一种地源热换热深井地表保温装置的制作方法

1.本实用新型属于地热能源开发技术，特别涉及一种地源热换热深井地表保温装置。


背景技术：

2.深井换热又称套管换热，是在深井中通过同轴套管进行单井内部流体循环，基于热传导的方式与地层换热，从而以“取热不取水”形式开发地热能的技术。如图１所示，在一口钻井内，安装一同轴套管，为降低热阻，提高换热效率，往往在套管的外壁和周边地层之间灌入水泥砂浆，以保证套管和围岩之间的接触和传热，该技术也被称为套管换热技术。为实现供暖目的，在外套管1中注入冷水，冷水下降过程中被周边的岩石（土）加热升温，当水流到套管底部之后，通过内管2再次向上运移．热水回到地面后，将其热量经热泵机组3抬升，用于建筑供暖，冷却之后的循环水再次进入地下换热循环，将周边岩石（土）中的热量带到地表。如公告号为cn111365871a的中国发明专利公开的一种增强型深井换热器就是该技术的应用，相关技术还有很多不在此一一列举。
3.内蒙古地区昼夜温差大，寒冷季节中靠近地表的岩土温度较低，在换热的过程中，深井靠近地表的岩土容易使水的温度降低，从而造成热量的损失。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种地源热换热深井地表保温装置，解决地源热换热深井井口靠近地表的岩土温度过低，在换热的过程中，靠近地表的岩土容易使水的温度降低，从而造成热量的损失的问题。
5.本实用新型采用的技术方案如下：一种地源热换热深井地表保温装置,在换热深井井口四周挖一圈蓄热坑，蓄热坑内侧壁为外套管外壁，蓄热坑外侧壁和底面铺设保温隔热层；蓄热坑位于地面上的开口用透光、隔热玻璃罩封住蓄热坑。
6.上述玻璃罩的一种安装方案为：在蓄热坑外侧壁上边缘设置槽型的放置台一，在同一高度的外套管外壁上设置放置台二，玻璃罩的边缘搭接在放置台一和放置台二上，边缘缝隙用密封胶密封住。
7.所述玻璃罩采用钢化玻璃制成，玻璃罩为平板玻璃或拱形玻璃。
8.进一步，所述保温隔热层的上表面涂覆黑色漆，或所述保温隔热层的上表面安装反光板。
9.进一步，在蓄热坑内架设多根太阳能集热管；优选的，相邻太阳能集热管呈交叉形式架设。
10.优选的，所述太阳能集热管的安装方案为：蓄热坑底部内侧边缘设置一个环形的下内卡板，蓄热坑底部外侧边缘设置一个环形的下外卡板，蓄热坑靠近顶部开口处的外套管外侧壁设置一个环形的上内卡板，蓄热坑靠近顶部开口处的外侧壁设置一个环形的上外卡板；下内卡板、下外卡板、上内卡板、上外卡板上设置一一对应的卡口；其中，下内卡板和
上外卡板用于倾斜放置朝内的太阳能集热管，太阳能集热管两端卡在对应的卡口内；上内卡板和下外卡板用于倾斜放置朝外的太阳能集热管，太阳能集热管两端卡在对应的卡口内。
11.所述蓄热坑的深度范围为地表向下2m
‑
5m，所述保温隔热层的厚度为50mm
‑
100mm。
12.本实用新型的有益效果在于：本装置中的蓄热坑在换热深井井口的外套管外侧形成一圈隔热空间，避免地表的岩土直接接触外套管外侧吸收外套管的热量；同时，太阳光通过玻璃罩对蓄热坑内的空气加热，热量可以对外套管进行加热，更有利于换热深井井口温度提升；此外还可以在蓄热坑内增设太阳能集热管提高蓄热坑的蓄热能力。
附图说明
13.图1为背景技术中深井换热技术的原理示意图。
14.图2为实施例1中保温装置的示意图。
15.图3为玻璃罩设置为拱形的示意图。
16.图4为蓄热坑内安装太阳能集热管的示意图。
17.图5为实施例2中太阳能集热管的一种安装方案示意图。
18.图中：外套管1，内管2，热泵机组3，蓄热坑4，保温隔热层5，玻璃罩6，放置台一7，放置台二8，太阳能集热管9，下内卡板10，下外卡板11，上内卡板12，上外卡板13，卡口14。
具体实施方式
19.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍，以下所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.实施例1
23.一种地源热换热深井地表保温装置，如图2所示，在换热深井井口四周挖一圈蓄热坑4，本实施例中蓄热坑4的深度范围为地表向下2m
‑
5m，蓄热坑4内侧壁为外套管1外壁，蓄热坑4外侧壁和底面铺设保温隔热层5，本实施例中保温隔热层5的厚度为50mm
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100mm；保温隔热层5的上表面涂覆黑色漆；蓄热坑4位于地面上的开口用透光、隔热玻璃罩6封住蓄热坑
4；具体的，在蓄热坑4外侧壁上边缘设置槽型的放置台一7，在同一高度的外套管1外壁上设置放置台二8，玻璃罩6的边缘搭接在放置台一7和放置台二8上，边缘缝隙用密封胶密封住，使得蓄热坑4形成一个相对密封的空间；玻璃罩6采用钢化玻璃制成，可以是如图2所示的平板玻璃，也可以是如图3所示的拱形玻璃，拱形玻璃的集热面更大。
24.上述蓄热坑4在换热深井井口的外套管1外侧形成一圈隔热空间，避免地表的岩土直接接触外套管1外侧吸收外套管1的热量；同时，太阳光通过玻璃罩6对蓄热坑4内黑色漆进行照射，黑色漆吸收太阳能，进而对蓄热坑4内的空气加热，热量可以对外套管1进行加热，更有利于换热深井井口温度提升。
25.实施例2
26.在实施例1的基础上还可以在蓄热坑4内架设太阳能集热管9，提高太阳能的利率效果，太阳能集热管9的优选架设方式如图4所示，相邻太阳能集热管9呈交叉形式架设。此外，将实施例1中的黑色漆替换为反光板，通过增加光线反射次数提高太阳能集热管9的集热效率。
27.如图5所示是太阳能集热管的其中一种具体安装方案：蓄热坑底部内侧边缘设置一个环形的下内卡板10，蓄热坑底部外侧边缘设置一个环形的下外卡板11，蓄热坑靠近顶部开口处的外套管外侧壁设置一个环形的上内卡板12，蓄热坑靠近顶部开口处的外侧壁设置一个环形的上外卡板13；下内卡板10、下外卡板11、上内卡板12、上外卡板13上设置一一对应的卡口14；其中，下内卡板10和上外卡板13用于倾斜放置朝内的太阳能集热管，太阳能集热管两端卡在对应的卡口14内；上内卡板12和下外卡板11用于倾斜放置朝外的太阳能集热管，太阳能集热管两端卡在对应的卡口14内。
28.尽管参照前述实例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。