[發明專利]一種封閉循環采暖系統

有效

• 申請號: 201310347621.2
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103453571A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王樹眾;羅向榮;呂明明;景澤鋒
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24D13/04
• 分類號: F24D13/04;F24D19/10;F24J3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種地熱采暖系統，尤其涉及一種封閉循環采暖系統。

背景技術

地熱資源是一種清潔的可再生資源，且具有易開發、費用低廉、清潔、恒溫等優點，并已被廣泛應用于采暖、洗浴等，傳統的水源熱能交換方法是在地表設置多個地熱井，分別用于采集地熱和回灌，這種開發利用方式存在一些問題，由于地熱水礦化度較高，主要的礦物種類有碳酸鈣、二氧化硅、硅酸鹽等，碳酸鈣和二氧化硅的沉淀對工質的壓力和溫度特別敏感，在發電或換熱取暖過程中，地熱水的溫度和壓力均會發生很大變化，進而影響到各種礦物質的溶解度，導致礦物質從水中析出產生沉淀結垢，影響系統運行的穩定性；地熱流體中還含有一些腐蝕介質（包括溶解氧(O₂)、H⁺、Cl^-、H₂S、CO₂、NH₃和SO₂），再加上流體的溫度、流速、壓力等因素的影響，地熱流體對各種金屬表面都會產生不同程度的腐蝕，直接影響設備的使用壽命；另外，由于這種結構要建造多個地熱井，不僅浪費大量的人力、物力，而且占用了寶貴的城市空間，傳統的地熱井采暖系統還受到地熱資源所處的地理位置的限制，不是任何地方都可以建造地熱井。

發明內容

本發明的目的就在于提出了一種適用性強、換熱效率高、環境友好、運行穩定性高且設備使用壽命長的封閉循環采暖系統。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：包括儲液箱以及與儲液箱相連通的循環水箱，循環水箱內設置有電加熱管，循環水箱的出口與中心主井眼相連，中心主井眼分別與若干水平分支井眼相連通，各個水平分支井眼內均設置有從中心主井眼下入的絕熱管，且絕熱管的入口與水平分支井眼相連通，絕熱管的出口與換熱器的放熱端相連后返回循環水箱，換熱器的吸熱端與用戶的采暖管網構成循環回路。

所述的絕熱管采用真空隔熱管，真空隔熱管由套裝在一起的內管和外管組成，且在外管和內管所形成的環形空間內包有鋁箔層和玻璃絲層。

所述的用戶的采暖管網中從用戶出來的管路分為兩路，一路與換熱器的吸熱端入口相連通，另一路經熱泵與換熱器的吸熱端出口管路相連通，換熱器的放熱端出口經熱泵與循環水箱相連通。

所述的換熱器采用板式換熱器。

所述的中心主井眼的固井方式為套管固井，水平分支井眼的固井方式為尾管固井，且中心主井眼和水平分支井眼的固井水泥均采用添加有石墨和玻璃纖維的固井水泥。

每個絕熱管的出口處均設置有調節熱水流量的針閥，針閥的出口與換熱器的放熱端入口相連通。

所述的絕熱管伸入水平分支井眼的井底。

所述的循環水箱上布置有顯示循環水箱中水位變化的液位計，電加熱管與位于循環水箱外部的溫控儀相連。

所述的儲液箱的出口與循環水箱之間依次設置有旋擰閥、注入泵和斷流止回閥。

所述的循環水箱的出口與中心主井眼的入口之間設置有循環泵。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明由于在中心主井眼的基礎上增加了若干水平分支井眼，極大的增加了換熱流體與熱儲的換熱面積，降低了鉆井成本，提高了換熱功率。由于本發明的封閉循環采暖系統在與熱儲進行熱交換時，只是提取熱儲的熱量，并沒有和熱儲層進行任何的物質交換，因此，在運行中不會對地層產生污染，屬于環境友好型系統，且本發明封閉循環采暖系統以潔凈水作為載熱流體，避免了因采用地熱水導致的系統運行的穩定性差和設備使用壽命相對較短的問題。

另外，由于本發明僅僅是利用地下熱儲層與潔凈水存在的溫差來加熱潔凈水，只是提取熱儲的熱量，因此，本發明適用性強，不受地理位置和地熱資源的限制，任何地方都可以構建此封閉循環采暖系統，運行費用低。

附圖說明

圖1為本發明的整體示意圖；

圖2為圖1的水平分支井眼的剖視圖；

圖3為圖2的B-B剖視圖；

其中，1、循環泵，2、循環水箱，3、電加熱管，4、液位計，5、溫控儀，6、注入泵，7、儲液箱，8、旋擰閥，9、第一斷流止回閥；10熱泵，11板式換熱器，12、用戶，13、針閥，14地面；15、絕熱管；16、套管，17、中心主井眼，18、第一水平分支井眼，19、井底，20、第二水平分支井眼，21、第二斷流止回閥，22、外管，23、內管。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。