一种基于中深层地热能的钻孔供热系统技术方案

技术编号:26302169 阅读:42 留言:0更新日期:2020-11-10 19:53
本发明专利技术公开了一种基于中深层地热能的钻孔供热系统,属于地热能利用领域,包括热泵、循环泵、外管、内管、介质换向结构、浅层换热及中深层换热转换结构。本发明专利技术通过循环泵提供循环动力利用导热介质在外管和内管中循环实现对中深层地热的交换,同时通过介质换向结构,在介质回流温度小于外管温度时将介质的流经位置从外管切换至内管,进而解决介质受热的上升作用阻碍介质运行增加循环泵能量消耗问题,在夏季时利用浅层换热及中深层换热转换结构动作,使得只有内管外管的上段工作,进而对浅层低温地热进行换热,便于夏季制冷提高外管内管组成的同轴套管换热器利用程度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于中深层地热能的钻孔供热系统
本专利技术涉及地热能利用领域,特别是一种基于中深层地热能的钻孔供热系统。
技术介绍
中深层地热一般埋深2000米到4000米之间,中深层供热系统以提取中深层地热为主,热源为中深层地壳岩土体,通过前期勘探后,使用专业石油钻孔设备在目的地钻孔,钻孔深度地下2000~4000米,钻孔直径200mm,安装特种材料制成的金属换热器,封闭换热井,填充液体换热介质,通过换热介质将换热器所提取的热量传输至热泵设备机房,再分配至终端用户,该技术具有热源温度更高(地下2000m以下岩体热源可达70℃)且恒定,单个换热井换热面积大,运行成本低,节能环保性强等特点。现有中深层地热能钻孔供热系统存在以下问题:1、现有中深层地热常采用同轴套管作为井下换热器,利用热泵作为地上的热交换元件,中深层地热在进行换热后,其回流到同轴套管外管内的回水温度通常在35度左右,随着地层深度的加深,同轴套管外管的温度会逐渐升高,当同轴套管外管温度高于35度时,同轴套管外管会对其内的换热介质进行加热,介质受热后会产生向上的对流,进而对原本向下运动的介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于中深层地热能的钻孔供热系统,包括热泵(1)、循环泵(2)、外管(3)、内管(4)、介质换向结构、浅层换热及中深层换热转换结构,所述热泵(1)进口与循环泵(2)出口通过管路连接,其特征在于,所述外管(3)埋设竖直插装于大地上且其上端与热泵(1)出口通过管路连接,所述内管(4)与外管(3)同轴固定插装于外管(3)内且其上端与循环泵(2)进口通过管路连接,所述介质换向结构设于外管(3)和内管(4)中部,所述浅层换热及中深层换热转换结构设于外管(3)和内管(4)上部;/n所述介质换向结构包括锥形头(5)、换流孔(6)、回流管(7),所述锥形头(5)固定于内管(4)中部且尖锐部朝上,两个所述...

【技术特征摘要】
1.一种基于中深层地热能的钻孔供热系统,包括热泵(1)、循环泵(2)、外管(3)、内管(4)、介质换向结构、浅层换热及中深层换热转换结构,所述热泵(1)进口与循环泵(2)出口通过管路连接,其特征在于,所述外管(3)埋设竖直插装于大地上且其上端与热泵(1)出口通过管路连接,所述内管(4)与外管(3)同轴固定插装于外管(3)内且其上端与循环泵(2)进口通过管路连接,所述介质换向结构设于外管(3)和内管(4)中部,所述浅层换热及中深层换热转换结构设于外管(3)和内管(4)上部;
所述介质换向结构包括锥形头(5)、换流孔(6)、回流管(7),所述锥形头(5)固定于内管(4)中部且尖锐部朝上,两个所述换流孔(6)分别开于锥形头(5)前后表面上,所述回流管(7)固定安装于外管(3)中部且其上端与内管(4)连通下端与外管(3)连通;
所述浅层换热及中深层换热转换结构包括气泵(8)、滑动槽(9)、活塞环(10)、一号循环孔(11)、二号循环孔(12)、回复弹簧(13)、环状气囊(14)、球囊(15)、导热隔热转换结构、鱼鳞扰动片结构,所述气泵(8)与滑动槽(9)上端通过管路连接,所述滑动槽(9)开于内管(4)上段内部,所述活塞环(10)滑动嵌装于滑动槽(9)内,两个所述一号循环孔(11)开于活塞环(10)两侧,两个所述二号循环孔(12)开于内管(4)上部两侧且形状大小与一号循环孔(11)相同,所述回复弹簧(13)上端固定于活塞环(10)下端,所述回复弹簧(13)下端固定于滑动槽(9)底部,所述环状气囊(14)固定安装于内管(4)外壁上且位于滑动槽(9)底部下方,所述球囊(15)固定于内管(4)内表面上,所述球囊(15)和环状气囊(14)与滑动槽(9)底部连通,所述导热隔热转换结构设于外管(3)上段且与气泵(8)通过管路连接,所述鱼鳞扰动片结构设于外管(3)内壁上且与气泵(8)通过管路连接。


2.根据权利要求1所述的基于中深层地热能的钻孔供热系统,其特征在于,所述导热隔热转换结构包括隔热层(16)、注油槽(17)、油箱(18)、油泵(19),所述隔热层(16)套装于外管(3)外侧上段,所述注油槽(17)开于隔热层(16)中部,所述油箱(18)设于隔热层(16)上方,所述油泵(19)固定于油箱(18)上且通过管路与油箱(18)内部下部连通,所述油泵(19)与注油槽(17)连通,所述隔热层(16)位于地热温度35度分...

【专利技术属性】
技术研发人员:张昌建罗景辉刘欢侯立泉王景刚鲍玲玲冯思毅野佳汇
申请(专利权)人:河北工程大学
类型:发明
国别省市:河北;13

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