CN110410849A - 一种新型中深层地热能单项供暖系统 - Google Patents

一种新型中深层地热能单项供暖系统 Download PDF

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赵志民
纪长绪
郑学武
谢泽容
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
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Abstract

本发明属于供暖系统技术领域，尤其为一种新型中深层地热能单项供暖系统，包括微泡轻质混凝土保温管、内管、外管、集水回水装置、配水输水装置、检查井和末端取水用户，所述集水回水装置的输出端连接有所述微泡轻质混凝土保温管，所述微泡轻质混凝土保温管埋设在地面以下并延伸至温度平衡层，使用了微泡混凝土特种钢管，其保温性能极高、热量损失极少，系统只采用地下一次热网；回水再通过集水回水装置直接输送到地下，依此反复循环，整个系统处于密闭式循环状态，其优点是充分利用了地热高温、大量减少了中间换热设备和零部件的热损环节、简化了系统、减少了故障、提高了热效率、降低了成本、供暖效果更加理想。

Description

一种新型中深层地热能单项供暖系统
技术领域
本发明属于供暖系统技术领域，尤其为一种新型中深层地热能单项供暖系统。
背景技术
现阶段使用的中深层地热能供热系统中，由于温度低和管控技术方式落后，仍然在使用二次网采热换热系统，即由地下换热器吸热、由地面专用热交换器进行二次换热，最后将热交换后的热水再输送到用户进行散热。其优点是末端出现故障时便于控制、便于维修，对整个系统运行影响小。其缺点是二次网换热时专用换热设备多、管道长、安装复杂、占地空间大，运行循环多、热量损失严重，由于运行设备多故障率偏高，对供热效果影响大。
传统的地热能深埋于地下的热力钢管均采用石油钻进技术石油套管材料，钢材为J55特种钢，其仅考虑解决了耐腐蚀、耐高温、耐高压问题，管内充满专用热导材料解决热能的采集、输送，但对温度平衡层以上热损没有任何措施，致3000米深处近95度的热能采集、输送到地面时仅剩60度，热能损失较大。
发明内容
本发明提供了一种新型中深层地热能单项供暖系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型中深层地热能单项供暖系统，包括微泡轻质混凝土保温管、内管、外管、集水回水装置、配水输水装置、检查井和末端取水用户，所述集水回水装置的输出端连接有所述微泡轻质混凝土保温管，所述微泡轻质混凝土保温管埋设在地面以下并延伸至温度平衡层，所述微泡轻质混凝土保温管的下端连接有所述外管，所述外管延伸至地下三千米深度，所述外管的内部设有所述内管，所述内管向上延伸至所述检查井中，且贯穿所述微泡轻质混凝土保温管，所述内管连接在所述配水输水装置中，所述配水输水装置的输出端连接在所述末端取水用户中，所述末端取水用户的输出端连接在所述集水回水装置中。
优选的，所述内管和外管均采用J55钢管。
优选的，所述微泡轻质混凝土保温管由内外分布的外管和微泡轻质混凝土层组成，所述微泡轻质混凝土层位于温度平衡层之上。
优选的，所述微泡轻质混凝土层的厚度至少为25cm。
优选的，所述外管的外管入口与所述集水回水装置的输出端连接。
优选的，所述内管的内管出口与所述末端取水用户的输入端连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在本新型中深层地热能单项供暖系统中，使用了微泡混凝土特种钢管，其保温性能极高、热量损失极少，系统只采用地下一次热网，通过配水输水装置直接输送到用户；回水再通过集水回水装置直接输送到地下，依此反复循环，整个系统处于密闭式循环状态，其优点是充分利用了地热高温、大量减少了中间换热设备和零部件的热损环节、简化了系统、减少了故障、提高了热效率、降低了成本、供暖效果更加理想，在同等地域同等条件下可节约初投资30％以上，对深埋地下热能损失较大部分的管网采用微泡轻质混凝土特种钢管，从而达到了提高温度减少热损的目的，经实验测试可提高热能20度左右，即将3000米深处95度的热能采集、输送到地面仍可保持在80-85度左右。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中微泡轻质混凝土保温管的分布示意图；
图3为本发明中微泡轻质混凝土保温管的结构示意图。
图中：1、微泡轻质混凝土保温管；11、微泡轻质混凝土层；2、内管；201、内管出口；3、外管；301、外管入口；4、集水回水装置；5、配水输水装置；6、检查井；7、末端取水用户。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
实施例1
请参阅图1-3，本发明提供以下技术方案：一种新型中深层地热能单项供暖系统，包括微泡轻质混凝土保温管1、内管2、外管3、集水回水装置4、配水输水装置5、检查井6和末端取水用户7，集水回水装置4的输出端连接有微泡轻质混凝土保温管1，微泡轻质混凝土保温管1埋设在地面以下并延伸至温度平衡层，微泡轻质混凝土保温管1的下端连接有外管3，外管3延伸至地下三千米深度，外管3的内部设有内管2，内管2向上延伸至检查井6中，且贯穿微泡轻质混凝土保温管1，内管2连接在配水输水装置5中，配水输水装置5的输出端连接在末端取水用户7中，末端取水用户7的输出端连接在集水回水装置4中。
本实施方案中：集水回水装置4的输出端连接有微泡轻质混凝土保温管1，微泡轻质混凝土保温管1埋设在地面以下并延伸至温度平衡层，微泡轻质混凝土保温管1的下端连接有外管3，外管3延伸至地下三千米深度，使用了微泡轻质混凝土保温管1，其保温性能极高、热量损失极少，系统只采用地下一次热网，通过配水输水装置直接输送到用户；内管2向上延伸至检查井6中，且贯穿微泡轻质混凝土保温管1，内管2连接在配水输水装置5中，配水输水装置5的输出端连接在末端取水用户7中，末端取水用户7的输出端连接在集水回水装置4中，回水再通过集水回水装置直接输送到地下，依此反复循环，整个系统处于密闭式循环状态，其优点是充分利用了地热高温、大量减少了中间换热设备和零部件的热损环节、简化了系统、减少了故障、提高了热效率、降低了成本、供暖效果更加理想，在同等地域同等条件下可节约初投资30％以上，对深埋地下热能损失较大部分的管网采用微泡轻质混凝土保温管1，从而达到了提高温度减少热损的目的，经实验测试可提高热能20度左右，即将3000米深处95度的热能采集、输送到地面仍可保持在80-85度左右。
具体的，内管2和外管3均采用J55钢管；具有耐腐蚀、耐高温、耐高压的特点。
具体的，微泡轻质混凝土保温管1由内外分布的外管3和微泡轻质混凝土层11组成，微泡轻质混凝土层11位于温度平衡层之上；对深埋地下热能损失较大部分，即温度平衡层之上的管网采用微泡轻质混凝土保温管1，温度平衡层到地面的距离为400～500米，从而达到了提高温度减少热损的目的，经实验测试可提高热能20度左右，即将3000米深处95度的热能采集、输送到地面仍可保持在80-85度左右。
具体的，微泡轻质混凝土层11的厚度至少为25cm；通过较厚的微泡轻质混凝土层11起到良好的保温作用，大大减少热量的散失。
具体的，外管3的外管入口301与集水回水装置4的输出端连接，内管2的内管出口201与末端取水用户7的输入端连接；集水回水装置4通过外管入口301将水到入到外管3中，到达外管3的底部，获取地热能，然后热水从内管2中泵出，输入到配水输水装置5中，然后输入至末端取水用户7进行使用，末端取水用户7再将水输入到集水回水装置4中，形成循环。
本发明的工作原理及使用流程：集水回水装置4通过外管入口301将水到入到外管3中，到达外管3的底部，获取地热能，然后热水从内管2中泵出，输入到配水输水装置5中，然后输入至末端取水用户7进行使用，末端取水用户7再将水输入到集水回水装置4中，形成循环，系统只采用地下一次热网，通过配水输水装置5直接输送到用户；回水再通过集水回水装置4直接输送到地下，依此反复循环，整个系统处于密闭式循环状态，其优点是充分利用了地热高温、大量减少了中间换热设备和零部件的热损环节、简化了系统、减少了故障、提高了热效率、降低了成本、供暖效果更加理想，在同等地域同等条件下可节约初投资30％以上，对深埋地下热能损失较大部分的管网采用微泡轻质混凝土保温管1，从而达到了提高温度减少热损的目的，经实验测试可提高热能20度左右，即将3000米深处95度的热能采集、输送到地面仍可保持在80-85度左右。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型中深层地热能单项供暖系统，其特征在于：包括微泡轻质混凝土保温管(1)、内管(2)、外管(3)、集水回水装置(4)、配水输水装置(5)、检查井(6)和末端取水用户(7)，所述集水回水装置(4)的输出端连接有所述微泡轻质混凝土保温管(1)，所述微泡轻质混凝土保温管(1)埋设在地面以下并延伸至温度平衡层，所述微泡轻质混凝土保温管(1)的下端连接有所述外管(3)，所述外管(3)延伸至地下三千米深度，所述外管(3)的内部设有所述内管(2)，所述内管(2)向上延伸至所述检查井(6)中，且贯穿所述微泡轻质混凝土保温管(1)，所述内管(2)连接在所述配水输水装置(5)中，所述配水输水装置(5)的输出端连接在所述末端取水用户(7)中，所述末端取水用户(7)的输出端连接在所述集水回水装置(4)中。
2.根据权利要求1所述的一种新型中深层地热能单项供暖系统，其特征在于：所述内管(2)和外管(3)均采用J55钢管。
3.根据权利要求1所述的一种新型中深层地热能单项供暖系统，其特征在于：所述微泡轻质混凝土保温管(1)由内外分布的外管(3)和微泡轻质混凝土层(11)组成，所述微泡轻质混凝土层(11)位于温度平衡层之上。
4.根据权利要求3所述的一种新型中深层地热能单项供暖系统，其特征在于：所述微泡轻质混凝土层(11)的厚度至少为25cm。
5.根据权利要求1所述的一种新型中深层地热能单项供暖系统，其特征在于：所述外管(3)的外管入口(301)与所述集水回水装置(4)的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的一种新型中深层地热能单项供暖系统，其特征在于：所述内管(2)的内管出口(201)与所述末端取水用户(7)的输入端连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113883735A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 万江新能源集团有限公司 一种利用工质相变吸热的深井换热热泵系统

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