中深层地下岩热型供热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种中深层地下岩热型供热系统，包括：至少一个地下中深层岩土热交换系统、地上热辅助系统、供热末端热循环系统及控制系统；其中，通过地下中深层岩土热交换系统完成热交换的换热介质的温度达到预设温度时，通过地上热辅助系统的直供装置将换热介质传输至供热末端热循环系统；当换热介质未达到预设温度时，通过地上热辅助系统的换热提温泵送装置对换热介质提温后传输至供热末端热循环系统。本实用新型专利技术解决了现有水源热泵污染水环境，热源不够稳定的情况，有效地防止了水资源的污染，并且能够提供持续稳定的热源。

Heat supply system of middle and deep underground rock heat type

【技术实现步骤摘要】
中深层地下岩热型供热系统
本技术涉地热能开发
，尤其涉及一种中深层地下岩热型供热系统及中深层地下岩热型供热方法。
技术介绍
浅层地热能，是从地表至地下200m深度范围内，储存于水体、土体、岩石中的温度低于25℃，采用热泵技术可提取用于建筑物供热或制冷等的地热能利用技术。浅层地热能利用系统主要分为，一是水源热泵供热系统，二是土壤源热泵供热系统。前者需要抽取地下水，对水温、出水量、泥沙含量、同层回灌、水污染控制皆有严格要求，在很多地方已经限制甚至禁止使用；后者要求取热补热均衡，但在北方夏季制冷需求低的区域，土壤的热补偿严重不足，使得土壤源热泵供热效果不理想。近年来兴起的干热岩利用技术，《地热能术语》(NB/T10097-2018)将其定义为内部不存在或仅存在少量流体，温度高于180℃的异常高温岩体。干热岩国际上主要用于发电，以区别用于供暖的中深层水热型地热技术。从可经济开发利用角度来看，不是任何地方都具备干热岩开采条件的。从资源条件和技术难度来看，该系统不具有普遍适用性。
技术实现思路
针对传统水源热泵潜在水污染与同层回灌困难，土壤源热泵热补偿不足，干热岩开采的经济性和不具有的普遍适用性等问题。本技术提出了一种中深层地下岩热型供热系统。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种中深层地下岩热型供热系统，包括：至少一个地下中深层岩土热交换系统、地上热辅助系统、供热末端热循环系统及控制系统；其中，所述地下中深层岩土热交换系统用于使换热介质与地下中深层岩土进行热交换；所述地上热辅助系统连接于所述地下中深层岩土热交换系统，其包括：换热提温泵送装置，用于在所述热交换后的所述换热介质的温度小于第一预设温度时，对所述换热介质进行提温，并将提温后的所述换热介质输送至所述供热末端热循环系统；以及直供装置，用于在所述热交换后的所述换热介质的温度大于或等于所述第一预设温度时，将所述换热介质输送至所述供热末端热循环系统；所述供热末端热循环系统连接至所述地上热辅助系统，以将所述地上热辅助系统输送的所述换热介质进行热交换；控制系统，用于根据所述换热介质的温度与所述第一预设温度的大小关系控制所述地上热辅助系统。进一步的，所述地下中深层岩土热交换系统包括：双层套管和高效换热端子；其中，所述双层套管包括内层套管和外层套管，所述外层套管的下端连接于所述高效换热端子，所述换热介质由所述内层套管注入，并通过所述高效换热端子与地下中深层岩土进行换热后，由所述外层套管输送至所述地上热辅助系统。进一步的，所述高效换热端子包括：高强度合金套管、高效换热器和高效传热介质；其中，所述高强度合金套管连接至所述高效换热器，所述高效传热介质填充于所述高强度合金套管和所述高效换热器与所述地下中深层岩土之间的缝隙处，以增大所述地下中深层岩土与所述换热介质的换热效率。进一步的，所述外层套管的上部的外侧还设置有保温层，以防止所述换热介质通过所述外层套管流经地表时热能的快速流失。进一步的，中深层地下岩热型供热系统还包括：第一三通管，其第一端连接至所述外层套管的上端，第二端连接至所述换热提温泵送装置一端，第三端连接至所述末端热循环系统；以及第二三通管，其第一端连接至所述内层套管的上端，第二端连接至所述换热提温泵送装置所述一端，第三端连接至所述末端热循环系统；所述换热提温泵送装置的另一端通过第一连接管连接至所述所述第一三通管的第三端，所述另一端通过第二连接管连接至所述第二三通管的第三端。进一步的，所述控制系统包括，第一温控装置、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀及第二温控装置；其中，所述第一温控装置设置于所述第一三通管的第一端，所述第一控制阀设置于所述所述第一三通管的第三端，所述第二控制阀设置于所述第二三通管的第二端，所述第三控制阀设置于所述第二三通管的第三端，所述第二温控装置设置于所述第二连接管；所述第二温控装置根据所述第二连接管内的所述换热介质的温度与第二预设温度控制所述换热提温泵送装置运行。进一步地，在所述第一三通管的第一端、所述第二三通管的第一端以及所述第一三通管的第三端设置有管道泵，以为所述换热介质的输送提供动能。进一步地，所述换热提温泵送装置包括：蒸发器、压缩机和冷凝器。本技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本技术一种中深层地下岩热型供热系统可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：(1)利用储量巨大、热源稳定的中深层地下岩热资源进行供热，解决了通过燃煤取暖所造成的大气污染的问题。(2)在换热过程中，不抽取地下水资源，杜绝了对地下水资源的污染。(3)通过换热提温泵送装置的设置，使得在换热介质温度无法达到需求温度时，能够有效地对换热介质进行提温，进而保证了供热末端的供热效果。(4)通过在地下中深层岩土与高效换热器之间填充高效传热介质，有效地提高了换热效率。(5)通过在外层套管的上部增设保温层，有效地避免了换热介质在流经地表时，所造成的热能损失。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1示出了本技术一实施例的中深层地下岩热型供热系统的示意框图；图2示出了本技术一实施例的中深层地下岩热型供热方法的流程示意图。【主要符号说明】1：地下中深层岩土热交换系统10：中深层岩土11：双层套管111：外层套管112：内层套管12：高效换热端子121：高强度合金套管122：高效换热器123：高效传热介质13：保温层2：地上热辅助系统21：换热提温泵送装置211：蒸发器212：压缩机213：冷凝器22：直供装置3：供热末端热循环系统31：供热管网32：末端散热设备4：控制系统41：第一温控装置42：第一空置阀43：第二控制阀44：第三控制阀45：第二温控装置5：第一三通管6：第二三通管51、61：第一端52、62：第二端53、63：第三端7：第一连接管8：第二连接管9：管道泵具体实施方式为更进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术提出的一种中深层地下岩热型供热系统及供热方法的具体实施方式及其功效，详细说明如后。本技术实施例提供了一种中深层地下岩热型供热系统，如图1所示，包括：至少一个地下中深层岩土热交换系统1、地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中深层地下岩热型供热系统，其特征在于，包括：至少一个地下中深层岩土热交换系统、地上热辅助系统、供热末端热循环系统及控制系统；/n其中，所述地下中深层岩土热交换系统用于使换热介质与地下中深层岩土进行热交换；/n所述地上热辅助系统连接于所述地下中深层岩土热交换系统，其包括：/n换热提温泵送装置，用于在所述热交换后的所述换热介质的温度小于第一预设温度时，对所述换热介质进行提温，并将提温后的所述换热介质输送至所述供热末端热循环系统；以及/n直供装置，用于在所述热交换后的所述换热介质的温度大于或等于所述第一预设温度时，将所述换热介质输送至所述供热末端热循环系统；/n所述供热末端热循环系统连接至所述地上热辅助系统，以将所述地上热辅助系统输送的所述换热介质进行热交换；/n控制系统，用于根据所述换热介质的温度与所述第一预设温度的大小关系控制所述地上热辅助系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种中深层地下岩热型供热系统，其特征在于，包括：至少一个地下中深层岩土热交换系统、地上热辅助系统、供热末端热循环系统及控制系统；
其中，所述地下中深层岩土热交换系统用于使换热介质与地下中深层岩土进行热交换；
所述地上热辅助系统连接于所述地下中深层岩土热交换系统，其包括：
换热提温泵送装置，用于在所述热交换后的所述换热介质的温度小于第一预设温度时，对所述换热介质进行提温，并将提温后的所述换热介质输送至所述供热末端热循环系统；以及
直供装置，用于在所述热交换后的所述换热介质的温度大于或等于所述第一预设温度时，将所述换热介质输送至所述供热末端热循环系统；
所述供热末端热循环系统连接至所述地上热辅助系统，以将所述地上热辅助系统输送的所述换热介质进行热交换；
控制系统，用于根据所述换热介质的温度与所述第一预设温度的大小关系控制所述地上热辅助系统。


2.根据权利要求1所述的中深层地下岩热型供热系统，其特征在于，所述地下中深层岩土热交换系统包括：双层套管和高效换热端子；
其中，所述双层套管包括内层套管和外层套管，所述外层套管的下端连接于所述高效换热端子，所述换热介质由所述内层套管注入，并通过所述高效换热端子与地下中深层岩土进行换热后，由所述外层套管输送至所述地上热辅助系统。


3.根据权利要求2所述的中深层地下岩热型供热系统，其特征在于，所述高效换热端子包括：高强度合金套管、高效换热器和高效传热介质；
其中，所述高强度合金套管连接至所述高效换热器，所述高效传热介质填充于所述高强度合金套管和所述高效换热器与所述地下中深层岩土之间的缝隙处，以增大所述地下中深层岩土与所述换热介质的换热效率。

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【专利技术属性】
技术研发人员：邵继新，俞兆龙，司双龙，李文斌，田斌守，王本明，张建堂，高胜友，魏国平，张馨予，杨建雄，
申请(专利权)人：甘肃省建材科研设计院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62