本發(fā)明屬于深層地?zé)衢_(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，涉及深層地?zé)衢_(kāi)采的組合換熱系統(tǒng)，特別涉及一種利用深層地?zé)崮艿闹苯庸嵯到y(tǒng)。

背景技術(shù)：

地?zé)崮?geothermalenergy)是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來(lái)自地球內(nèi)部的熔巖，并以熱力形式存在，是一種可再生能源。中國(guó)國(guó)土資源部發(fā)布官方數(shù)據(jù)表明，中國(guó)大陸3000米至10000米深處干熱巖資源總計(jì)相當(dāng)于中國(guó)目前年度能源消耗總量的26萬(wàn)倍；地?zé)崂靡灾苯永脼橹鳎苯永玫哪芰孔畲蠓蓊~是地源熱泵占49.0％，其次是洗浴和游泳占24.9％，再次是常規(guī)地?zé)峁┡?4.4％。直接開(kāi)采地下水利用的方式有兩個(gè)主要的缺點(diǎn)：一是地下水過(guò)度開(kāi)采不可持續(xù)，會(huì)導(dǎo)致地下水資源枯竭、地面沉降等問(wèn)題；二是利用后的廢水排放會(huì)造成生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種利用深層地?zé)崮艿闹苯庸嵯到y(tǒng)，其取熱不取水，因而具有高的換熱能力和低的功耗，且不造成環(huán)境污染。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種利用深層地?zé)崮艿闹苯庸嵯到y(tǒng)，包括布設(shè)在蓄熱巖層9內(nèi)的一組或多組u型換熱器1，u型換熱器1內(nèi)充注有換熱所需的循環(huán)介質(zhì)，u型換熱器1的兩端分別與輸出管3和返回管7相連，輸出管3在地下設(shè)有輸出管保溫段2，返回管7在地下設(shè)有返回管保溫段8，輸出管3與末端4相連后，再連接至動(dòng)力泵5，然后通過(guò)返回管7連接至u型換熱器1。

所述u型換熱器1的換熱管直徑為100～200毫米。

所述u型換熱器1的埋設(shè)深度為2000～6000米。

所述u型換熱器1的數(shù)量、管道直徑、管道長(zhǎng)度和埋設(shè)深度根據(jù)熱負(fù)荷需求確定，輸出管保溫段2長(zhǎng)度大于返回管保溫段8長(zhǎng)度。

所述u型換熱器1為多個(gè)時(shí)，通過(guò)輸出管3和返回管7并聯(lián)。

所述輸出管保溫段2和返回管保溫段8采用內(nèi)涂層保溫或外包覆保溫結(jié)構(gòu)。

所述動(dòng)力泵5連接有對(duì)其進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)6。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明可以根據(jù)熱負(fù)荷需求確定u型換熱器的數(shù)量和井深，保證地下?lián)Q熱系統(tǒng)能夠交換出充分的熱量滿足末端所需熱負(fù)荷。

(2)u型換熱器為封閉循環(huán)體系，在地下2000-6000米的深處安放，通過(guò)管壁與高溫巖層或地下熱水進(jìn)行換熱。

(3)輸出管保溫段和返回管保溫段可以減少熱量損失。

(4)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)取熱不取水，對(duì)地下系統(tǒng)不造成污染，實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源的可持續(xù)開(kāi)采，真正實(shí)現(xiàn)供熱過(guò)程co2和粉塵的零排放，減少對(duì)化石能源的需求，對(duì)改善目前環(huán)境具有積極作用。

(5)具有采熱量大、供熱穩(wěn)定、生產(chǎn)成本和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為多個(gè)u型換熱器并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種利用深層地?zé)崮艿闹苯庸嵯到y(tǒng)，包括u型換熱器1、輸出管保溫段2、輸出管3、末端4、動(dòng)力泵5、控制系統(tǒng)6、返回管7、返回管保溫段8等。

通過(guò)鉆機(jī)向蓄熱巖層9鉆出直徑200-300毫米的鉆孔1個(gè)，鉆孔深度在2000-6000米之間。在鉆孔中下入u型換熱器1，蓄熱巖層9內(nèi)布設(shè)有一組u型換熱器1，u型換熱器1內(nèi)充注換熱所需的循環(huán)用介質(zhì)，u型換熱器1分別與輸出管3和返回管7相連，輸出管3在地下設(shè)有輸出管保溫段2，返回管7在地下設(shè)有返回管保溫段8，輸出管保溫段2和返回管保溫段8采用內(nèi)涂層保溫或外包覆保溫的方式。u型換熱器1通過(guò)輸出管3連接至末端4，然后再連接至動(dòng)力泵5，動(dòng)力泵5通過(guò)返回管7連接至u型換熱器1。

本發(fā)明在運(yùn)行時(shí)，u型換熱器1內(nèi)充注好換熱所需的循環(huán)介質(zhì)，高溫循環(huán)介質(zhì)將來(lái)自深層巖層或熱水的熱量通過(guò)輸出管3送至末端，熱交換后的地溫循環(huán)介質(zhì)通過(guò)動(dòng)力泵5，再經(jīng)過(guò)返回管7重新注入u型換熱器1，u型換熱器1和蓄熱巖層9主要通過(guò)傳導(dǎo)換熱的方式使循環(huán)介質(zhì)升溫，實(shí)現(xiàn)熱交換?？刂葡到y(tǒng)6對(duì)動(dòng)力泵5進(jìn)行參數(shù)控制。

在極端情況下，控制系統(tǒng)6控制動(dòng)力泵5改變循環(huán)介質(zhì)的流速，加大采熱量，以滿足熱負(fù)荷需求。該換熱系統(tǒng)可以用于建筑供暖、低溫發(fā)電、工業(yè)干燥、溫室大棚等行業(yè)。

實(shí)施例2

如圖2所示，一種利用深層地?zé)崮艿闹苯庸嵯到y(tǒng)，在蓄熱巖層9內(nèi)布設(shè)有多組u型換熱器1，各u型換熱器1通過(guò)輸出管3和返回管7并聯(lián)。其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本一致。

本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，u型換熱器1的數(shù)量、管道直徑、管道長(zhǎng)度和埋設(shè)深度根據(jù)熱負(fù)荷需求確定，輸出管保溫段距離較長(zhǎng)，返回管保溫段距離較短。

利用本發(fā)明，u型換熱器內(nèi)循環(huán)介質(zhì)在換熱器內(nèi)升溫，吸收巖層或地下熱水的能量，并將熱能輸送到末端，換完熱的低溫循環(huán)介質(zhì)通過(guò)動(dòng)力泵再返回u型換熱器。往復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)地?zé)崮艿牡统杀尽⒏咝?、環(huán)境友好的開(kāi)發(fā)利用。是一種新的提高地?zé)崂眯实膿Q熱系統(tǒng)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種利用深層地?zé)崮艿闹苯庸嵯到y(tǒng)，包括布設(shè)在蓄熱巖層內(nèi)的一組或多組U型換熱器，U型換熱器內(nèi)充注有換熱所需的循環(huán)介質(zhì)，U型換熱器的兩端分別與輸出管和返回管相連，輸出管在地下設(shè)有輸出管保溫段，返回管在地下設(shè)有返回管保溫段，輸出管與末端相連后，再連接至動(dòng)力泵，然后通過(guò)返回管連接至U型換熱器，U型換熱器內(nèi)循環(huán)介質(zhì)在換熱器內(nèi)升溫，吸收巖層或地下熱水的能量，并將熱能輸送到末端，換完熱的低溫循環(huán)介質(zhì)通過(guò)動(dòng)力泵再返回U型換熱器。往復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)地?zé)崮艿牡统杀?、高效率、環(huán)境友好的開(kāi)發(fā)利用。本發(fā)明是一種新的提高地?zé)崂眯实膿Q熱系統(tǒng)。

技術(shù)研發(fā)人員：徐德龍;李勇;馮紹航;王曉龍;馬智;沈?qū)氱R;杜興亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西德龍地?zé)衢_(kāi)發(fā)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.10
技術(shù)公布日：2017.10.03