一种高效深层地能换能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高效深层地能换能系统，包括地层换热器、换热器内管、深层地热流层、换热器水管、集分水器、水泵、截止阀和专用热泵；深层地热流层内有一个或多个地层换热器，每个地层换热器内均设置有换热器内管，换热器内管与集分水器的一个分支进口相连，地层换热器通过换热器水管与集分水器的一个分支相连，集分水器的集水器通过水泵和截止阀与专用热泵相连，集分水器的分水器与专用热泵相连，地层换热器内充满导热介质软化水。通过换热器外壁与大地热流层进行热交换，可使换热器内流动的换热介质在相对较低的流速下就能很快达到紊流状态，有效地提高了单位长度换热量，同时又能减少水泵功耗，节省工程投资。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种地能换能系统，尤其涉及深层地热能量获取的高效深层地能换能系统。
技术介绍
地热资源是一种无处不在的清洁和可再生能源。深层地能是指地面400米埋深以下的大地热流资源，它来自于地球内部的熔融岩浆和放射性物质的衰变。我国拥有丰富的深层地热资源，最新地质调查和科学家的分析报告清楚地表明，我国从地面到地下10千米以内可开采的地热能相当于2010年全国总能耗得5300倍。国务院发布的“国家能源发展战略行动计划2014-2020”中明确提出要积极发展地热能等绿色低碳新能源。目前我国地热利用主要是抽取地热水用于洗浴、养殖、采暖和工业生产等，利用率低下，与我国巨大的地热资源储量不符，也与发展低碳新能源的国家战略不相称。囿于深层地热资源开发的经济性和技术条件，迫切需要采纳地热地质新理论，应用先进的地热工程新技术，在国内开发这一新型低碳清洁能源。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种不开采地热水，能提高换热效率、减少系统能耗的高效深层地能换能系统。本技术是通过以下技术方案来实现：一种高效深层地能换能系统，包括地层换热器、换热器内管、深层地热流层、换热器水管、集分水器、水泵、截止阀和专用热泵；深层地热流层内有一个或多个地层换热器，每个地层换热器内均设置有换热器内管，换热器内管与集分水器的一个分支进口相连，地层换热器通过换热器水管与集分水器的一个分支相连，集分水器的集水器通过水泵和截止阀与专用热泵相连，集分水器的分水器与专用热泵相连，地层换热器内充满导热介质软化水。所述的集分水器包括集水器和分水器；换热器内管通过流量计、温度计和平衡阀连接至集水器的一个分支进口，集水器出口通过水泵和截止阀连接至专用热泵，专用热泵出口通过截止阀连接至分水器，分水器的一个分支出口通过平衡阀和压力表连接至换热器水管，换热器水管与地层换热器相接通。所述的集分水器包括集水器和分水器；地层换热器通过换热器水管、流量计、温度计和平衡阀连接至集水器的一个分支进口，集水器出口通过水泵和截止阀连接至专用热泵，专用热泵出口通过截止阀连接至分水器，分水器的一个分支出口通过平衡阀和压力表连接至换热器内管。专用热泵由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀组成，下端蒸发器的一端通过压缩机和冷凝器与上端蒸发器的一端相连，上端蒸发器的另一端通过膨胀阀与下端蒸发器的另一端相连，高品位热能由专用热泵的冷凝器输出。所述的集水器出口通过水泵和截止阀连接至蒸发器，蒸发器出口通过截止阀连接至分水器。所述的地层换热器与换热器内管之间有同心限位器。所述的地层换热器采用导热性好的金属材料制成。所述的地层换热器采用耐高压、耐高温和抗腐蚀金属材料制成。所述的换热器内管采用传热系数小的材料制成。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术通过换热器外壁与大地热流层进行热交换，可使换热器内流动的换热介质在相对较低的流速下就能很快达到紊流状态，有效地提高了单位长度换热量，同时又能减少水泵功耗，节省工程投资。本技术通过密闭换能器同大地耦合进行能量交换，不抽取地下水，是一种高效利用深层地能低碳环保的创新方法。同时本技术还具有以下有益的技术效果：不抽取地下水，对地下水无污染，是洁净的地热耦合换能系统；换热器外管，传热系数大，介质紊流流速小，提高了换热器单位长度传热量，显著降低系统功耗。不受地点限制，深层地热能普遍存在，而热液资源和干热岩资源需要复杂的地质物探和物化分析。系统无废气、废液和废渣排放，属于绿色清洁供暖技术。节能显著，深层地热温度适宜，热泵制热运行效果好，高效节能。本技术创造性地提出了深层地能资源利用的新方法，经济性好、可靠性高，适用于热液、热壤、热岩等不同热流层，使深层地热资源的普遍利用成为现实。附图说明图1为本技术提供的高效深层地能换能系统结构示意图一；图2为本技术提供的高效深层地能换能系统结构示意图二。其中，1为地层换热器；2为同心限位器；3为换热器内管；4为深层地热流层；5为流量计；6为温度计；7为平衡阀；8为集水器；9为水泵；10为截止阀；11为蒸发器；12为膨胀阀；13为专用热泵；14为冷凝器；15为压缩机；16为截止阀；17为分水器；18为平衡阀；19为压力表；20为换热器水管。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。参见图1至图2，一种高效深层地能换能系统，包括地层换热器1、换热器内管3、深层地热流层4、换热器水管20、集分水器、水泵9、截止阀10和专用热泵13；深层地热流层4内有一个或多个地层换热器1，每个地层换热器1内均设置有换热器内管3，换热器内管3与集分水器的一个分支进口相连，地层换热器1通过换热器水管20与集分水器的一个分支相连，集分水
器的集水器通过水泵9和截止阀10与专用热泵13相连，集分水器的分水器与专用热泵13相连，地层换热器1内充满导热介质软化水，所述的地层换热器1与换热器内管3之间有同心限位器2。其中，专用热泵13由蒸发器11、压缩机15、冷凝器14和膨胀阀12组成，下端蒸发器11的一端通过压缩机15和冷凝器14与上端蒸发器11的一端相连，上端蒸发器11的另一端通过膨胀阀12与下端蒸发器11的另一端相连，高品位热能由专用热泵13的冷凝器14输出。具体的，参见图1，所述的集分水器包括集水器8和分水器17；换热器内管3作为出水管时，换热器内管通过流量计5、温度计6和平衡阀7连接至集水器8的一个分支进口，所述的集水器8出口通过水泵9和截止阀10连接至蒸发器11，蒸发器11出口通过截止阀16连接至分水器17，分水器17的一个分支出口通过平衡阀18和压力表19连接至换热器水管20，换热器水管20与地层换热器1相接通。具体的，参见图2，所述的集分水器包括集水器8和分水器17；地层换热器1通过换热器水管20、流量计5、温度计6和平衡阀7连接至集水器8的一个分支进口，所述的集水器8出口通过水泵9和截止阀10连接至蒸发器11，蒸发器11出口通过截止阀16连接至分水器17，分水器17的一个分支出口通过平衡阀18和压力表19连接至换热器内管3。为了增加地层换热器1与深层地热流层4的耦合强度以及传热系数，所述的地层换热器1采用导热性好的金属材料制成。为了提高专用地层换热器1的使用寿命，所述的地层换热器1采用耐高压、耐高温和抗腐蚀金属材料制成。为了避免地层换热器1外管内介质与换热器内管3内介质发生热短路，所述的换热器内管3采用传热系数小的材料制成。参见图1，一种高效深层地能换能系统，包括地层换热器1、换热器内管
3、深层地热流层4、换热器水管20、集水器8、水泵9、截止阀10、专用热泵13、分水器17。地层换热器1与换热器内管3之间有同心限位器2，换热器内管3通过流量计5和温度计6、平衡阀7连接至集水器8的一个分支进口，集水器8出口通过水泵9和截止阀10连接至蒸发器11，蒸发器11出口通过截止阀16连接至分水器17。分水器17的一个分支出口通过平衡阀18和压力表19连接至换热器水管20。专用热泵13由蒸发器11、压缩机15、冷凝器14和膨胀阀12组成。地层换热器1内充满导热介质软化水，深层地热流层4内有一个或多个地层换热器1，高品位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效深层地能换能系统，其特征在于，包括地层换热器(1)、换热器内管(3)、深层地热流层(4)、换热器水管(20)、集分水器、水泵(9)、截止阀(10)和专用热泵(13)；深层地热流层(4)内有一个或多个地层换热器(1)，每个地层换热器(1)内均设置有换热器内管(3)，换热器内管(3)与集分水器的一个分支进口相连，地层换热器(1)通过换热器水管(20)与集分水器的一个分支相连，集分水器的集水器通过水泵(9)和截止阀(10)与专用热泵(13)相连，集分水器的分水器与专用热泵(13)相连，地层换热器(1)内充满导热介质软化水。

【技术特征摘要】
1.一种高效深层地能换能系统，其特征在于，包括地层换热器(1)、换热器内管(3)、深层地热流层(4)、换热器水管(20)、集分水器、水泵(9)、截止阀(10)和专用热泵(13)；深层地热流层(4)内有一个或多个地层换热器(1)，每个地层换热器(1)内均设置有换热器内管(3)，换热器内管(3)与集分水器的一个分支进口相连，地层换热器(1)通过换热器水管(20)与集分水器的一个分支相连，集分水器的集水器通过水泵(9)和截止阀(10)与专用热泵(13)相连，集分水器的分水器与专用热泵(13)相连，地层换热器(1)内充满导热介质软化水。2.根据权利要求1所述的高效深层地能换能系统，其特征在于，所述的集分水器包括集水器(8)和分水器(17)；换热器内管(3)通过流量计(5)、温度计(6)和平衡阀(7)连接至集水器(8)的一个分支进口，集水器(8)出口通过水泵(9)和截止阀(10)连接至专用热泵(13)，专用热泵(13)出口通过截止阀(16)连接至分水器(17)，分水器(17)的一个分支出口通过平衡阀(18)和压力表(19)连接至换热器水管(20)，换热器水管(20)与地层换热器(1)相接通。3.根据权利要求1所述的高效深层地能换能系统，其特征在于，所述的集分水器包括集水器(8)和分水器(17)；地层换热器(1)通过换热器水管(20)、流量计(5)、温度计(6)和平衡阀(7)连接至集水器(8)的一个分支进口，集水器(8)出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕庆柏，雷显洋，
申请(专利权)人：陕西众慧天成新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61