【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能源利用，特别涉及一种螺纹型地埋管换热装置及其蓄热方法。
技术介绍
1、随着全球变暖以及大气污染状况的日益严峻，传统化石能源已不能满足可持续发展的要求；另外，随着化石能源日益紧缺，如何高效利用清洁能源成为了全球范围内关注的热点之一。其中，清洁能源包括太阳能、风能、地热能和生物质能；其中，太阳能具有分布广泛、取之不尽用之不竭的优点，同时也具有季节性变化、不稳定等缺陷，这些缺陷阻碍了太阳能资源的高效利用。
2、土壤是太阳能跨季节存储的有效手段之一，现今已有将浅层地热资源用于提供生活热水及建筑采暖。目前，国内外在浅层地源热泵系统方面做了大量研究，但该技术仍存在浅层地埋管埋管面积大、易受场地制约、设计不当时冷热不平衡现象严重的问题。深层地热资源作为开发潜力最大的地热资源类型，目前主要应用于发电领域。
3、综上所述，现有技术中的地埋管储热应用方案，尚不能灵活匹配用户不同的供、蓄能需求，全年负荷与供应时空存在不匹配的技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种螺纹型地埋管换热装置及其蓄热方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术提供的技术方案，能够将光伏光热存储在不同深度的土壤中，可以灵活匹配用户不同的能源需求，实现能源的梯级利用，解决全年负荷与供应时空不匹配的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术第一方面，提供一种螺纹型地埋管换热装置，包括：
4、太阳能集热器，
5、热泵机组，所述热泵机组设置有第一进水口、第一出水口、第二进水口、第二出水口；其中，所述第二进水口和所述第二出水口用于与用户侧供热系统相连通；
6、地埋管单元，所述地埋管单元设置有第二循环水进口和第二循环水出口；其中，所述第二循环水进口与所述第一循环水出口、所述第一出水口相连通，所述第二循环水出口与所述第一循环水进口、所述第一进水口相连通；所述地埋管单元采用多节螺纹套管式地埋管。
7、本专利技术装置的进一步改进在于，还包括：
8、水泵，所述水泵设置于所述第二循环水进口与所述第一循环水出口之间的连通管路上；或者，所述水泵设置于所述第二循环水出口与所述第一循环水进口之间的连通管路上。
9、本专利技术装置的进一步改进在于，
10、所述多节螺纹套管式地埋管包括：内管和外管，所述外管嵌套设置于所述内管的外部；
11、其中，所述内管包括多节沿轴向依次相互嵌套设置的空心螺纹状管；各节空心螺纹状管的内部中空，各节空心螺纹状管的内壁、外壁均设置有螺纹结构，能够沿螺纹结构攀升或下降。
12、本专利技术装置的进一步改进在于，
13、各节空心螺纹状管的受热面的连接端面上均设置有导热硅脂。
14、本专利技术装置的进一步改进在于，还包括：
15、电机，用于驱动各节空心螺纹状管旋转，实现所述多节螺纹套管式地埋管的内管的长度调节。
16、本专利技术装置的进一步改进在于，还包括：
17、回填材料层，用于设置于所述多节螺纹套管式地埋管的外管的外壁。
18、本专利技术装置的进一步改进在于，
19、所述地埋管单元包括：用于设置在同一钻井中的三根多节螺纹套管式地埋管；其中，所述三根多节螺纹套管式地埋管分别用于负责浅层地热、中层地热、中深层地热的存储与提取。
20、本专利技术装置的进一步改进在于，还包括：
21、隔离板(5)，所述隔离板(5)中设置有与三根多节螺纹套管式地埋管配合的三个通孔，每根多节螺纹套管式地埋管穿设于一个通孔中，且所述隔离板(5)安装在钻井中。
22、本专利技术装置的进一步改进在于，
23、所述隔离板为圆盘状。
24、本专利技术第二方面，提供利用如本专利技术第一方面中任一项所述的螺纹型地埋管换热装置来实现的蓄热方法，包括以下步骤：
25、获取太阳能集热器集热得到的热流体温度tin；
26、基于热流体温度tin与预先获取的浅层回路对应的地下土壤最高温度t1、中层回路对应的地下土壤最高温度t2、中深层回路对应的地下土壤最高温度t3，确定蓄热方式；其中，当tin＜t1时，采用浅层蓄热方式；当t1≤tin＜t2时，采用中层蓄热方式；当t2≤tin＜t3时，采用中深层蓄热方式；
27、基于确定的蓄热方式以及自恒温层向下垂直深度每增加100m土壤温度增加3℃的理论依据，根据热流体温度tin确定土壤深度l，并根据土壤深度调节所述多节螺纹套管式地埋管的长度，实现分级蓄热。
28、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
29、本专利技术提供的螺纹型地埋管换热装置中，多节螺纹套管式地埋管的长度可以调节，能够将光伏光热存储在不同深度的土壤中；另外，通过对多节螺纹套管式地埋管的长度的灵活调控，可以匹配用户不同的供、蓄能需求，解决全年负荷与供应时空不匹配的问题，实现能源梯级利用。
30、本专利技术中，将多节空心螺纹状管与套管式地埋管换热器相结合；其中，一方面，实现了内管长度可调，可根据地下土壤的梯级温度，将热量进一步分级储存、提取，实现能源的梯级利用；另一方面，相比于传统套管式地埋管的光管结构，螺纹结构可增加热管的传热面积，增强内管与导热流体间的换热强度，可提高地埋管的换热效率。
31、本专利技术中，太阳能集热器与三根多节螺纹套管式地埋管耦合，以提取光热并存储浅层、中层、中深层地热，能够保证地下土壤温度场的温度梯度，提升系统蓄取效率。
32、本专利技术提供的蓄热方法，能够将光伏光热存储在不同深度的土壤中；基于热流体温度与土壤平均温度的关系，可对地埋管储热位置进行灵活调控，以匹配用户不同的供、蓄能需求，解决了全年负荷与供应时空不匹配的问题，实现了能源梯级利用。
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1.一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求1所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，还包括：
9.根据权利要求8所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，
10.一种利用如权利要求1至9中任一项所述的螺纹型地埋管换热装置来实现的蓄热方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的一种螺纹型地埋管换热装置，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱超，李壮，解振学，曹敏，郭安祥，师鹏，王若谷，吴子豪，王辰曦，李龙，李峰，张拓，权琛，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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