[發明專利]一種用于地熱開發的熱量交換器及控制方法

在審

• 申請號: 201910395556.8
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN110243091A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 劉藝輝
• 申請（專利權）人: 湖南達道新能源開發有限公司
• 主分類號: F24T10/15
• 分類號: F24T10/15
• 代理公司: 常德宏康億和知識產權代理事務所(普通合伙) 43239
• 代理人: 周濟妹

本發明提供的用于地熱開發的熱量交換器一種用于地熱開發的熱量交換器，包括進水豎管、熱交換管、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、控制機構以及出水豎管，所述進水豎管豎直貫入地熱熱源處，所述進水豎管的一端設置有所述熱交換管，所述熱交換管連通有所述出水豎管，所述熱交換管外設置有所述第一溫度傳感器，所述熱交換管內設置有第二溫度傳感器，所述出水豎管上設置有所述控制機構。本發明還提供一種應用于該熱量交換器的控制方法，以實現當地熱熱源處溫度過低以致于無法提供能源時，關閉設備的運行以降低能源消耗。

技術領域

本發明涉及地熱開發器材領域，尤其涉及一種用于地熱開發的熱量交換器及控制方法。

背景技術

地熱開發過程中，往往通過若干豎直鉆孔中設置U形的熱量交換器，向所述U形的熱量交換器一端注入作為熱載體的中間介質(一般是水)，中間介質經U形的熱量交換器伸入到地底，吸收地底的熱量之后經U形的熱量交換器的另一端流出，利用吸收熱量后的中間介質進行生活生產活動，從而實現地熱資源的利用。

地熱開發過程中，我們期待所有的所述熱量交換器中的中間介質能夠從地下帶出熱量，然而，由于地下熱能分布的變化，往往有的熱量交換器所處的位置出現熱量不足的情況，導致該熱量交換器中的中間介質不會從地底帶出熱量，而與該熱量交換器連接的結構繼續運轉只是在做無用的功，造成能源的浪費。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于地熱開發的熱量交換器以及利用所述用于地熱開發的熱量交換器解決上述問題的控制方法。

本發明提供一種用于地熱開發的熱量交換器，包括進水豎管，所述進水豎管豎直貫入大地延伸至地熱源處，其中，

延伸至地底的所述進水豎管的一端設置橫向的熱交換管，所述熱交換管內設置有傳熱結構，所述傳熱結構整體呈圓柱形，所述傳熱結構沿長度方向貫穿設置有多個六邊形的通道，相鄰的所述通道之間為均勻的薄壁，所述通道內均勻設置有多層導熱網，所述熱交換管的另一端端部連通有豎直貫出大地的出水豎管；

所述熱交換管的外壁設置用于感知外部溫度的第一溫度傳感器，靠近所述出水豎管的所述熱交換管的內壁上設置有第二溫度傳感器；

延伸出地面的所述出水豎管內部設置有第三溫度傳感器；

延伸出地面的所述出水豎管的外壁設置有控制機構，所述控制機構電性連接所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器。

優選地，所述進水豎管和所述出水豎管延伸出地面的端部分別設置有對應的第一液體流量計和第二液體流量計。

優選地，所述第一液體流量計和所述第二液體流量計電性連接所述控制機構。

優選地，所述控制機構包括PLC控制器，所述PLC控制器電性連接所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、蜂鳴器、第一液體流量計和第二液體流量計，所述控制機構還包括蜂鳴器和總開關，所述PLC控制器電性連接所述蜂鳴器和總開關。

優選地，所述出水豎管外包覆有保溫絕熱層。

優選地，所述出水豎管采用同軸套管結構，所述同軸套管結構的內管連通所述熱交換管，所述同軸套管結構的外管與內管之間密封，且外管與內管之間為真空。

優選地，所述熱交換管呈螺旋管狀結構，所述傳熱結構呈螺旋狀結構、且截面呈蜂窩狀。

本發明提供一種用于地熱開發的熱量交換器的控制方法，所述PLC控制器接收處理傳遞的溫度信號，所述PLC控制器根據溫度信號情況控制蜂鳴器發出不同聲音，同時，所述PLC控制器根據溫度信號情況控制總開關的調整設備運行情況；所述PLC控制器接收處理所述第一液體流量計和第二液體流量計傳遞的流量信號，所述PLC控制器根據流量信號情況控制蜂鳴器發出不同聲音，所述PLC控制器根據流量信號情況控制總開關的調整設備的運行情況。