CN108120038A - 地热深井近零温降换热系统 - Google Patents

Abstract

一种地热深井近零温降换热系统。其包括保温绝热段换热管、换热段换热管、丝扣管件、完全防水式保温材料、循环管路和抽水泵。本发明提供的地热深井近零温降换热系统是利用土壤和岩石的梯度升温规律，将一定的温度层划定为中间分界点，上半部为保温绝热段，进行保温处理，从而降低换热效率。下半部为换热段，让岩石和土壤热量尽可能多地传导到冷水中，加热冷水。这样的分层设计，避免了单一的保温结构导致的换热量不足的缺陷，也避免了单一的散热型管材导致的热量的大量损失，这两种情况都会严重影响深井地热井的换热效率。另外，本发明还具有可重复使用，使用寿命长、耐腐蚀、下井和提井效率高、成本低等优点。

Description

地热深井近零温降换热系统

技术领域

本发明属于地热换热技术领域，特别是涉及一种地热深井近零温降换热系统。

背景技术

地热深井换热技术是一种利用换热不换水的原理，以此来解决对地下水资源的依赖，杜绝地下水位下降、地下水污染、热污染等问题的方法，但是，由于核心的换热技术没有突破，因此存在着丢温严重、循环量小等缺陷，直接导致井内换热效率偏低，严重影响其经济效益，并因此影响了开发的积极性。地热的可持续开发、环保开发是对地热能利用的必然之路，因此对原有的换热技术必须进行突破。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够保证地热深井内热量接近完全交换到地面用户的地热深井近零温降换热系统。

为了达到上述目的，本发明提供的地热深井近零温降换热系统包括：保温绝热段换热管、换热段换热管、丝扣管件、完全防水式保温材料、循环管路和抽水泵；其中保温绝热段换热管位于地热深井的钢制井壁管的内上部，上端位于井口处；换热段换热管位于钢制井壁管的内下部，上端与保温绝热段换热管的下端间通过丝扣管件连接，保温绝热段换热管和换热段换热管的连接处称为中间分界点，中间分界点以上保温绝热段换热管对应的区域称为保温绝热段，中间分界点以下换热段换热管对应的区域称为换热段，换热段换热管的下端与地热深井井底间留有空隙；完全防水式保温材料包覆在保温绝热段换热管的外表面上；抽水泵上吸水口连接的吸入管路位于保温绝热段换热管内部，排水口通过排水管路与地面用户端相接；循环管路的一端与地面用户端相连，另一端位于钢制井壁管和保温绝热段换热管之间的空间。

所述的地热深井近零温降换热系统还包括一个连接在循环管路上的注水泵，用于将来自地面用户端且通过循环管路流动的冷水提供给位于钢制井壁管和保温绝热段换热管之间的空间。

所述的保温绝热段换热管和换热段换热管均由一至多节首尾相连的短管组成，相邻短管之间通过丝扣管件。

本发明提供的地热深井近零温降换热系统是利用土壤和岩石的梯度升温规律，将一定的温度层划定为中间分界点，上半部为保温绝热段，进行保温处理，以防止出现温降，从而降低换热效率。下半部为换热段，让岩石和土壤热量尽可能多地传导到冷水中，加热冷水。这样的分层设计，避免了单一的保温结构导致的换热量不足的缺陷，也避免了单一的散热型管材导致的热量的大量损失，这两种情况都会严重影响深井地热井的换热效率。另外，本发明还具有可重复使用，使用寿命长、耐腐蚀、下井和提井效率高、成本低等优点。

附图说明

图1为本发明提供的地热深井近零温降换热系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的地热深井近零温降换热系统进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的地热深井近零温降换热系统包括：保温绝热段换热管1、换热段换热管2、丝扣管件3、完全防水式保温材料4、循环管路5和抽水泵6；其中保温绝热段换热管1位于地热深井的钢制井壁管7的内上部，上端位于井口处；换热段换热管2位于钢制井壁管7的内下部，上端与保温绝热段换热管1的下端间通过丝扣管件3连接，保温绝热段换热管1和换热段换热管2的连接处称为中间分界点，中间分界点以上保温绝热段换热管1对应的区域称为保温绝热段，中间分界点以下换热段换热管2对应的区域称为换热段，换热段换热管2的下端与地热深井井底8间留有空隙；完全防水式保温材料4包覆在保温绝热段换热管1的外表面上；抽水泵6上吸水口连接的吸入管路位于保温绝热段换热管1内部，排水口通过排水管路与地面用户端9相接；循环管路5的一端与地面用户端9相连，另一端位于钢制井壁管7和保温绝热段换热管1之间的空间。

所述的地热深井近零温降换热系统还包括一个连接在循环管路5上的注水泵10，用于将来自地面用户端9且通过循环管路5流动的冷水11提供给位于钢制井壁管7和保温绝热段换热管1之间的空间。

所述的保温绝热段换热管1和换热段换热管2均由一至多节首尾相连的短管组成，相邻短管之间通过丝扣管件3。

现将本发明提供的地热深井近零温降换热系统的工作原理阐述如下：以来自地面用户端9且通过循环管路5流动的冷水11作为换热介质，在重力或注水泵10提供的压力作用下，该冷水11将流入保温绝热段换热管1及换热段换热管2与钢制井壁管7之间的空间，换热段内高温岩石及土壤产生的热量将以热传导方式传给钢制井壁管7，钢制井壁管7再将热量传给位于钢制井壁管7和换热段换热管2之间空间中的冷水11，由此将这部分冷水11加热成热水12，继而该热水12通过换热段换热管2下端与地热深井井底8间的空隙流入换热段换热管2内部，之后流入向上流入保温绝热段换热管1内部，然后利用抽水泵6通过吸入管路将热水12从保温绝热段换热管1内抽出，并通过排水管路提供给地面用户端9，热水12在地面用户端9内进行热量交换后又变成冷水11，最后通过循环管路5重新流回到地热深井内，如此循环。在此过程中，由于完全防水式保温材料4包覆在保温绝热段换热管1的外表面上，因此能够使热水12的温度损失减少到最小。

Claims (3)

1.一种地热深井近零温降换热系统，其特征在于：所述的地热深井近零温降换热系统包括：保温绝热段换热管(1)、换热段换热管(2)、丝扣管件(3)、完全防水式保温材料(4)、循环管路(5)和抽水泵(6)；其中保温绝热段换热管(1)位于地热深井的钢制井壁管(7)的内上部，上端位于井口处；换热段换热管(2)位于钢制井壁管(7)的内下部，上端与保温绝热段换热管(1)的下端间通过丝扣管件(3)连接，保温绝热段换热管(1)和换热段换热管(2)的连接处称为中间分界点，中间分界点以上保温绝热段换热管(1)对应的区域称为保温绝热段，中间分界点以下换热段换热管(2)对应的区域称为换热段，换热段换热管(2)的下端与地热深井井底(8)间留有空隙；完全防水式保温材料(4)包覆在保温绝热段换热管(1)的外表面上；抽水泵(6)上吸水口连接的吸入管路位于保温绝热段换热管(1)内部，排水口通过排水管路与地面用户端(9)相接；循环管路(5)的一端与地面用户端(9)相连，另一端位于钢制井壁管(7)和保温绝热段换热管(1)之间的空间。

2.根据权利要求1所述的地热深井近零温降换热系统，其特征在于：所述的地热深井近零温降换热系统还包括一个连接在循环管路(5)上的注水泵(10)，用于将来自地面用户端(9)且通过循环管路(5)流动的冷水(11)提供给位于钢制井壁管(7)和保温绝热段换热管(1)之间的空间。

3.根据权利要求1所述的地热深井近零温降换热系统，其特征在于：所述的保温绝热段换热管(1)和换热段换热管(2)均由一至多节首尾相连的短管组成，相邻短管之间通过丝扣管件(3)。