CN206478883U - 一种u型井地热混流换热循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种U型井地热混流换热循环系统，包括地热井换热循环系统和用户端换热系统，地热井换热循环系统包括地热井出水过滤混流罐、地热井回水过滤混流罐、地热井出水管和地热井回水管；用户端换热系统的换热装置包括用户端供水混流罐、用户端回水混流罐、用户端供水管和用户端回水管。热水从地热井出水管进入地热井出水过滤混流罐，经过滤后流入用户端供水混流罐，从用户端供水管流入用户设备进行供热；使用过后的水，经用户端回水管流入用户端回水混流罐进行混合换热，循环使用。本实用新型的U型井地热混流换热循环系统，采用全封闭循环系统，提高了地热能利用率，减小了功耗，降低了成本，且运行费用低。

Description

一种U型井地热混流换热循环系统

技术领域

本实用新型属于深层地热能与干热岩的系统技术领域，具体涉及一种U型井地热混流换热循环系统。

背景技术

联合国有关新能源报告显示：全球地热能源资源总量，相当于全球资源总消耗量的45万倍。放射性元素的衰变是地球热能的主要来源。运动的地球不断的储积和释放着能量。每年通过热传导散失，火山喷发，地震，温泉等释放大量的能量。大陆地壳一般厚度为30-70公里，地热梯度从上向下逐渐增高，一般每下100M，温度升高3℃，干热岩型地热既埋深至地下数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。由于大量的干热岩型地热得不到有效的利用，造成了能源的大量流失和浪费。

地热能是一种新的清洁能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用以及越来越收到人们的青睐。中国是中低温资源大国，全中国地热资源潜力占全球百分之8左右，如此庞大的地热资源为我国未来地热能源行业的发展奠定了良好的基础。全国主要沉积盆地距地表5000米以内储藏的地热能，据有关专家测算相当于2500亿吨标准煤热量。全国地热可开采资源量为每年68亿立方米，所含地热量为973万亿千焦尔。在地热利用规模上，我国近些年来一直位居世界首位，并以每年近10%的速度稳步增长。地热资源主要分布于构造活动带和大型沉积盆地之中，前者资源量较集中，如藏、滇、川和东南沿海以及辽东、胶东一带，后者资源分布面广，如京、津、陕、冀等地区，开发了利用地热资源对于缓解我国能源紧张的形势，改变能源结构，发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型和谐社会具有十分重要的意义。

目前我国地热井热能利用技术并不成熟，正处于开发、试验阶段，主要研究方向是用于发电，现有极少量的用于供热的案例也存在运行费用较高的问题。而国际上普遍采用单循环法获取地热能，存在着地热能利用率低等缺陷。因此，开发一种高效、经济的利用地热井热能的技术迫在眉睫。

中国实用新型专利CN205690487U提供了一种干热岩供暖装置，包括地下干热岩换热循环系统和地上供暖换热系统，该地下干热岩换热循环系统包括换热器和垂直竖井，垂直竖井包括内管，内管外部套接外管，内管向换热器注入经干热岩加热的热水，经换热器换热后的冷却水通过内管和外管之间的通道流入干热岩进行加热成热水进入内管；该地上供暖换热系统包括换热器和用户设备，换热器将热水送入用户设备后，经过用户设备的冷却水重新进入换热器进行换热，避免了水资源浪费、水质污染和潜在地质灾害，但是该地上供暖换热系统热能利用率低，且其动力泵设置在地下的热水管上，运行费用高。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在运行费用高和地热能利用率低的问题，本实用新型提供了一种U型井地热混流换热循环系统。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种U型井地热混流换热循环系统，包括地热井换热循环系统和用户端换热系统，所述地热井换热循环系统和用户端换热系统通过管道连通；

所述地热井换热循环系统包括地热井出水过滤混流罐、地热井回水过滤混流罐、电动调节阀Ⅰ、地热井出水管、地热井回水管和地热井循环泵；

所述地热井出水过滤混流罐与地热井回水过滤混流罐连通，所述电动调节阀Ⅰ安装在所述地热井出水过滤混流罐和地热井回水过滤混流罐之间，所述地热井出水管与地热井出水过滤混流罐连通，所述地热井回水管与地热井回水过滤混流罐连通，所述地热井循环泵安装在所述地热井回水管上；

所述用户端换热系统包括换热装置和用户设备，所述换热装置与用户设备通过管道连通，所述换热装置包括用户端供水混流罐、用户端回水混流罐、电动调节阀Ⅱ、用户端供水管、用户端回水管和用户端循环泵；

所述用户端供水混流罐与所述用户端回水混流罐连通，所述电动调节阀Ⅱ安装在所述用户端供水混流罐和用户端回水混流罐之间，所述用户端供水管一端与所述用户端供水混流罐连通，另一端与用户设备连通，所述用户端回水管一端与所述用户端回水混流罐连通，另一端与用户设备连通，所述用户端循环泵设置在所述用户端供水管上。

进一步地，上述地热井出水过滤混流罐和地热井回水过滤混流罐内分别设置有过滤孔板，且其底部分别设置有排污阀。

进一步地，上述地热井回水管上设置有地热井压力表。

进一步地，上述用户端供水混流罐内设置有辅助加热器。

进一步地，上述用户端回水管上设置有补水泵，所述补水泵连通软水箱，所述软水箱连通软水器。

进一步地，上述地热井出水管、用户端供水管和用户端回水管上分别设置有地热井温度表。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的U型井地热混流换热循环系统，从U型井一端向井中注入温度较低的水，注入的水通过取热罐外壁与周围中低温岩层换热, 产生了温度高达60-200℃的高温水, 并从U型井另一端输出，经处理后到达用户，循环过的水从初始端重新注入U型井，形成循环，以达到持续供热的目的，不抽取地下水，节约水资源；

2.本实用新型的U型井地热混流换热循环系统，在地上管道中设置动力泵进行抽水，不需要在地下设置潜水泵，运行费用低；

3.本实用新型的U型井地热混流换热循环系统，采用全封闭循环系统，提高了地热能利用率，减小了功耗，降低了成本。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型混流换热循环系统的示意图。

图中：1、地热井出水管；2、地热井循环泵；3、地热井温度表；4A、用户端供水混流罐；4B、用户端回水混流罐；4C、地热井出水过滤混流罐；4D、地热井回水过滤混流罐；5、地热井回水管；6、用户端供水管；7、用户端回水管；8、用户端循环泵；9、补水泵；10、软水箱；11、电动调节阀Ⅱ；12、地热井压力表；13、软水器；14、排污阀；15、过滤孔板；16、辅助加热器；17、电动调节阀Ⅰ。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

一种U型井地热混流换热循环系统，如图1，包括地热井换热循环系统和用户端换热系统，地热井换热循环系统和用户端换热系统通过管道连通。

地热井换热循环系统包括地热井出水过滤混流罐4C、地热井回水过滤混流罐4D、电动调节阀Ⅰ17、地热井出水管1、地热井回水管5和地热井循环泵2。

地热井出水过滤混流罐4C（400*1600mm）与地热井回水过滤混流罐4D（400*1600mm）连通，电动调节阀Ⅰ17安装在地热井出水过滤混流罐4C和地热井回水过滤混流罐4D之间，控制输水流量，以达到控温的目的。温度偏低时，关小电动调节阀，提高循环系统温度；反之则开大电动调节阀，降低温度。

地热井出水管1与地热井出水过滤混流罐4C连通，地热井回水管5与地热井回水过滤混流罐4D连通，地热井循环泵2安装在地热井回水管5上。在地上管道中设置动力泵进行抽水，不需要在地下设置潜水泵，运行费用低。

用户端换热系统包括换热装置和用户设备，换热装置与用户设备通过管道连通，换热装置包括用户端供水混流罐4A、用户端回水混流罐4B、电动调节阀Ⅱ11、用户端供水管6、用户端回水管7和用户端循环泵8。

用户端供水混流罐4A（400*160mm）与用户端回水混流罐4B（400*160mm）连通，电动调节阀Ⅱ11安装在用户端供水混流罐4A和用户端回水混流罐4B之间，控制输水流量，以达到控温的目的。用户端温度偏低时，关小电动调节阀，提高二次循环系统温度；反之则开大电动调节阀，降低温度。

用户端供水管6一端与用户端供水混流罐4A连通，另一端与用户设备连通，用户端回水管7一端与用户端回水混流罐4B连通，另一端与用户设备连通，用户端循环泵8设置在用户端供水管6上。热水在循环泵的作用下从用户端供水混流罐4A进入用户端供水管6，从用户端供水管6再流入用户设备进行供热，使用过后的水，经用户端回水管7流入用户端回水混流罐4B进行混合换热，循环使用。

地热井出水过滤混流罐4C和地热井回水过滤混流罐4D内分别设置有过滤孔板15，用于净化水质，且其底部分别设置有排污阀14，排出经过滤孔板15过滤的污浊物。

地热井回水管5上设置有地热井压力表12，监测地热井压力。地热井出水管1、用户端供水管6和用户端回水管7上分别设置有地热井温度表3，方便查看供水和回水温度。

用户端供水混流罐4A内设置有辅助加热器16（电加热或盆管换热器），以保持水温。用户端回水管7上设置有补水泵9，补水泵9连通软水箱10，软水箱10连通软水器13，管路中补入软化水，防止出现管道积留水垢、堵塞、热效率低等现象。

本实用新型的设计原理和工作过程：

从地表往干热岩中打两口井，铺设管道，并于地底3000米深度对接形成U型井。从U型井一端向井中注入温度较低的水，注入的水通过取热管外壁与周围高温岩层换热, 产生了温度高达60-200℃的高温水, 并从U型井另一端输出，经处理后到达用户。循环过的水从初始端重新注入U型井，形成循环，以达到持续供热的目的。

本实用新型四个400*1600mm的混流罐相互连通，热水从地热井出水管进入地热井出水过滤混流罐，经过滤孔板过滤后，污浊物经排污阀排出，过滤后的热水流入用户端供水混流罐，从用户端供水管流入用户设备进行供热。使用过后的水，经用户端回水管流入用户端回水混流罐进行混合换热，循环使用，部分冷水经地热井回水过滤混流罐过滤，过滤后的冷水经地热井回水管进入U型井，过滤后的污浊物经排污阀排出。

通过电动调节阀控制输水流量，以达到控温的目的。温度偏低时，关小电动调节阀，提高系统温度；反之则开大电动调节阀，降低温度。该系统设有补水装置，补入软水防止出现管道积留水垢、堵塞、热效率低等现象。用户端供水混流罐中设有辅助加热系统以保持水温。

本实用新型的U型井地热混流换热循环系统，不抽取地下水，节约水资源；采用全封闭循环系统，提高了地热能利用率，减小了功耗，降低了成本；在地上管道中设置动力泵进行抽水，运行费用低。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种U型井地热混流换热循环系统，包括地热井换热循环系统和用户端换热系统，所述地热井换热循环系统和用户端换热系统通过管道连通，其特征在于：

所述地热井换热循环系统包括地热井出水过滤混流罐、地热井回水过滤混流罐、电动调节阀Ⅰ、地热井出水管、地热井回水管和地热井循环泵；

所述地热井出水过滤混流罐与地热井回水过滤混流罐连通，所述电动调节阀Ⅰ安装在地热井出水过滤混流罐和地热井回水过滤混流罐之间，所述地热井出水管与地热井出水过滤混流罐连通，所述地热井回水管与地热井回水过滤混流罐连通，所述地热井循环泵安装在所述地热井回水管上；

所述用户端换热系统包括换热装置和用户设备，所述换热装置与用户设备通过管道连通，所述换热装置包括用户端供水混流罐、用户端回水混流罐、电动调节阀Ⅱ、用户端供水管、用户端回水管和用户端循环泵；

所述用户端供水混流罐与所述用户端回水混流罐连通，所述电动调节阀Ⅱ安装在所述用户端供水混流罐和用户端回水混流罐之间，所述用户端供水管一端与所述用户端供水混流罐连通，另一端与用户设备连通，所述用户端回水管一端与所述用户端回水混流罐连通，另一端与用户设备连通，所述用户端循环泵设置在所述用户端供水管上。

2.如权利要求1所述的混流换热循环系统，其特征在于：所述地热井出水过滤混流罐和地热井回水过滤混流罐内分别设置有过滤孔板，且其底部分别设置有排污阀。

3.如权利要求1所述的混流换热循环系统，其特征在于：所述地热井回水管上设置有地热井压力表。

4.如权利要求1所述的混流换热循环系统，其特征在于：所述用户端供水混流罐内设置有辅助加热器。

5.如权利要求1所述的混流换热循环系统，其特征在于：所述用户端回水管上设置有补水泵，所述补水泵连通软水箱，所述软水箱连通软水器。

6.如权利要求1所述的混流换热循环系统，其特征在于：所述地热井出水管、用户端供水管和用户端回水管上分别设置有地热井温度表。