[發明專利]一種寒區地溫能開采裝置

有效

• 申請號: 201610153231.5
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105698419A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 祁福利;趙東銘;鄭拓飛;呂虹霖;劉光;李永利;李彪;王宏存;孟祥菲
• 申請（專利權）人: 黑龍江省九0四環境工程勘察設計院
• 主分類號: F24J3/08
• 分類號: F24J3/08;F25B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明創造屬于地溫能開發技術，主要涉及一種寒區地溫能開 采裝置。

背景技術

在北方寒冷地區的地溫能開發利用過程中，由于冬季氣溫低， 地溫能的開采造成換熱孔附近地層溫度降低，形成地溫場降落漏斗， 長此以往，該換熱孔將不具有地溫能開采利用的作用，而現有的地 溫能開采方法中還沒有提溫、補償裝置，使換熱孔不能長期持續、 有效地進行換熱，縮短了換熱孔的使用壽命，寒區地溫能開發利用 受到影響。

發明內容

本發明創造的目的就是針對上述現有技術存在的問題，設計提 供一種新結構的寒區地溫能開采裝置，通過為換熱孔進行溫度補償 的結構設計，達到持續、有效地開發利用地溫能的目的。

本發明創造的基本設計是：一種寒區地溫能開采裝置包括換熱 孔、熱泵機組和循環泵，在所述換熱孔內設置芯管，在所述芯管外 壁面與換熱孔內壁面之間設有間距，構成環形腔室，濾水管配裝在 芯管底端部上，水平埋管鋪設在地面下，在所述換熱孔外側周邊部 位處設置熱補償孔，熱泵進水管將環形腔室與熱泵機組連通，循環 泵出水管將循環泵與芯管連通，熱泵出水管將熱泵機組與水平埋管 連通，循環泵進水管將熱補償孔與循環泵連通，補水管將水平埋管 與熱補償孔連通；所述熱補償孔與換熱孔的個數比為1∶n。

本發明創造實現了寒區地溫能開發過程中對換熱孔處地溫的補 償，避免和消除了地溫場降落漏斗的形成，并綜合利用地溫能、地 熱能及太陽能等清潔能源，持續、有效地開采利用地溫能。本裝置 設計新穎、合理，結構簡單，使用可靠，節能減排效果好，大幅度 延長了換熱孔使用壽命，為我國廣大北方寒冷地區的地溫能持續、 高效開發利用提供了技術支持。

附圖說明

圖1是一種寒區地溫能開采裝置總體結構示意圖。

圖中件號說明：

1、濾水管、2、芯管、3、換熱孔、4、熱泵進水管、5、熱泵機 組、6、循環泵、7、循環泵進水管、8、補水管、9、熱補償孔、10、 水平埋管、11、熱泵出水管、12、循環泵出水管。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明創造實施方案進行詳細描述。一種寒區 地溫能開采裝置包括換熱孔3、熱泵機組5和循環泵6，在所述換熱 孔3內設置芯管2，在所述芯管2外壁面與換熱孔3內壁面之間設 有間距，構成環形腔室，濾水管1配裝在芯管2底端部上，水平埋 管10鋪設在地面下，在所述換熱孔3外側周邊部位處設置熱補償孔 9，熱泵進水管4將環形腔室與熱泵機組5連通，循環泵出水管12 將循環泵6與芯管2連通，熱泵出水管11將熱泵機組5與水平埋管 10連通，循環泵進水管7將熱補償孔9與循環泵6連通，補水管8 將水平埋管10與熱補償孔9連通；所述熱補償孔9與換熱孔3的個 數比為1∶n。

夏季作業時，通過循環泵6從熱補償孔9深部抽取熱水至芯管 2中，芯管2中的熱水流至其底部的濾水管1后，進入換熱孔3孔 內壁面與芯管3外壁面之間的環形腔室中，熱水通過換熱孔3孔壁 與周圍地層發生熱傳遞作用，使地層溫度升高，減小了冬季地溫能 開采造成的地溫場漏斗；同時，從環形腔室中抽出的水通過熱泵機 組5進行制冷，制冷后的水流經地面下的水平埋管10時，經太陽輻 射后，水溫升高；再將提溫后的水經補水管8注入到熱補償孔9中 進一步提溫。冬季作業時，以換熱孔3地溫能的開采利用為主，與 此同時熱補償孔9也可作為換熱孔直接開采利用地溫能。