一種中深層地熱能直接供熱系統的制作方法

本發明屬于地熱能開發技術領域，特別涉及一種中深層地熱能直接供熱系統。

背景技術：

地熱能是源于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變，并以熱力形式存在的可再生性能源。目前中深層無干擾地巖熱利用主要是以換熱機組間接供熱為主，同時其u型換熱器投資較大，換熱環節復雜，熱損失較大，電能消耗較大。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種中深層地熱能直接供熱系統，供熱系統采用一路循環，將在地巖熱換熱孔中置換出的地熱能直接供熱至用戶末端；系統中安裝的地熱能換熱器結構分為保溫段和高溫換熱段兩個部分；其中：地熱能換熱器上部分0～1000米為保溫段，下部分1000～5000米為高溫換熱段；最終減少了系統的換熱環節，提高了換熱效率，減少了換熱損失，供熱運行費用得到了大大降低，地熱能利用的成本進一步降低。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種中深層地熱能直接供熱系統，包括設置在地巖熱換熱孔9中的地熱能換熱器，地熱能換熱器上部為保溫段2，下部為高溫換熱段4，內部有輸出中層管3，所述地熱能換熱器注有換熱介質，換熱介質在所述高溫換熱段4內與地下高溫蓄熱巖層進行換熱，動力泵6將換熱介質通過輸出中層管3輸送至用戶末端7進行供熱，供熱后換熱介質返回地熱能換熱器，形成循環回路。

所述保溫段2頂部設置二路分水器1，一路與輸出中層管3連接，為換熱介質流出通路，另一路接在地熱能換熱器內的輸出中層管3外側，為換熱介質流入通路，輸出中層管3的下部懸空。

所述地熱能換熱器的底部通過穩定錐5固定。

所述地巖熱換熱孔9為中深層地巖熱換熱孔。

所述地巖熱換熱孔9為密閉地巖熱換熱孔。

所述地巖熱換熱孔9直徑為100～500毫米。

所述保溫段2深度為0～1000米，高溫換熱段4埋管深度為1000～5000米。

所述地熱能換熱器設置為一組或者多組，數量、管徑及埋設深度根據熱負荷需求確定，當為多組時，分布在多個地巖熱換熱孔9中，采用并聯形式設置。

所述動力泵6連接對其進行控制的控制系統8。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明改善了無干擾地巖熱的換熱系統結構設計，大大降低地巖熱供熱系統的投資成本，提高換熱效率；

(2)本發明工藝簡單，換熱介質在換熱孔密閉系統中完成換熱，取熱不取水，實現了地熱能無干擾、高效的利用，真正實現供熱過程中污染物的零排放；

(3)本發明減少了換熱環節，提高地熱能的利用效率，降低了地熱能的使用成本。

(4)本發明控制系統可根據用戶需求，通過控制動力泵流量、調整供熱量，實現地熱能的可控、高效利用。

附圖說明

圖1為中深層地熱能直接供熱系統單孔示意圖。

圖2為中深層地熱能直接供熱系統多孔并聯示意圖。

附圖標記：

1，二路分水器；2，地熱能換熱器保溫段；3，輸出中層管；4，地熱能換熱器高溫換熱段；5，穩定錐；6，動力泵；7，用戶末端；8，控制系統；9，地巖熱換熱孔。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。

如圖1所示，一種中深層地熱能直接供熱系統，利用地熱能儲量大、可再生的特點，為用戶提供穩定可靠、低成本的清潔能源。其包括設置在地巖熱換熱孔9中的一組地熱能換熱器，地熱能換熱器為管狀，底端通過穩定錐5固定，內部有輸出底端懸空的中層管3，上部為保溫段2，下部為高溫換熱段4，保溫段2頂端設置二路分水器1，出水口與輸出中層管3連接，為換熱介質流出通路，回水口接在地熱能換熱器內的輸出中層管3外側，為換熱介質流入通路。

地熱能換熱器注有換熱介質，換熱介質在高溫換熱段4內與地下高溫蓄熱巖層進行換熱，動力泵6將換熱介質通過輸出中層管3輸送至用戶末端7進行供熱，供熱后換熱介質返回地熱能換熱器，形成循環回路。可利用控制系統8對動力泵6進行控制。

圖中，換熱介質從二路分水器1回水口進入地巖熱換熱孔9，經高溫換熱段4同蓄熱巖層換熱后，在動力泵6的作用下，從輸出中層管3下進入用戶末端7實現供熱，后通過二路分水器1返回地巖熱換熱孔9中往復循環。

本發明所涉及的地巖熱換熱孔9最好為中深層地巖熱換熱孔，但并不限于中深層地巖熱換熱孔。地熱能換熱系統最好為密閉換熱系統，但并不限于密閉熱換系統。

作為較佳參數，本發明所涉及的地巖熱換熱孔9的直徑范圍為100～500毫米；保溫段2深度為0～1000米，高溫換熱段4埋管深度為1000～5000米。保溫段2采用導熱系數小于0.3w/m·k的保溫材料保溫，高溫換熱段4采用鋼制材料特殊加工。

本發明中地熱能換熱器的數量、管徑及埋設深度根據熱負荷需求確定；當地熱能換熱器為多組時，分布在多個地巖熱換熱孔9中，采用并聯形式設置，如圖2所示。

綜上，本發明基于無干擾地巖熱供熱技術，通過地熱能換熱器將地下深處的熱能導出，實現向用戶供熱。蓄熱巖層內設一組或多組地熱能換熱器，系統內注滿換熱介質，組成換熱系統，整地熱能提取在地巖熱換熱孔中完成。換熱介質在地巖熱換熱孔內同蓄熱巖層進行熱交換吸收地熱能，經動力泵循環送至用戶。本系統工藝簡單，取熱不取水，實現了地熱能的低成本、高效率、無干擾的利用。

技術特征：

技術總結
一種中深層地熱能直接供熱系統，包括設置在地巖熱換熱孔中的地熱能換熱器，地熱能換熱器上部為保溫段，下部為高溫換熱段，內部有輸出中層管，所述地熱能換熱器注有換熱介質，換熱介質在所述高溫換熱段內與地下高溫蓄熱巖層進行換熱，動力泵將換熱介質通過輸出中層管輸送至用戶末端進行供熱，供熱后換熱介質返回地熱能換熱器，形成循環回路；本系統工藝簡單，取熱不取水，實現了地熱能的低成本、高效率、無干擾的利用。

技術研發人員：徐德龍;李勇;馮紹航;王曉龍;沈寶鏡;馬智;杜興亮
受保護的技術使用者：陜西德龍地熱開發有限公司
技術研發日：2017.07.10
技術公布日：2017.10.17