CN109780610A - 一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统，该热能利用系统包括：包括：至少一根输入管桩与位于地面下的换热腔室连通，换热腔室与至少一根输出管桩连通，输出管桩与地面上的换热管网连接，换热管网的顶部设有排风管。本发明通过将空气引入位于地底的换热腔室，再通过换热管网进行换热，能够以较低的成本实现地热的利用。经过换热后的空气从排风管直接排入大气，减少了水循环的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及热能利用技术领域，尤其涉及一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统。
背景技术
目前，在地热能利用领域现有技术中进入实用的方案是循环采取地下40～50℃热水进行供暖，但是该方案对地形的要求较高，仅适用于温泉资源较为丰富的地域。在地底一定范围内，大致处在13～25℃恒温条件下，再每下降100米，温度大致增加3～6℃，利用地底的热能进行构建物的温度调节，是一项清洁和环保的能源利用方式。
因此，针对以上不足，需要提供一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决的利用地热进行供暖热能利用率不高的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统，包括：至少一根输入管桩与位于地面下的换热腔室连通，换热腔室与至少一根输出管桩连通，输出管桩与地面上的换热管网连接，换热管网的顶部设有排风管。
进一步，在输入管桩设有鼓风机和\或在排风管设有抽风机。
进一步，在输出管桩与换热管网之间设有空气源热泵，空气源热泵的空气换热器位于输出管桩与换热管网之间的管道内；
或者在排风管设有空气源热泵，空气源热泵的空气换热器位于排风管内。
进一步，所述的换热管网安装在构建物内，换热管网内设有至少一根竖直的换热管。
进一步，在换热管网内还设有至少一根横向的换热管。
进一步，所述的换热腔室上方设有顶盖层，下方设有底垫层，顶盖层和底垫层通过向地底灌注水泥砂浆后形成。
进一步，所述的水泥砂浆为导热缓凝水泥砂浆。
进一步，换热腔室采用清水压裂或支撑剂压裂形成。
进一步，输入管桩位于换热腔室一端的边缘，输出管桩位于换热腔室另一端的边缘，在输入管桩与输出管桩之间设有封闭管桩。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：通过将空气引入位于地底的换热腔室，再通过换热管网进行换热，能够以较低的成本实现地热的利用。经过换热后的空气从排风管直接排入大气，减少了水循环的能耗。并且对换热腔室的水密性也要求不高，大幅降低施工难度。优选的方案中，由于从换热腔室经过换热的空气温度高于大气的温度，因此这些热风也是空气源热泵的较佳换热介质，与空气源热泵配合后，能够提供较高温度的热水用于取暖，也能够较大程度的降低空气源热泵的能耗。采用封闭管桩的结构，能够扩大换热腔室的容积，并增大空气换热行程。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统结构示意图。
图中：输入管桩101，输出管桩102，封闭管桩103，顶盖层2，底垫层3，换热腔室4，地面5，换热管网6，空气源热泵7，构建物8，集风管9，抽风机10，排风管11。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统，包括：至少一根输入管桩与位于地面下的换热腔室连通，换热腔室与至少一根输出管桩连通，输出管桩与地面上的换热管网连接，换热管网的顶部设有排风管。
优选的，在输入管桩设有鼓风机和\或在排风管设有抽风机；输入管桩设有鼓风机和\或在排风管设有抽风机。通常管桩的打入深度在地面以下10～1900米处。优选在50～500米，进一步优选在100～200米，通常确保换热后的空气温度在40～50℃。在这样的深度下，仅靠排风管的抽拔作用不足以实现空气的流动，因此根据管桩，包括输入管桩和输出管桩的深度，设置鼓风机和\或抽风机，以驱动空气的流动，与水循环的方案相比，驱动空气流动的方案能耗较低。
优选的，在输出管桩与换热管网之间设有空气源热泵，空气源热泵的空气换热器位于输出管桩与换热管网之间的管道内；在输出管桩与换热管网之间设有空气源热泵，空气源热泵的空气换热器密封的位于输出管桩与换热管网之间的管道内；由此结构，利用换热管网进行换热，热风的利用效率较高。有利于降低空气源热泵的能耗，或者以较小功率的空气源热泵生产更多的热水，热水温度在60～65℃，热水通过管路输送到构建物内的取暖管网进行取暖；
或者在排风管设有空气源热泵，空气源热泵的空气换热器位于排风管内。
优选的，所述的换热管网安装在构建物内，换热管网内设有至少一根竖直的换热管。
优选的，在换热管网内还设有至少一根横向的换热管。
优选的，所述的换热腔室上方设有顶盖层，下方设有底垫层，顶盖层和底垫层通过向地底灌注水泥砂浆后形成，在热能腔室外围半径30米处再次成型热能腔室，使两个热能腔室边缘部分交叉并连通，在压裂过程中，之前的管桩需持续进行保压辅助压裂施工，持续形成新的热能腔室并互相连通，随着热能腔室的逐步增加，热能腔室成型施工的风险大幅增加，通常互相连通的热能腔室不要超过5个。
优选的，所述的水泥砂浆为导热缓凝水泥砂浆。
优选的，换热腔室采用清水压裂或支撑剂压裂形成。
优选的，输入管桩位于换热腔室一端的边缘，输出管桩位于换热腔室另一端的边缘，在输入管桩与输出管桩之间设有封闭管桩。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统，其特征在于，包括：至少一根输入管桩与位于地面下的换热腔室连通，换热腔室与至少一根输出管桩连通，输出管桩与地面上的换热管网连接，换热管网的顶部设有排风管。
2.根据权利要求1所述的一种利用地底换热腔室的热能利用系统，其特征是：在输入管桩设有鼓风机和\或在排风管设有抽风机。
3.根据权利要求1所述的一种利用地底换热腔室的热能利用系统，其特征是：在输出管桩与换热管网之间设有空气源热泵，空气源热泵的空气换热器位于输出管桩与换热管网之间的管道内；
或者在排风管设有空气源热泵，空气源热泵的空气换热器位于排风管内。
4.根据权利要求1所述的一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统，其特征在于：所述的换热管网安装在构建物内，换热管网内设有至少一根竖直的换热管。
5.根据权利要求1所述的一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统，其特征在于：在换热管网内还设有至少一根横向的换热管。
6.根据权利要求1所述的一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统，其特征在于：所述的换热腔室上方设有顶盖层，下方设有底垫层，顶盖层和底垫层通过向地底灌注水泥砂浆后形成。
7.根据权利要求6所述的一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统，其特征在于：所述的水泥砂浆为导热缓凝水泥砂浆。
8.根据权利要求1所述的一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统，其特征在于：换热腔室采用清水压裂或支撑剂压裂形成。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种利用地热进行室内供暖的热能利用系统，其特征在于：输入管桩位于换热腔室一端的边缘，输出管桩位于换热腔室另一端的边缘，在输入管桩与输出管桩之间设有封闭管桩。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111023626A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-17 | 河北博纳德能源科技有限公司 | 分体式地源热泵变频机组装置 |
| CN111076269A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-28 | 河北博纳德能源科技有限公司 | 一种分体式地源热泵系统 |
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2017
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