CN206670099U - 一种中深层地岩换热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种中深层地岩换热装置，属于地岩换热技术领域，包括一底部换热管和一个及以上中间换热管，中间换热管依次螺纹连接于底部换热管上，底部换热管包括刚套一，刚套一的底部螺纹连接套管一，套管一的底部焊接一圆锥体，套管一上均匀焊接有鳍片一；中间换热管包括刚套二，刚套二的底部螺纹连接套管二述套管二上，均匀焊接有鳍片二。本实用新型中深层地岩换热装置，结构简单，设计合理，使用方便，提取地下热量而不提取热水，目的是解决地热利用时提取地下水造成地下水位下降的问题，同时也解决了取热效率较低的问题，并且能够高效的换取地下的热能，从而对地热的利用更为广泛。
Description
技术领域
本实用新型涉及地岩换热技术领域，具体是一种中深层地岩换热装置。
背景技术
随着化石能源的急剧消耗和资源的逐渐枯竭，而且环境的问题压力也急剧加大，人们对于清洁的可再生的绿色能源的需求越来越重视，人们也在积极寻求绿色清洁能源，风能、太阳能、潮汐能、浅层地热能都得到广泛的应用。但是中深层地热能的利用还没有得到大面积的应用，特别地热能的深层次利用更需进一步推广。
地热资源是指贮存在地球内部的可再生热能，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热能的储量与资源潜量十分巨大，每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h。地热能是储存在地下的，因此不会受到任何天气状况的影响，并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点，随时可以采用，不带有害物质，开发技术也在日益完善。
地热能的利用从利用的类型上分为取水型、取热型。取水型就是提取浅层地下水或提取热储层的热水，用于洗浴、供暖、空调、工艺用水或转化成机械能等，取水型地热能提取地下水，造成地下水位下降，严重造成地面下沉；取热型即通过专用换热装置提取地下热能来利用，不提取地下水，不影响地下水位，地埋管地源热泵系统、干热岩项目都属于取热型，属国家提倡的清洁能源。
取水型较为常见，取热型地热在行业界较少，本专利提供一种中深层地岩换热装置来提取地下热量而不提取热水，目的是解决地热利用时提取地下水造成地下水位下降的问题，同时也解决了取热效率较低的问题，并且能够高效的换取地下的热能，从而对地热的利用更为广泛。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提供了一种中深层地岩换热装置，结构简单，设计合理，使用方便，提取地下热量而不提取热水，目的是解决地热利用时提取地下水造成地下水位下降的问题，同时也解决了取热效率较低的问题，并且能够高效的换取地下的热能，从而对地热的利用更为广泛。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种中深层地岩换热装置，包括一底部换热管和一个及以上中间换热管，所述中间换热管依次螺纹连接于底部换热管上，
所述底部换热管包括刚套一，所述刚套一的底部螺纹连接套管一，所述套管一的底部焊接一圆锥体，所述套管一上均匀焊接有鳍片一；
所述中间换热管包括刚套二，所述刚套二的底部螺纹连接套管二，所述套管二上均匀焊接有鳍片二。
进一步地，所述套管一的材质为2J55或N80。
进一步地，所述套管一的外径为177.8mm，所述套管一的长度为12m。
进一步地，所述圆锥体的材质为Q235钢板。
进一步地，所述鳍片一为12根。
进一步地，所述鳍片一的长度为10m、宽度为5mm，厚度为10mm。
进一步地，所述套管二的材质为2J55或N80。
进一步地，所述套管二的外径为177.8mm，所述套管二的长度为12m。
进一步地，所述鳍片二为12根。
进一步地，所述鳍片二的长度为10m，宽度为5mm，厚度为10mm。
相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
本实用新型中深层地岩换热装置，结构简单，设计合理，使用方便，可以根据地岩井的深度选择中间换热管的数量，提取地下热量而不提取热水，目的是解决地热利用时提取地下水造成地下水位下降的问题，同时也解决了取热效率较低的问题，并且能够高效的换取地下的热能，从而对地热的利用更为广泛。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型的底部换热管的结构示意图。
图2为本实用新型的底部换热管的圆锥体的结构示意图。
图3为本实用新型的中间换热管的结构示意图。
图4为本实用新型的中间换热管的俯视图。
图5为本实用新型的中间换热管的局部结构示意图。
图6为本实用新型的结构示意图。
图中：
1、底部换热管；11、刚套一；12、套管一；13、圆锥体；14、鳍片一；2、中间换热管；21、刚套二；22、套管二；23、鳍片二。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1-6所示，一种中深层地岩换热装置，包括一底部换热管和一个中间换热管，中间换热管螺纹连接于底部换热管上，
底部换热管1包括刚套一1，刚套一11的底部螺纹连接套管一12，套管一12的材质为2J55，套管一12的外径为177.8mm，套管一12的长度为12m，套管一12的底部焊接一圆锥体13，圆锥体13的材质为Q235钢板，套管一12上均匀焊接有鳍片一14，鳍片一14为12个，鳍片一14的长度为10m，宽度为5mm，厚度为10mm；
中间换热管2包括刚套二21，刚套二21的底部螺纹连接套管二22，套管二22的材质为2J55，套管二22的外径为177.8mm，套管二22的长度为12m，套管二22上均匀焊接有鳍片二23，鳍片二23为12个，鳍片二23的长度为10m，宽度为5mm，厚度为10mm。
单根套管一或套管二的外表面积计算：套管外径为177.8mm，每根套管的长度按照12m计算，其外表面积为6.7㎡。
在每根套管上焊接12根长度为10m的钢带作为鳍片，钢带的宽为5mm、厚度为10mm，增加换热面积2.4㎡，增加换热面积35.8％。
根据面积换热量计算方程Q＝K*F*ΔT，
其中Q---换热量kW
K---换热系数W/(㎡.℃)(固定值)
F---换热面积㎡
ΔT---为换热对数平均温差℃(固定值)
根据面积换热量计算公式，在同样的材质和对数平均换热温差时，换热量会增加35.8％，在实际测试过程中，由于导热热阻、焊接工艺及外部环境影响，实际增加换热量12～13％，效益可观。
本实施例的实施过程：使用时，将底部换热管1的圆锥体13插入地岩井内，中深层地岩将中间换热管2包围住，然后向底部换热管1与中间换热管2形成的腔体内注入水，腔体内的水与中深层地岩的热量通过底部换热管1的鳍片一14和中间换热管2的鳍片二23进行热交换，既解决了地热利用时提取地下水造成地下水位下降的问题，同时也解决了取热效率较低的问题，并且能够高效的换取地下的热能，从而对地热的利用更为广泛。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种中深层地岩换热装置，其特征在于：包括一底部换热管和一个及以上中间换热管，所述中间换热管依次螺纹连接于底部换热管上，
所述底部换热管包括刚套一，所述刚套一的底部螺纹连接套管一，所述套管一的底部焊接一圆锥体，所述套管一上均匀焊接有鳍片一；
所述中间换热管包括刚套二，所述刚套二的底部螺纹连接套管二，所述套管二上均匀焊接有鳍片二。
2.根据权利要求1所述的中深层地岩换热装置，其特征在于：所述套管一的材质为2J55或N80。
3.根据权利要求1所述的中深层地岩换热装置，其特征在于：所述套管一的外径为177.8mm，所述套管一的长度为12m。
4.根据权利要求1所述的中深层地岩换热装置，其特征在于：所述圆锥体的材质为Q235钢板。
5.根据权利要求1所述的中深层地岩换热装置，其特征在于：所述鳍片一为12根。
6.根据权利要求1所述的中深层地岩换热装置，其特征在于：所述鳍片一的长度为10m、宽度为5mm，厚度为10mm。
7.根据权利要求1所述的中深层地岩换热装置，其特征在于：所述套管二的材质为2J55或N80。
8.根据权利要求1所述的中深层地岩换热装置，其特征在于：所述套管二的外径为177.8mm，所述套管二的长度为12m。
9.根据权利要求1所述的中深层地岩换热装置，其特征在于：所述鳍片二为12根。
10.根据权利要求1所述的中深层地岩换热装置，其特征在于：所述鳍片二的长度为10m，宽度为5mm，厚度为10mm。
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| CN201720252423.1U CN206670099U (zh) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | 一种中深层地岩换热装置 |
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Publications (1)
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| CN201720252423.1U Active CN206670099U (zh) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | 一种中深层地岩换热装置 |
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|---|---|
| CN (1) | CN206670099U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108917214A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-11-30 | 李宗洋 | 一种地热资源取热井装置 |
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2017
- 2017-03-15 CN CN201720252423.1U patent/CN206670099U/zh active Active
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| CN108917214A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-11-30 | 李宗洋 | 一种地热资源取热井装置 |
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