CN112033032A - 一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,其包括移动座,移动座包括移动底板,移动底板的顶部固定有竖向的支撑杆,支撑杆的上端固定有横向的安装板,所述安装板上设置有第一箱体、聚气机构、第一换热机构、清理机构和第二换热机构,所述聚气机构、所述第一换热机构和所述清理机构均安装于所述第一箱体上,所述第二换热机构位于所述第一箱体的一侧。本发明中整个装置不仅能够进行两次换热,充分利用地热水的热能和地热高温气的热能来加热水并对热水进行输送,方便回收使用,且能够长期保持在一个较好的换热状态,使用效果好,整个装置结构简单,制作成本低。
Description
技术领域
本发明涉及地热能回收利用领域,尤其涉及一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置。
背景技术
地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量,地球内部的温度高达7000℃,而在80至100公英里的深度处,温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面,运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。而传统的地热能利用输送装置大多只具备单一的换热方式,换热效果第,且大多利用换热管与地热水进行换热,然而,地热水中存在杂质在长期使用后,换热管上会吸附杂质导致了换热管与地热水的接触面积变小,使得换热效果变差,效率变低,使用寿命短,为此,需要改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,包括移动座,移动座包括移动底板,移动底板的顶部固定有竖向的支撑杆,支撑杆的上端固定有横向的安装板,所述安装板上设置有第一箱体、聚气机构、第一换热机构、清理机构和第二换热机构,所述聚气机构、所述第一换热机构和所述清理机构均安装于所述第一箱体上,所述第二换热机构位于所述第一箱体的一侧;
所述第一换热机构用于与地热水进行换热,所述聚气机构用于对地热产生的高温移动气流进行汇流后驱动所述清理机构工作来清除所述第一换热机构上附着的杂质,所述第二换热机构用于利用高温移动气流来进行二次换热。
优选地,所述第一箱体固定于安装板上,且第一箱体的内腔分为自上而下的聚气腔、低温水进水腔、换热腔和升温水出水腔,所述第一换热机构包括固定于换热腔内的多个竖向的吸热管,吸热管的上端与低温水进水腔连通,吸热管的下端与升温水出水腔连通;
所述吸热管上沿周向嵌装固定有多个竖向的吸热片,所述第一箱体的左侧固定有分别与低温水进水腔、换热腔连通的换热水进水管、地热水进水管,且第一箱体的右侧固定有分别与换热腔、升温水出水腔连通的地热水出水管、升温水出水管,所述地热水出水管上连接有固定于第二换热机构上的第一水泵。
优选地,所述清理机构包括转动安装于换热腔内的转动杆,所述转动杆的上端伸入聚气腔内并沿周向固定有叶片,所述转动杆的下端设置有位于安装板下方的往复螺纹,往复螺纹上螺纹套接有升降块,所述升降块的两端均固定有竖向的连接杆,所述连接杆的上端活动伸入换热腔内并固定有横向的升降板,所述升降板上设置有与吸热管对应的清理孔,吸热管活动插接于对应的清理孔内,且清理孔内固定有套装于吸热管上的刮环。
优选地,所述聚气机构包括滑动安装于聚气腔内的聚气斗,所述聚气斗的出气端朝向所述叶片设置,所述第一箱体的顶部设置有滑槽,且滑槽内转动安装有横向的螺纹杆,所述螺纹杆的左端固定有位于第一箱体左侧的旋钮,且螺纹杆上螺纹套接有滑动安装于滑槽内的螺母;
所述螺母的底部于聚气斗固定,且螺母的顶部固定有盖合于滑槽上端的盖板,所述第一箱体的左端固定有与聚气腔连通的高温地热气进气管,且第一箱体的右端固定有与聚气腔连通的高温地热气出气管。
优选地,所述第二换热机构包括固定于安装板顶部的第二箱体,第二箱体的上端与所述高温地热气出气管连通,所述第二箱体的内侧固定有换热盘管,换热盘管的一端与所述升温水出水管连通,换热盘管的另一端连接有固定于第二箱体上的第二水泵,所述第二箱体的下端固定并连通有排气管。
优选地,所述吸热片的一个侧边与吸热管的外侧面相平齐,吸热片的另一个侧边位于吸热管内,吸热片的热传导系数大于吸热管的热传导系数。
优选地,所述地热水进水管和换热水进水管上均设置有阀门,且移动底板的底部固定有多个万向轮。
优选地,所述安装板和所述第一箱体上均设置有与连接杆匹配的矩形孔,且连接杆滑动配合于矩形孔内,且矩形孔内固定有套装于连接杆上的橡胶密封圈。
优选地,所述移动底板的顶部固定有控制器和电源,且控制器的输出端与第一水泵和第二水泵均电连接,电源用于供能。
本发明中通过换热水进水管、第一水泵、换热腔、地热水出水管和吸热管的设置,能够在换热腔内与地热水进行热交换,在此过程中,设置的吸热片的换热系数大于吸热管的换热系数, 能够提高换热效率,通过升温水出水管、第二箱体和换热盘管的设置,能够与高温气体再次进行换热,使得换热效果好,能够充分的利用地热能。
本发明中通过聚气斗、叶片、转动杆、往复螺纹、升降块、连接杆、升降板和刮环的设置,能够利用高温气体的动能自动驱动刮环升降将附着在吸热管上的杂质清理掉,从而避免长期使用后杂质吸附在吸热管上影响吸热管的换热效果,进而使得装置长期处于一个较好的工作状态,且通过流动的高温地热气进行驱动,不需要额外耗能,十分节能环保。
本发明中通过旋钮、螺纹杆、螺母和聚气斗的设置,不仅能够用于对高温地热气进行汇流,且还能够根据需要调节聚气斗与叶片之间的距离,距离约小对叶片的冲击力越大,距离越大冲击力越小,从而能在需要时调节冲击力,使用灵活。
整个装置不仅能够进行两次换热,充分利用地热水的热能和地热高温气的热能来加热水并对热水进行输送,方便回收使用,且能够长期保持在一个较好的换热状态,使用效果好,整个装置结构简单,制作成本低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的第二换热机构示意图。
图3为本发明的升降板俯视示意图。
图4为本发明的聚气斗示意图。
图中标号:1移动座、101移动底板、102支撑杆、103安装板、2第一箱体、201聚气腔、202低温水进水腔、203换热腔、204升温水出水腔、3聚气机构、301高温地热气进气管、302高温地热气出气管、303螺纹杆、304螺母、305聚气斗、306旋钮、4第一换热机构、401吸热管、402吸热片、403地热水进水管、404升温水出水管、405第一水泵、406地热水出水管、407换热水进水管、5清理机构、501转动杆、502叶片、503升降块、504连接杆、505升降板、506刮环、6第二换热机构、601第二箱体、602换热盘管、603第二水泵、604排气管。
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。
参照图1-4,一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,包括移动座1,移动座1包括移动底板101,移动底板101的顶部固定有竖向的支撑杆102,支撑杆102的上端固定有横向的安装板103,安装板103上设置有第一箱体2、聚气机构3、第一换热机构4、清理机构5和第二换热机构6,聚气机构3、第一换热机构4和清理机构5均安装于第一箱体2上,第二换热机构6位于第一箱体2的一侧;
第一换热机构4用于与地热水进行换热,聚气机构3用于对地热产生的高温移动气流进行汇流后驱动清理机构5工作来清除第一换热机构4上附着的杂质,第二换热机构6用于利用高温移动气流来进行二次换热。
本实施方式中,第一箱体2固定于安装板103上,且第一箱体2的内腔分为自上而下的聚气腔201、低温水进水腔202、换热腔203和升温水出水腔204,第一换热机构4包括固定于换热腔203内的多个竖向的吸热管401,吸热管401的上端与低温水进水腔202连通,吸热管401的下端与升温水出水腔204连通;
吸热管401上沿周向嵌装固定有多个竖向的吸热片402,第一箱体2的左侧固定有分别与低温水进水腔202、换热腔203连通的换热水进水管407、地热水进水管403,且第一箱体2的右侧固定有分别与换热腔203、升温水出水腔204连通的地热水出水管406、升温水出水管404,地热水出水管406上连接有固定于第二换热机构6上的第一水泵405。
本实施方式中,清理机构5包括转动安装于换热腔203内的转动杆501,转动杆501的上端伸入聚气腔201内并沿周向固定有叶片502,转动杆501的下端设置有位于安装板103下方的往复螺纹,往复螺纹上螺纹套接有升降块503,升降块503的两端均固定有竖向的连接杆504,连接杆504的上端活动伸入换热腔203内并固定有横向的升降板505,升降板505上设置有与吸热管401对应的清理孔,吸热管401活动插接于对应的清理孔内,且清理孔内固定有套装于吸热管401上的刮环506。
本实施方式中,聚气机构3包括滑动安装于聚气腔201内的聚气斗305,聚气斗305的出气端朝向叶片502设置,第一箱体2的顶部设置有滑槽,且滑槽内转动安装有横向的螺纹杆303,螺纹杆303的左端固定有位于第一箱体2左侧的旋钮306,且螺纹杆303上螺纹套接有滑动安装于滑槽内的螺母304;
螺母304的底部于聚气斗305固定,且螺母304的顶部固定有盖合于滑槽上端的盖板,第一箱体2的左端固定有与聚气腔201连通的高温地热气进气管301,且第一箱体2的右端固定有与聚气腔201连通的高温地热气出气管302。
本实施方式中,第二换热机构6包括固定于安装板103顶部的第二箱体601,第二箱体601的上端与高温地热气出气管302连通,第二箱体601的内侧固定有换热盘管602,换热盘管602的一端与升温水出水管404连通,换热盘管602的另一端连接有固定于第二箱体601上的第二水泵603,第二箱体601的下端固定并连通有排气管604。
本实施方式中,吸热片402的一个侧边与吸热管401的外侧面相平齐,吸热片402的另一个侧边位于吸热管401内,吸热片402的热传导系数大于吸热管401的热传导系数,地热水进水管403和换热水进水管407上均设置有阀门,且移动底板101的底部固定有多个万向轮,安装板103和第一箱体2上均设置有与连接杆504匹配的矩形孔,且连接杆504滑动配合于矩形孔内,且矩形孔内固定有套装于连接杆504上的橡胶密封圈,移动底板101的顶部固定有控制器和电源,控制器的型号为ATMEGA16,且控制器的输出端与第一水泵405和第二水泵603均电连接,电源用于供能。
工作原理:本发明在使用时,将换热水进水管407接入需要换热的管道,将地热水进水管403接入高温地下水,将高温地热气进气管301接入地下高温气层,通过设置的第一水泵405能抽取高温地下水,高温地下水从地热水进水管403进入换热腔203内,之后从地热水出水管406处流出,在此过程中,换热水从换热水进水管407进入低温水进水腔202和吸热管401内,在换热腔203内与地热水进行热交换,在此过程中,设置的吸热片402的换热系数大于吸热管401的换热系数, 能够提高换热效率,之后升温的换热水通过升温水出水管404进入第二箱体601内与高温气体再次进行换热,使得换热效果好,能够充分的利用地热能。
而在高温气体流动的过程中,在聚气斗305的作用下,气流冲击叶片502,使得叶片502带动转动杆501转动,在往复螺纹的作用下,设置的升降块503周期性升降,进而使得连接杆504、升降板505和刮环506周期性升降,进而通过刮环506自动将附着在吸热管401上的杂质清理掉,从而避免长期使用后杂质吸附在吸热管401上影响吸热管401的换热效果,进而使得装置长期处于一个较好的工作状态,且通过流动的高温地热气进行驱动,不需要额外耗能,十分节能环保。
通过人力转动设置的旋钮306可以转动螺纹杆303,在螺纹的作用下设置的螺母304带动聚气斗305移动,进而可以根据需要调节聚气斗305与叶片502之间的距离,距离约小对叶片502的冲击力越大,距离越大冲击力越小,从而能在需要时调节冲击力,使用灵活。
整个装置不仅能够进行两次换热,充分利用地热水的热能和地热高温气的热能来加热水并对热水进行输送,方便回收使用,且能够长期保持在一个较好的换热状态,使用效果好,整个装置结构简单,制作成本低。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,包括移动座(1),移动座(1)包括移动底板(101),移动底板(101)的顶部固定有竖向的支撑杆(102),支撑杆(102)的上端固定有横向的安装板(103),其特征在于,所述安装板(103)上设置有第一箱体(2)、聚气机构(3)、第一换热机构(4)、清理机构(5)和第二换热机构(6),所述聚气机构(3)、所述第一换热机构(4)和所述清理机构(5)均安装于所述第一箱体(2)上,所述第二换热机构(6)位于所述第一箱体(2)的一侧;
所述第一换热机构(4)用于与地热水进行换热,所述聚气机构(3)用于对地热产生的高温移动气流进行汇流后驱动所述清理机构(5)工作来清除所述第一换热机构(4)上附着的杂质,所述第二换热机构(6)用于利用高温移动气流来进行二次换热。
2.根据权利要求1所述的一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,其特征在于,所述第一箱体(2)固定于安装板(103)上,且第一箱体(2)的内腔分为自上而下的聚气腔(201)、低温水进水腔(202)、换热腔(203)和升温水出水腔(204),所述第一换热机构(4)包括固定于换热腔(203)内的多个竖向的吸热管(401),吸热管(401)的上端与低温水进水腔(202)连通,吸热管(401)的下端与升温水出水腔(204)连通;
所述吸热管(401)上沿周向嵌装固定有多个竖向的吸热片(402),所述第一箱体(2)的左侧固定有分别与低温水进水腔(202)、换热腔(203)连通的换热水进水管(407)、地热水进水管(403),且第一箱体(2)的右侧固定有分别与换热腔(203)、升温水出水腔(204)连通的地热水出水管(406)、升温水出水管(404),所述地热水出水管(406)上连接有固定于第二换热机构(6)上的第一水泵(405)。
3.根据权利要求2所述的一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,其特征在于,所述清理机构(5)包括转动安装于换热腔(203)内的转动杆(501),所述转动杆(501)的上端伸入聚气腔(201)内并沿周向固定有叶片(502),所述转动杆(501)的下端设置有位于安装板(103)下方的往复螺纹,往复螺纹上螺纹套接有升降块(503),所述升降块(503)的两端均固定有竖向的连接杆(504),所述连接杆(504)的上端活动伸入换热腔(203)内并固定有横向的升降板(505),所述升降板(505)上设置有与吸热管(401)对应的清理孔,吸热管(401)活动插接于对应的清理孔内,且清理孔内固定有套装于吸热管(401)上的刮环(506)。
4.根据权利要求3所述的一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,其特征在于,所述聚气机构(3)包括滑动安装于聚气腔(201)内的聚气斗(305),所述聚气斗(305)的出气端朝向所述叶片(502)设置,所述第一箱体(2)的顶部设置有滑槽,且滑槽内转动安装有横向的螺纹杆(303),所述螺纹杆(303)的左端固定有位于第一箱体(2)左侧的旋钮(306),且螺纹杆(303)上螺纹套接有滑动安装于滑槽内的螺母(304);
所述螺母(304)的底部于聚气斗(305)固定,且螺母(304)的顶部固定有盖合于滑槽上端的盖板,所述第一箱体(2)的左端固定有与聚气腔(201)连通的高温地热气进气管(301),且第一箱体(2)的右端固定有与聚气腔(201)连通的高温地热气出气管(302)。
5.根据权利要求4所述的一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,其特征在于,所述第二换热机构(6)包括固定于安装板(103)顶部的第二箱体(601),第二箱体(601)的上端与所述高温地热气出气管(302)连通,所述第二箱体(601)的内侧固定有换热盘管(602),换热盘管(602)的一端与所述升温水出水管(404)连通,换热盘管(602)的另一端连接有固定于第二箱体(601)上的第二水泵(603),所述第二箱体(601)的下端固定并连通有排气管(604)。
6.根据权利要求2至4任一项所述的一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,其特征在于,所述吸热片(402)的一个侧边与吸热管(401)的外侧面相平齐,吸热片(402)的另一个侧边位于吸热管(401)内,吸热片(402)的热传导系数大于吸热管(401)的热传导系数。
7.根据权利要求2至4任一项所述的一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,其特征在于,所述地热水进水管(403)和换热水进水管(407)上均设置有阀门,且移动底板(101)的底部固定有多个万向轮。
8.根据权利要求3至4任一项所述的一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,其特征在于,所述安装板(103)和所述第一箱体(2)上均设置有与连接杆(504)匹配的矩形孔,且连接杆(504)滑动配合于矩形孔内,且矩形孔内固定有套装于连接杆(504)上的橡胶密封圈。
9.根据权利要求5所述的一种基于地表水体的浅层地热能利用的输送装置,其特征在于,所述移动底板(101)的顶部固定有控制器和电源,且控制器的输出端与第一水泵(405)和第二水泵(603)均电连接,电源用于供能。
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