一种中深层地热井下取热系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种中深层地热井下取热系统，包括井盖（6）、换热器（8）、置于静水位之上的冷凝器（1）、压缩机（2）、蒸发器（4）和循环泵（5）以及U形进出管（7）、井管（12）和热水泵（11），U形进出管（7）的包括进水部分、位于低端的U形部分和出水部分；在井盖（6）上设置有两个通孔，分别用于穿过U形进出管（7）的进水部分和出水部分，U形进出管（7）的进水部分和出水部分各与蒸发器（4）的一端相连，循环泵（5）设置在连通U形进出管（7）与蒸发器（4）的管路上；U形进出管（7）的U形部分作为冷端位于换热器（8）内，换热器（8）的底部设置有开口，井管（12）位于换热器（8）的下方；在井管内设置有用于抽取中深层地下热水的热水泵（11）。本实用新型专利技术地热能利用效率高，耗功少。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及地热资源利用领域，涉及中、深层地热能源开采

技术介绍
随着温室效应和空气污染的危害日趋严峻，传统化石类能源,如煤炭、石油天然气资源已经不能满足我国环境友好型的社会发展要求。太阳能、风能、地热能等新型清洁替代能源的开发利用越来越受到人们重视，在能源构成中所占比例必将逐年增加。地热能是以热能形式存在的能源资源，与太阳能和风能相比，具有不受昼夜与天气的影响，能流密度大、运行稳定等优势，在实现我国北方地区的建筑供热领域具有很好的应用前景。目前，地热能较先进的开采技术仅仅应用在水温较低的浅层，而温度较高的中、深层地热资源主要是抽水(无回灌)或抽灌井结合的开采方式。一般情况下实现同层或异层的完全回灌比较困难，实际情况下用户只能部分回灌或不回灌，因此，造成地下水位逐年下降直至无法开采或不经济而弃井，本技术提出一种针对中深层地热井只取热不取水的开采技术，从而可以完全克服地下水位降低甚至地面沉降等问题。同时，由于深层地热的热储恢复比浅层地热好，可以实现深层地热能的可持续开发利用。
技术实现思路
本技术克服现有中深层技术的上述不足，提供一种地热能利用效率高，耗功少，无需地下水回灌循环功能的中深层地热井下取热系统。本技术的技术方案如下：一种中深层地热井下取热系统，包括井盖6、换热器9、置于静水位之上的冷凝器1、压缩机2、蒸发器4和循环泵5，其特征在于，所述的中深层地热井下取热系统还包括U形进出管7、井管2和热水泵11，U形进出管7的包括进水部分、位于低端的U形部分和出水部分；其中，在井盖6上设置有两个通孔，分别用于穿过U形进出管7的进水部分和出水部分，U形进出管7的进水部分和出水部分各与蒸发器4的一端相连，循环泵5设置在连通U形进出管7与蒸发器4的管路上；U形进出管7的U形部分作为冷端位于换热器8内，换热器8的底部设置有开口，井管12位于换热器8的下方，与换热器8底部的开口相连通，在换热器8的底部还设置有用于排出换热后的地下热水的排水口10；在井管内设置有用于抽取中深层地下热水的热水泵11。作为优选实施方式，在U形进出管7的出水部分、换热器8和井管12的外部均包覆有保温层。在井管12的下部设置有过滤器13。本技术从中深层地热水的利用角度出发，通过抽取中深层地下热水或循环封闭井筒内的水，可以实现中深层地热水的热量提取，也可以实现无地下含水层的干热岩地下取热。主要换热器安置在并静水位以下的井筒内进行换热，从而避免了抽取地热水到地面换热的耗电。同时由于地热水通过换热器后，返回原井筒内，保证了水位的动态平衡，无需回灌，换热效率高，消耗低。本技术的优点和优势是节能、环保、排除了地面热污染以及地面塌陷等一系列问题；高效，克服了直接使用换热器提取深层能源过程中能量损失和材料要求的困难，效果更好，安装和维修更方便。附图说明图1是本技术的结构示意图。图中：1、冷凝器2、压缩机3、节流阀4、蒸发器5、循环泵6、井盖7、U形进出管8、换热器9、排水口10、保温层11、热水泵12、井管13、过滤网具体实施方式为了进一步了解本技术的内容、特点及功效，兹列举以下实施方案，并配合附图详细说明：请参阅图1，这种深层地热井下热能提取系统主要包括泵5、井盖6，U形进出管7、换热器8、排水口9、保温层10、泵11、井管12、过滤网13。所述的过滤网13置于井管12底端，过滤地下水杂质；所述的井管12采用导热率低的材料制成，外壁贴有保温层10，减少热量散失，中间部位连接泵11，顶端连接换热器8；所述的换热器8采用导热率低的材料制作，外壁贴有保温层10，底部安装有排水口9，用来排出换热结束的地下热水；所述的换热器8、井管12均在静水位以下；所述的U形进出管7低端处于换热器8中，用来与抽取上来的地下热水进行换热，顶端处于蒸发器4中，作为热源，U形进出管进出管7的出水管贴有保温层10，进水管连接泵5；所述的井盖6开两孔，作为U形进出管管道的通道，并能隔离井外杂物；所述的冷凝器1、压缩机2、节流阀3、蒸发器4进行供热过程。本技术工作过程如下：首先泵11运转，抽取中深层地下热水，通过过滤网13减少杂质，进入井管12，在井管12运输上升过程中，温度基本不变，由处于静水位以下的换热器8接收温度较高的地下热水，并与U形进出管进行热交换，在换热器8中进行充分热交换后，通过出水口9排出完成热交换的地下热水，达到地下水回灌效果。在泵5的驱动下，U形进出管内介质吸取热量作为热源提供给蒸发器4，最后由井上系统完成井上供热或供电工作。尽管上面结合附图对本技术的优选实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中深层地热井下取热系统，包括井盖(6)、换热器(8)、置于静水位之上的冷凝器(1)、压缩机(2)、蒸发器(4)和循环泵(5)，其特征在于，所述的中深层地热井下取热系统还包括U形进出管(7)、井管(12)和热水泵(11)，U形进出管(7)的包括进水部分、位于低端的U形部分和出水部分；其中，在井盖(6)上设置有两个通孔，分别用于穿过U形进出管(7)的进水部分和出水部分，U形进出管(7)的进水部分和出水部分各与蒸发器(4)的一端相连，循环泵(5)设置在连通U形进出管(7)与蒸发器(4)的管路上；U形进出管(7)的U形部分作为冷端位于换热器(8)内，换热器(8)的底部设置有开口，井管(12)位于换热器(8)的下方，与换热器(8)底部的开口相连通，在换热器(8)的底部还设置有用于排出换热后的地下热水的排水口(10)；在井管内设置有用于抽取中深层地下热水的热水泵(11)。

【技术特征摘要】
1.一种中深层地热井下取热系统，包括井盖(6)、换热器(8)、置于静水位之上的冷凝器(1)、压缩机(2)、蒸发器(4)和循环泵(5)，其特征在于，所述的中深层地热井下取热系统还包括U形进出管(7)、井管(12)和热水泵(11)，U形进出管(7)的包括进水部分、位于低端的U形部分和出水部分；其中，在井盖(6)上设置有两个通孔，分别用于穿过U形进出管(7)的进水部分和出水部分，U形进出管(7)的进水部分和出水部分各与蒸发器(4)的一端相连，循环泵(5)设置在连通U形进出管(7)与蒸发器(4)的管路上；U形进...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴传山，郭鑫，卢金画，陈雷，雷海燕，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12