向相反，相邻的地下循环式单井采热系统的深井等间距布置；该循环促进泵的电缆从管体内向上穿出管体的上端面。
本发明的技术效果是：
该发明的地下循环式单井采热系统，采用在深井中内置换热器采热，不用将深井中水抽出，利用换热器的管体将井下不同含水层之间连通，由于下面含水层的水压和水温高于上面的含水层的水压和水温，就会在管体内部产生自然向上的流动，这样就能给换热器的换热管提供流动的热源，利于换热管进行热交换采热，另外通过在管体的循环水孔上设置不同电磁阀阀门，能够切换不同含水层之间的连通，更利于水在井下进行循环换热，提升换热效率。
该发明的群井互补的采热系统，通过在单井的换热器管体内增设分割板和循环促进泵，能够控制单个换热器管体内水的流向，这样就能够控制在相邻的单井和上下含水层之间形成环流，这样更利于换热管进行热交换采热，发挥群井的互相协调的效果。
附图说明
图1为该地下循环式单井采热系统的纵向剖面结构原理图之一；
图2为该地下循环式单井采热系统的纵向剖面结构原理图之二；
图3为群井互补的采热系统的纵向剖面结构原理图；
图4为图3的局部放大示意图；
图中，1.含水层、2.隔水层、3.井管及换热器管体的上端封盖、4.不透水井管、5.井管内阻断部件、6.透水井管、7.采热换热器的管体、8.采热换热器的内部换热管、9.电磁阀门及循环水孔、10.井外控制器、11.线缆、12.循环促进泵、12.分割板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：参见图1-2，图中一种地下循环式单井采热系统，包括一口穿过地下若干层含水层和隔水层的深井，以及位于深井内的采热换热器，其特征是：该深井的井管在隔水层处对应的为不透水井管，在含水层处对应的为透水井管，所述的采热换热器包括外部的管体和内部换热管，采热换热器的管体外部设有与井管内壁之间进行封闭的井管内的内阻断部件，内阻断部件与不透水井管的位置对应，在采热换热器的管体上与含水层对应的部位设有循环水孔，采热换热器的管体的上端封闭，换热管的介质进出管穿出管体的上端面，采热换热器的管体的上端与井管之间封闭连接；
所述的循环水孔处安装有电磁阀门，该电磁阀门的控制线缆从管体的上端面穿出，管体上不同的循环水孔对应不同的含水层，当含水层层数大于三层时，可以通过电磁阀门切换不同的两个含水层之间的连通，这样能够提升下面的循环更快，避免个别含水层吸水性不好，影响管体内水的正常流动，图1和图2分别表示不同含水层之间的水循环的示意。图中只是示意出对应不同含水层的循环水孔是单个的，根据实际工作需要也可以设置多个，均属于本发明专利的保护范围。
实施例二：参见图3-4，图中一种群井互补的采热系统，包括若干个实施例一所述的地下循环式单井采热系统，其特征是：所述的每个采热换热器的管体中部设有分割板，将管体内部分割成上下两段，在分割板上安装有循环促进泵，循环促进泵的进水口和出水口将上下连段连通；相邻的地下循环式单井采热系统的采热换热器的管体内的水的上下流向相反，相邻的地下循环式单井采热系统的深井等间距布置；该循环促进泵的电缆从管体内向上穿出管体的上端面。这样不同的深井之间借助循环促进泵、换热器的管体和不同的含水层之间会形成一个局部的环流。该循环泵能给管体的地下水在不同含水层之间的循环提供一个辅助的动力，不需要功率很大的。所述的循环水孔处安装有电磁阀门，该电磁阀门的控制线缆从管体的上端面穿出。
可以通过电磁阀切换不同含水层之间的环流，其作用与实施例一中的电磁阀作用相同。

Claims (2)

1.一种地下循环式单井采热系统，包括一口穿过地下若干层含水层和隔水层的深井，以及位于深井内的采热换热器，其特征是：该深井的井管在隔水层处对应的为不透水井管，在含水层处对应的为透水井管，所述的采热换热器包括外部的管体和内部换热管，采热换热器的管体外部设有与井管内壁之间进行封闭的井管内的内阻断部件，内阻断部件与不透水井管的位置对应，在采热换热器的管体上与含水层对应的部位设有循环水孔，采热换热器的管体的上端封闭，换热管的介质进出管穿出管体的上端面，采热换热器的管体的上端与井管之间封闭连接；
所述的循环水孔处安装有电磁阀门，该电磁阀门的控制线缆从管体的上端面穿出。
2.一种群井互补的采热系统，包括若干个权利要求1所述的地下循环式单井采热系统，其特征是：所述的每个采热换热器的管体中部设有分割板，将管体内部分割成上下两段，在分割板上安装有循环促进泵，循环促进泵的进水口和出水口将上下连段连通；相邻的地下循环式单井采热系统的采热换热器的管体内的水的上下流向相反，相邻的地下循环式单井采热系统的深井等间距布置；该循环促进泵的电缆从管体内向上穿出管体的上端面。
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