[發明專利]中淺層復合模式地埋管熱傳導裝置

有效

• 申請號: 201610919970.0
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN106642765B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 劉紅梅;代伯清;袁芳華
• 申請（專利權）人: 浙江陸特能源科技股份有限公司
• 主分類號: F24T10/15
• 分類號: F24T10/15
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 陸永強;張建

本發明提供了一種中淺層復合模式地埋管熱傳導裝置，屬于地熱能換熱熱傳導技術領域。解決了現有技術所存在的設備結構復雜，無法實現土壤熱量的自平衡等技術問題。其包括淺層井管，淺層井管內設有將淺層井管內部自上向下依次分隔成第一有孔區域、無孔區域與第二有孔區域的分隔結構，在淺層井管內設有擾動水循環結構，在淺層井管內設有淺層地埋換熱管，在淺層井管內穿設有貫穿整個淺層井管且向下延伸設置的中層地埋換熱管，中層地埋換熱管內充填有第二導熱工質且中層地埋換熱管兩端分別與用戶端相連。本發明具有結構簡單，換熱效率、地熱利用率高等優點。

技術領域

本發明屬于地熱能換熱熱傳導技術領域，涉及換熱傳導裝置，尤其是涉及一種中淺層復合模式地埋管熱傳導裝置。

背景技術

地熱能是一種儲量巨大、可再生的清潔能源，在當前人們環保意識越來越強和能源日趨緊缺的情況下，地熱能作為煤炭、石油等化石能源的替代能源，對地熱資源的合理開發并利用越來越迫切。現已開發應用的中淺層地熱技術，如地源熱泵受當地地質條件等不確定因素影響，利用范圍小，設備成本高，地熱能利用效率低，而且會出現土壤熱不平衡問題，長期運行后將會導致土壤溫度失衡，為了更高效的利用地熱能，需尋求更好的換熱方式。這些問題制約了中淺層地熱能利用技術的應用和發展。為此，人們進行了長期的探索，提出了各種各樣的解決方案。

例如，中國專利文獻公開了一種地源熱泵預警控制器及其控制方法[申請號：CN201010238783.9]，包括傳感器、輸入電路、微型計算機、通信電路和輸出電路，傳感器作為地源熱泵預警控制器的信號輸入采集地源熱泵系統的土壤信號，傳感器的信號輸出端與輸入電路的信號輸入端相連，輸入電路的信號輸出端與微型計算機的信號輸入端相連，微型計算機與輸出電路的對應輸入信號端相連，輸出電路作為地源熱泵預警控制器的控制信號輸出控制地源熱泵系統的現場執行機構，微型計算機的通信信號端通過通信電路與地源熱泵系統的上位控制機進行通信。本發明從運行過程的角度出發為地源熱泵系統提供一個安全、可靠的運行控制策略，根據土壤溫度的變化情況決定地埋管和輔助冷/熱源(例如冷卻塔)的切換，給運行管理人員提供一個有效而方便的參照，以便運行過程中管理人員能合理地控制與指導土壤熱泵系統的運行，調節地埋管與輔助冷、熱源的運行時間，確保向土壤的排熱和取熱保持在平衡狀態。

上述方案雖然一定程度上解決了土壤熱不平衡問題，但是本方案仍然存在設備的整體結構復雜問題，而且需要管理人員根據地源熱泵預警控制器的判斷進行控制與指導土壤熱泵系統的運行，存在沒有自平衡能力，自動化程度不夠高，運行過程過于繁瑣，能源消耗仍然較多，地熱能利用率不夠高等問題。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供一種中淺層復合模式地埋管熱傳導裝置；解決了現有技術所存在的設備結構復雜，成本高，維修不便，無法實現土壤熱量的自平衡等技術問題。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：本中淺層復合模式地埋管熱傳導裝置包括設置在地下土壤內的淺層井管，所述的淺層井管內設有能將淺層井管內部自上向下依次分隔成第一有孔區域、無孔區域與第二有孔區域的分隔結構，在淺層井管內設有能帶動淺層井管外側的地下土壤內的地下水擾動從而能使淺層井管外側、第一有孔區域和第二有孔區域三者之間形成地下水循環的擾動水循環結構，在淺層井管內設有淺層地埋換熱管，且所述的淺層地埋換熱管上端延伸至淺層井管外側且與用戶側換熱器相連，所述的用戶側換熱器與用戶側換熱管相連且兩者內均充填有第一導熱工質，所述的用戶側換熱管與用戶端相連，在淺層井管內穿設有貫穿整個淺層井管且向下延伸設置的中層地埋換熱管，所述的中層地埋換熱管內充填有第二導熱工質且中層地埋換熱管兩端分別與用戶端相連。

本方案中，通過淺層地埋換熱管與淺層地下水進行換熱，分隔結構和擾動水循環結構帶動淺層井管內外側的地下土壤內的地下水擾動，以達到增大換熱效果的目的，同時利用中層換熱管從深層收集的地熱能給淺層補給熱量，提高地熱能的利用率。