[發明專利]一種利用中深層無干擾地巖熱換熱孔作冷熱源的系統與方法

在審

• 申請號: 201710557543.7
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107192063A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 徐德龍;李勇;馮紹航;王曉龍;沈寶鏡;馬智;杜興亮
• 申請（專利權）人: 陜西德龍地熱開發有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24J3/08
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明屬于土壤源熱泵技術領域，特別涉及一種利用中深層無干擾地巖熱換熱孔作冷熱源的系統與方法。

背景技術

目前無干擾地巖熱技術利用-2500m左右中深層地熱為建筑提供冬季供暖熱源。由于無干擾地巖熱換熱孔溫度較高，一般在30～70℃之間，無法進行夏季供冷，無干擾地巖熱系統在夏季制冷必須使用冷卻塔，限制了熱泵制冷效率，噪音大，不美觀，需要一定占地，使得無干擾地巖熱技術在夏季的使用受到了一定限制。

發明內容

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利用中深層無干擾地巖熱換熱孔作冷熱源的系統與方法，克服了無干擾地巖熱換熱孔夏季不能制熱的缺陷，實現了無干擾地巖熱換熱孔同時具備冬季制熱和夏季制冷兩項功能。該地巖熱孔設備成功將-2500m深無干擾地巖熱換熱孔分為上下兩個部分，冬季供熱時，無干擾地巖熱換熱孔中熱介質在內部-2500m全換熱孔循環換熱，夏季時，本系統隔離地下-1000m～-2500m高溫地熱部分，熱介質只在0～-1000m恒溫地熱區域循環換熱，為夏季熱泵提供冷源。本發明直接利用無干擾地巖熱換熱孔，改變無干擾地巖熱換熱孔上半部分的結構連接形式，實現無干擾地巖熱換熱孔夏季制冷功能。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種利用中深層無干擾地巖熱換熱孔作冷熱源的方法，在地表與冷源區域下表面之間設置三層管結構，在冷源區域下表面與熱源區域下表面之間設置雙層管結構，并在各管頂部出口設置閥門，所述雙層管結構是三層管結構的中管和內管的延伸，所述三層管結構中，外管與中管在三層管底部連通，所述雙層管結構中，中管與內管在雙層管底部連通，在中管注入介質，通過控制閥門，使得在夏季形成介質沿中管向下—沿外管向上流出的冷源回路，在冬季形成介質沿中管向下—沿內管向上流出的熱源回路。

即，在0～-1000m為三層套管，分為內管，中管和外管，-1000m～-2500m為兩層套管，分為內管和外管。內管采用PE管道，中管和外管為特制鋼材。

本發明還提供了一種利用中深層無干擾地巖熱換熱孔作冷熱源的系統，包括設置在地巖熱換熱孔中的制冷外管3，制冷外管3中設置有中層管14，中層管14中設置有中心管13，制冷外管3的底端處于冷源區域下表面位置，制冷外管3的底端連接外銜接管5，中層管14的底端連接冷熱轉換器4的頂端，冷熱轉換器4的底端通過內銜接管7連接制熱換熱管8，中心管13貫穿至制熱換熱管8的底部，并在制熱換熱管8底部相連通，制熱換熱管8的底端連接穩定錐9，所述冷熱轉換器4的側面開有與制冷外管3相連通的出流孔4b，所述外銜接管5與內銜接管7之間有密封環6且冷熱轉換器4位于密封環6的上部，所述制冷外管3的頂端設置有各帶閥門的三口分水器1，一路連通回水口11與中層管14，一路連通制冷出水口12與制冷外管3，另一路連通制熱出水口10與中心管13，從而在夏季形成回水口11—中層管14—冷熱轉換器4—制冷外管3—制冷出水口12的冷源利用回路，在冬季形成回水口11—中層管14—冷熱轉換器4—內銜接管7—制熱換熱管8—中心管13—制熱出水口10的熱源利用回路。

所述冷源區域下表面為地下1000米，所述穩定錐9位于地下2500米處，即，夏季把地下0～1000m范圍作為冷源，用于夏季制冷，冬季把地下0～2500m作為制熱熱源。

所述冷熱轉換器4外形為管狀結構，頂部和底部均設置有用于與中層管14和內銜接管7配套安裝的絲扣4a，出流孔4b開在側面，連通中層管14與制冷外管3。

所述內銜接管7中設置有膨脹管，利用膨脹管和密封環6在內銜接管7和外銜接管5之間形成密封結構。

與現有技術相比，本發明解決了無干擾地巖熱換熱孔的夏季無法供冷的問題，增加了無干擾地巖熱換熱孔冬季供熱能力，降低了運行成本

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

圖2是本發明內銜接管和外銜接管之間密封結構示意圖。

圖3是本發明冷熱轉換器結構示意圖。

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，本發明一種利用中深層無干擾地巖熱換熱孔作冷熱源的系統，包括設置在地巖熱換熱孔中的制冷外管3，地巖熱換熱孔的上部設置檢查孔2，便于操作以及檢修，制冷外管3與地巖熱換熱孔的孔外壁15之間具有一定間隙。