CN214469412U - 一种基于深井换热技术的多重换热装置 - Google Patents

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王国伟
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    • Y02E10/10—Geothermal energy

Abstract

本实用新型公开了一种基于深井换热技术的多重换热装置，包括井体、第一集热管、第二集热管、换热箱体；所述第一集热管和第二集热管结构完全相同，第一集热管、第二集热管竖直设于井体之内，所述第一集热管包括外套管和内套管，外套管和内套管的上端设有密封板；内套管的上侧穿出密封板与自适应换向三通连接；本装置采用双采热模式，对集热端进行平稳持续的供热，保证供热端持续供热，提高了一定的供热效率。

Description

一种基于深井换热技术的多重换热装置
技术领域
本实用新型具体涉及一种基于深井换热技术的多重换热装置。
背景技术
随着人类对可再生能源需求的增加，地热能的规模化开发利用势在必行，而深层地热能储量丰富，具有极大的开采利用空间，深层地热资源分为水热型地热能和干热岩型地热能；这说明地球是一个庞大的热库，蕴藏着巨大的热能。地热能是一种清洁能源，是可再生能源，其开发前景十分广阔，现在利用深井换热技术给城市冬季供热，在深井内安装集热管道管，利用地热给集热管道内的水加热，然后将加热的水通入供热管道内，具有节能环保无污染的优势。
对于深井换热系统来说，它的稳定最大取热量不但要保证在４个月内的供暖期间提供温度足够高的热水，以维持热泵系统连续运行，还要实现在每年８个月的热恢复期中，岩土的温度能恢复到接近初始地温的水平，在垂直方向上，2500ｍ深的换热井运行不到60天，入水端温度便会低于0℃．即使是2800ｍ深的换热井，在运行120天后，入水端温度也已接近0℃。若换热井入水端，也就是热泵出水端的温度过低，受热泵系统限制，系统将无法正常工作．然而，在实际工程中，如果发现入水端温度过低，可以通过调低循环水的流量来抬升温度，因为当换热井的采热总量保持不变时，进出水之间的温差大小与流量成负相关关系；当循环水速度调低时，供热端的供热效率较差；因此现有的深井换热系统无法实现长时间持续供暖。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于深井换热技术的多重换热装置，本装置采用双采热模式，对集热端进行平稳持续的供热，保证供热端持续供热，提高了一定的供热效率。
本实用新型采用的技术方案如下：一种基于深井换热技术的多重换热装置,包括井体、第一集热管、第二集热管、换热箱体；所述第一集热管和第二集热管结构完全相同，第一集热管、第二集热管竖直设于井体之内；所述换热箱体内部填充有相变材料，换热箱体内设有供热端；所述第一集热管包括外套管和内套管，外套管和内套管的上端设有密封板；内套管的上侧穿出密封板与自适应换向三通连接；所述自适应换向三通的出口端与出水管的一端连接，出水管的另一端穿入换热箱体内部与三通管连接，所述三通管的两侧分别与第一回水管、第二回水管的一端连接，第一回水管的另一端穿出换热箱体与第一集热管的密封板连接；第二回水管的另一端穿出换热箱体与第二集热管的密封板连接；所述第一回水管与第二回水管设于出水管的外围；所述第一回水管上设有第一循环泵和第一单向阀，第二回水管上设有第二循环泵和第二单向阀；所述第一单向阀的流动方向由换热箱体指向第一集热管的方向，所述第二单向阀的流动方向由换热箱体指向第二集热管的方向。
具体的，所述第一回水管与第二回水管为直线管道，第一回水管与第二回水管分别设于出水管的两侧；所述第一回水管与第二回水管外侧均匀设有散热翅片。
进一步，所述第一回水管与第二回水管为螺旋管道，第一回水管与第二回水管环设于出水管的外围。
本实用新型的有益效果在于：本装置采用双采热模式，对集热端进行平稳持续的供热，保证供热端持续供热，提高了一定的供热效率。
此外，本发明还具备如下特点：
1.采用持续换热的方式，深井换热系统无法实现可持续供热，达不到供暖的要求；若间断采热，一个系统可以在短期内获得较高的换热功率进行换热，另一个换热系统进行储热；从而保证整个系统的可持续的供热。
2.在本申请中，所述第一回水管与第二回水管设于出水管的外围；在需要供热的地区，冬季的室外常温大多都是-10℃以下，非常寒冷，出水管与外侧进行热交换，使出水管的热量流失；第一回水管与第二回水管可提高周围的温度，减少一部分出水管温度的散失；使出水管进入换热箱体的温度增加，提升一定的换热效率。
附图说明
图1为持续换热的方式深井换热系统热量示意图。
图2为本实用新型的立体结构示意图。
图3为本实用新型的换热箱体位置示意图。
图4为第一集热管、第二集热管结构示意图。
图5为供热端结构示意图。
图6为三通管位置示意图。
图7为散热翅片结构示意图。
图中：井体1、第一集热管2、第二集热管3、换热箱体4、供热端5、外套管6、内套管7、密封板8、自适应换向三通9、第一循环泵10、第一单向阀11、第二循环泵12、第二单向阀13、散热翅片14、第二回水管15、出水管16、三通管17、第一回水管18。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍，以下所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。
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。
结合图1至图7对本实用新型作进一步详细说明，一种基于深井换热技术的多重换热装置，其原理结构如下。
一种基于深井换热技术的多重换热装置,包括井体1、第一集热管2、第二集热管3、换热箱体4；所述第一集热管3和第二集热管4结构完全相同，第一集热管2、第二集热管3竖直设于井体1之内；第一集热管2、第二集热管3可以分别设置于两个井体1之内，也可以共用一个井体1；所述换热箱体4内部填充有相变材料，换热箱体4内设有供热端5，供热端5与外界需要供暖的地方连接；所述第一集热管2包括外套管6和内套管7，外套管6和内套管7的上端设有密封板8；内套管7的上侧穿出密封板8与自适应换向三通9连接；所述自适应换向三通9的出口端与出水管16的一端连接，出水管16的另一端穿入换热箱体4内部与三通管17连接，所述三通管17的两侧分别与第一回水管18、第二回水管15的一端连接，第一回水管18的另一端穿出换热箱体4与第一集热管2的密封板8连接；第二回水管15的另一端穿出换热箱体4与第二集热管3的密封板8连接；第一回水管18、第二回水管15与外套管6和内套管7所形成的腔室连通，构成一个整体的回路；所述第一回水管18与第二回水管15设于出水管16的外围；在需要供热的地区，冬季的室外常温大多都是-10℃以下，非常寒冷，出水管16与外侧进行热交换，使出水管16的热量流失；出水管16的周围设有保温材料等必要的保温措施；第一回水管18与第二回水管15可提高周围的温度，减少一部分出水管16温度的散失；使出水管16进入换热箱体4的温度增加，提升一定的换热效率；虽然增加了第一回水管18与第二回水管15的温度散失；但是水的温度越低，其吸热效率是越高的，第一回水管18与第二回水管15温度降低其系统的吸热效率是增加的；保证出水管减少热量散失的同时基本没有减少整体系统的总热量；所述第一回水管18上设有第一循环泵10和第一单向阀11，第二回水管15上设有第二循环泵12和第二单向阀13；所述第一单向阀11的流动方向由换热箱体4指向第一集热管2的方向，所述第二单向阀13的流动方向由换热箱体4指向第二集热管3的方向；当打开第一循环泵10时，第一单向阀11单向导通，第一集热管2的内套管7中的热水流入出水管16，再通过三通管17流入第一回水管18，实现快速循环并对换热箱体4提供换热；此时由于第二单向阀13单向导通，所以第一集热管2的内套管7中的热水不会流入第二集热管3内，第二集热管此时内部系统缓慢流动，此时进行储能。
实施例一，所述第一回水管18与第二回水管15为直线管道，第一回水管18与第二回水管15分别设于出水管16的两侧；所述第一回水管18与第二回水管15外侧均匀设有散热翅片14；散热翅片14增加了第一回水管18与第二回水管15的散热效果，增强了出水管16的保温效果，减少了热量散失。
实施例二，所述第一回水管18与第二回水管15为螺旋管道，第一回水管18与第二回水管15环设于出水管16的外围；增强了出水管16的保温效果，减少了热量散失。
尽管参照前述实例对本实用新型进行了详细的说明，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和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (5)

1.一种基于深井换热技术的多重换热装置,包括井体、第一集热管、第二集热管、换热箱体；所述第一集热管和第二集热管结构完全相同，第一集热管、第二集热管竖直设于井体之内，其特征在于：所述第一集热管包括外套管和内套管，外套管和内套管的上端设有密封板；内套管的上侧穿出密封板与自适应换向三通连接；所述自适应换向三通的出口端与出水管的一端连接，出水管的另一端穿入换热箱体内部与三通管连接，所述三通管的两侧分别与第一回水管、第二回水管的一端连接，第一回水管的另一端穿出换热箱体与第一集热管的密封板连接；第二回水管的另一端穿出换热箱体与第二集热管的密封板连接；所述第一回水管与第二回水管设于出水管的外围；所述第一回水管上设有第一循环泵和第一单向阀，第二回水管上设有第二循环泵和第二单向阀；所述第一单向阀的流动方向由换热箱体指向第一集热管的方向，所述第二单向阀的流动方向由换热箱体指向第二集热管的方向。
2.根据权利要求1所述的一种基于深井换热技术的多重换热装置，其特征在于：所述第一回水管与第二回水管为直线管道，第一回水管与第二回水管分别设于出水管的两侧。
3.根据权利要求2所述的一种基于深井换热技术的多重换热装置，其特征在于：所述第一回水管与第二回水管外侧均匀设有散热翅片。
4.根据权利要求1所述的一种基于深井换热技术的多重换热装置，其特征在于：所述第一回水管与第二回水管为螺旋管道，第一回水管与第二回水管环设于出水管的外围。
5.根据权利要求1所述的一种基于深井换热技术的多重换热装置，其特征在于：所述换热箱体内部填充有相变材料，换热箱体内设有供热端。
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