CN219913523U - 一种中深层地热井换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及中深层地热资源开发的技术领域，尤其涉及一种中深层地热井换热器，包括换热外管、换热内管、连接管和隔热套；所述换热外管竖直设置，其一侧连接有进水管，且上端盖合有盖板；所述换热内管同轴套设于换热外管内，其顶端穿过盖板自换热外管内伸出；所述连接管套设于换热内管外侧，且外壁与盖板连接；所述连接管的顶端连接有变径哈夫节，通过所述变径哈夫节与换热内管密封连接；所述隔热套设于连接管下方，与换热内管套接；所述隔热套的顶部高于进水管。本实用新型具有热损失小、换热效率高的优点。

Description

一种中深层地热井换热器

技术领域

本实用新型涉及中深层地热资源开发的技术领域，尤其涉及一种中深层地热井换热器。

背景技术

地热能是来自地球内部，由放射物质衰变及熔融岩浆产生的能源。目前对地热能的利用分为浅层、中深层以及干热岩。中深层地热井(自备井的一种，不同于饮用水井)一般分为高温型和低温型，高温型井水水温＞55℃可以直接换热后供暖，低温型井水水温＜30℃无法直接换热供暖，一般利用热泵做功后向用户提供供暖热水。

中深层地热井地热能的主要利用形式有取水型、取热不取水型。取热不取水型常见的换热器形式有U型对接换热器和常规同轴换热器两种，前者工艺复杂，投资过高，因此，中深层地热同轴换热器逐渐成为该领域的热门设备。

但是，中深层地热同轴换热器做为一种新的供暖技术，其发展前期未考虑换热器井口供回水的热短路问题(系统正常运行时换热器进出水温差约为8-10℃)，即现有中深层地热同轴换热器的顶口普遍存在隔热结构简单、热损失大、换热效率低的问题。因此，需要一种热损失小、换热效率高的中深层地热井换热器。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的之一在于提供一种热损失小、换热效率高的中深层地热井换热器。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种中深层地热井换热器，包括换热外管、换热内管、连接管和隔热套；所述换热外管竖直设置，其一侧连接有进水管，且上端盖合有盖板；所述换热内管同轴套设于换热外管内，其顶端穿过盖板自换热外管内伸出；所述连接管套设于换热内管外侧，且外壁与盖板连接；所述连接管的顶端连接有变径哈夫节，通过所述变径哈夫节与换热内管密封连接；所述隔热套设于连接管下方，与换热内管套接；所述隔热套的顶部高于进水管。

进一步的，所述换热内管和隔热套均为PPR套管。

进一步的，所述隔热套的长度≥10m。

进一步的，所述换热外管自下而上包括入井段和进水段，所述进水段用于连接进水管，且其内径大于入井段内径。

进一步的，所述进水段外切式连接进水管。

进一步的，所述换热外管为钢制管，其顶部设有钢制法兰，并通过所述钢制法兰与盖板法兰连接；所述盖板为钢制板。

进一步的，所述连接管为钢制管。

进一步的，所述盖板上设置有自动排气阀。

本实用新型中深层地热井换热器的有益效果为：

1.本实用新型中深层地热井换热器通过变径哈夫节将换热内管和连接管进行有效密封和隔离；减少了系统运行时换热内管的出水(高温水)和管外的循环水(低温水)的传热量，降低了地热井井口处的热短路及热损失；同时，本实用新型内部连接管处下方增加了隔热套，其安装位置可避免低温水进入装置后直接集中冲击换热内管，还可形成局部涡流下行，加强了进水与换热外管及岩土的热量交换，减少了热损失，提高了本实用新型的换热效率；

2.本实用新型中深层地热井换热器中换热内管和连接管均为PPR套管导热系数低，进一步降低了本实用新型的热损失；

3.本实用新型中深层地热井换热器的盖板上安装自动排气阀，有利于装置内排气，避免井口积气影响系统的水流量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型一实施例的结构示意图；

附图标记说明：1、换热外管；11、入井段；12、进水段；121、进水管；122、钢制法兰；2、换热内管；3、连接管；31、变径哈夫节；4、隔热套；5、盖板；6、自动排气阀。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

参照图1，为本实用新型公开的一种中深层地热井换热器，使用时设于专用的地热井内，通过引入低温水，与地热井进行热量交换。本实施例中深层地热井包括换热外管1、换热内管2、连接管3和隔热套4；换热外管1竖直设置于地热井内，其顶端自地热井伸出，并匹配盖合有盖板5。换热外管1的顶端一侧连接有进水管121，进水管121用于向换热外管1内通入低温水。换热内管2同轴套设于换热外管1内，其底部于换热外管1内悬空设置，顶端穿过盖板5自换热外管1内伸出；自进水管121通入的低温水，与换热外管1外壁进行热量交换后，自换热内管2流出，用于后续供暖等应用。连接管3套设于换热内管2自盖板5伸出的一端，其外壁与盖板5连接。连接管3的顶端连接有变径哈夫节31，通过该变径哈夫节31与换热内管2密封连接，该设置可减少热量自两者连接处的传导。隔热套4设于连接管3的下方，与换热内管2套接；具体的，隔热套4的顶部高于进水管121，可避免自进水管121通入的冷水直接与换热内管2接触。

本实施例中深层地热井换热器通过变径哈夫节31将换热内管2和连接管3进行有效密封和隔离，减少了系统运行时换热内管2的出水(高温水)和管外的循环水(低温水)的传热量，降低了地热井井口处的热短路及热损失。同时，本实用新型内部连接管3处下方增加了隔热套4，其安装位置可避免低温水进入装置后直接集中冲击换热内管2，还可形成局部涡流下行，加强了进水与换热外管1及岩土的热量交换，减少了热损失，提高了本实用新型的换热效率。

参照图1，本实施例中，换热内管2和隔热套4均为PPR套管；并且，隔热套4的长度≥10m。隔热套4的具体长度可根据实际应用需求设定。换热外管1自下而上包括入井段11和进水段12，进水段12用于连接进水管121，且其内径大于入井段11内径。进水段12外切式连接进水管121。换热外管1为钢制管，其顶部设有钢制法兰122，盖板5也为钢制板，换热外管1通过钢制法兰122与盖板5法兰连接。

具体的，连接管3为钢制管。盖板5上设置有自动排气阀6，自动排气阀6与换热外管1和换热内管2及盖板5围合成的腔室连通，用于装置内排气，避免井口积气影响系统的水流量。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种中深层地热井换热器，其特征在于，包括换热外管(1)、换热内管(2)、连接管(3)和隔热套(4)；

所述换热外管(1)竖直设置，其一侧连接有进水管(121)，且上端盖合有盖板(5)；

所述换热内管(2)同轴套设于换热外管(1)内，其顶端穿过盖板(5)自换热外管(1)内伸出、底端悬空设置；

所述连接管(3)套设于换热内管(2)外侧，且外壁与盖板(5)连接；所述连接管(3)的顶端连接有变径哈夫节(31)，通过所述变径哈夫节(31)与换热内管(2)密封连接；

所述隔热套(4)设于连接管(3)下方，与换热内管(2)套接；所述隔热套(4)的顶部高于进水管(121)。

2.根据权利要求1所述的中深层地热井换热器，其特征在于，所述换热内管(2)和隔热套(4)均为PPR套管。

3.根据权利要求2所述的中深层地热井换热器，其特征在于，所述隔热套(4)的长度≥10m。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的中深层地热井换热器，其特征在于，所述换热外管(1)自下而上包括入井段(11)和进水段(12)，所述进水段(12)用于连接进水管(121)，且其内径大于入井段(11)内径。

5.根据权利要求4所述的中深层地热井换热器，其特征在于，所述进水段(12)外切式连接进水管(121)。

6.根据权利要求4所述的中深层地热井换热器，其特征在于，所述换热外管(1)为钢制管，其顶部设有钢制法兰(122)，并通过所述钢制法兰(122)与盖板(5)法兰连接；所述盖板(5)为钢制板。

7.根据权利要求6所述的中深层地热井换热器，其特征在于，所述连接管(3)为钢制管。

8.根据权利要求1-3及5-7中任意一项所述的中深层地热井换热器，其特征在于，所述盖板(5)上设置有自动排气阀(6)。