[發明專利]地下循環式單井采熱系統和群井互補的采熱系統

有效

• 申請號: 201711275047.9
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN107990575B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 楊德貴;劉喜梅;楊飛;毛雯雯;陳蕾;張旭;張超然;張國建
• 申請（專利權）人: 張國建
• 主分類號: F24T10/15
• 分類號: F24T10/15;F28F13/12
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙) 41122
• 代理人: 馬鵬鷂

本發明提出一種地下循環式單井采熱系統和群井互補的采熱系統；采用井內換熱器通過循環介質吸收地下水的熱量，主要解決利用深層地熱井冬季供暖回灌效果不佳的問題，也可用在淺層水源熱泵回灌效果不佳的地區。突出利用地層本身不同含水層水頭壓力差、溫度差的特性，輔以必要的循環泵作為助力設備，在含水層之間進行換熱，達到只采熱不采水的目的，就解決了回灌難的問題。

技術領域

本發明涉及地熱能利用的技術領域，特別是涉及一種地下循環式單井采熱系統和群井互補的采熱系統。

背景技術

深層地熱井取暖，主要利用深層地下水攜帶的地下熱量來給地面上的房屋提供熱量，現有的熱量提取方式，一般是通過直接取水進行利用，熱量被利用過的水需要進行回灌，由于地下壓力比較大，回灌難度也很大，有些水回灌不了，就直接排放了，長期這樣就會造成對地下水的濫采，一方面浪費水資源，另一方面還增加了亂排水的問題，為了更好的利用地熱資源，有必要對這方面的技術方案進行改進和提升。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種地下循環式單井采熱系統和群井互補的采熱系統；主要解決利用深層地熱井冬季供暖回灌效果不佳的問題，也可用在淺層水源熱泵回灌效果不佳的地區。突出利用地層本身不同含水層水頭壓力差、溫度差的特性，輔以必要的循環泵作為助力設備，在含水層之間進行換熱，達到只采熱不采水的目的，就解決了回灌難的問題。

本發明的技術方案如下：一種地下循環式單井采熱系統，包括一口穿過地下若干層含水層和隔水層的深井，以及位于深井內的采熱換熱器，其特征是：該深井的井管在隔水層處對應的為不透水井管，在含水層處對應的為透水井管，所述的采熱換熱器包括外部的管體和內部換熱管，采熱換熱器的管體外部設有與井管內壁之間進行封閉的井管內的內阻斷部件，內阻斷部件與不透水井管的位置對應，在采熱換熱器的管體上與含水層對應的部位設有循環水孔，采熱換熱器的管體的上端封閉，換熱管的介質進出管穿出管體的上端面，采熱換熱器的管體的上端與井管之間封閉連接；

所述的循環水孔處安裝有電磁閥門，該電磁閥門的控制線纜從管體的上端面穿出。

一種群井互補的采熱系統，包括若干個前面所述的地下循環式單井采熱系統，其特征是：所述的每個采熱換熱器的管體中部設有分割板，將管體內部分割成上下兩段，在分割板上安裝有循環促進泵，循環促進泵的進水口和出水口將上下連段連通；相鄰的地下循環式單井采熱系統的采熱換熱器的管體內的水的上下流向相反，相鄰的地下循環式單井采熱系統的深井等間距布置；該循環促進泵的電纜從管體內向上穿出管體的上端面。

本發明的技術效果是：

該發明的地下循環式單井采熱系統，采用在深井中內置換熱器采熱，不用將深井中水抽出，利用換熱器的管體將井下不同含水層之間連通，由于下面含水層的水壓和水溫高于上面的含水層的水壓和水溫，就會在管體內部產生自然向上的流動，這樣就能給換熱器的換熱管提供流動的熱源，利于換熱管進行熱交換采熱，另外通過在管體的循環水孔上設置不同電磁閥閥門，能夠切換不同含水層之間的連通，更利于水在井下進行循環換熱，提升換熱效率。

該發明的群井互補的采熱系統，通過在單井的換熱器管體內增設分割板和循環促進泵，能夠控制單個換熱器管體內水的流向，這樣就能夠控制在相鄰的單井和上下含水層之間形成環流，這樣更利于換熱管進行熱交換采熱，發揮群井的互相協調的效果。

附圖說明

圖1為該地下循環式單井采熱系統的縱向剖面結構原理圖之一；

圖2為該地下循環式單井采熱系統的縱向剖面結構原理圖之二；

圖3為群井互補的采熱系統的縱向剖面結構原理圖；

圖4為圖3的局部放大示意圖；