蓄热式内套管单井换热室外系统的制作方法

1.本实用新型属于地热换热技术领域，特别涉及一种蓄热式内套管单井换热室外系统。


背景技术：

2.地热深井换热技术具有取热不抽水的优点，能够解决对地下水资源的依赖，杜绝地下水位下降、地下水污染、热污染等等问题，但是，由于传统的深井单井换热的效率偏低，初始投资昂贵，经济性很差，因此难以形成推广优势。地热的可持续开发、环保开发是地热能利用的必然之路，因此开发全新的换热技术是大势所趋。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种蓄热式内套管单井换热室外系统。
4.为了达到上述目的，本实用新型提供的蓄热式内套管单井换热室外系统包括：结构体、下部保温管、封水器、控制阀、循环介质、加压泵、上部保温管和地面热泵机组；其中，结构体为位于大地土壤或岩石中的换热孔或换热孔的护壁管；上部保温管和下部保温管位于结构体的内部，其中上部保温管的上端位于结构体的上端口处且通过回水管与地面热泵机组的回水口相连接，下端与下部保温管的上端相连接，并且下部保温管的下端与结构体的底面间留有空隙；加压泵的吸入口和排出口分别通过供水管与地面热泵机组的排水口及结构体的上端口相连接；循环介质在结构体、下部保温管、上部保温管和地面热泵机组内部之间循环流动；封水器以可开闭的方式安装在上部保温管和下部保温管(2)的交界处与结构体之间的环形空间中；控制阀安装在上部保温管的下部侧壁上。
5.所述护壁管采用钢材、铸铁在内的高热导材料制成。
6.所述上部保温管和下部保温管为一体式结构。
7.所述控制阀采用电动控制阀。
8.所述封水器采用利用压缩空气进行控制的气囊封隔器。
9.本实用新型提供的蓄热式内套管单井换热室外系统具有如下有益效果：利用夏季制冷或采用夏季热空气热交换后产生的相对高温的循环水，通过结构体散热，将地下空间作为热交换的载体进行蓄热，在冬季，将上述储存在土壤或岩石中的热量再提取出来，进行供热，因此冬季热量更多来源于夏季的蓄热，而不是单纯依赖土壤或岩石的含热能力，也不需要通过增加换热孔深度的方式来增加取热能力，因此在相同的换热孔深度条件下，因为跨季蓄热而能够获得更多的冬季取热量，从而可避免由于取热时间长而导致土壤或岩石的热恢复能够不足而引起的热衰减现象，因此实现了可持续的制冷、供热模式，或单供热模式。另外，本系统还具有可持续，使用寿命长、耐腐蚀、低成本、可广泛应用等优点。
附图说明
10.图1为本实用新型提供的蓄热式内套管单井换热室外系统结构示意图。
具体实施方式
11.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
12.如图1所示，本实用新型提供的蓄热式内套管单井换热室外系统包括：结构体1、下部保温管2、封水器3、控制阀4、循环介质5、加压泵6、上部保温管7和地面热泵机组8；其中，结构体1为位于大地土壤或岩石中的换热孔或换热孔的护壁管；上部保温管7和下部保温管2位于结构体1的内部，其中上部保温管7的上端位于结构体1的上端口处且通过回水管10与地面热泵机组8的回水口相连接，下端与下部保温管2的上端相连接，并且下部保温管2的下端与结构体1的底面9间留有空隙；加压泵6的吸入口和排出口分别通过供水管11与地面热泵机组8的排水口及结构体1的上端口相连接；循环介质5在结构体1、下部保温管2、上部保温管7和地面热泵机组8内部之间循环流动；封水器3以可开闭的方式安装在上部保温管7和下部保温管2的交界处与结构体1之间的环形空间中；控制阀4安装在上部保温管7的下部侧壁上。
13.所述护壁管采用钢材、铸铁在内的高热导材料制成，这样可获得极高的蓄热效果。
14.所述上部保温管7和下部保温管2为一体式结构。
15.所述控制阀4采用电动控制阀。
16.所述封水器3采用利用压缩空气进行控制的气囊封隔器。
17.现将本实用新型提供的蓄热式内套管单井换热室外系统的工作原理阐述如下：
18.在夏季，首先由工作人员在封水器3内注入压缩空气而使其膨胀，直至将上部保温管7和下部保温管2的交界处与结构体1之间的环形空间密封住，同时利用电控方式打开控制阀4，来自地面热泵机组8的通过制冷或采用夏季热空气热交换后产生的相对高温的循环水作为换热介质5，将借助于重力或利用加压泵6加压后经供水管11沿着结构体1与上部保温管7形成的环状空间向下流动，在此过程中，该循环介质5将通过结构体1向土壤或岩石进行散热而使温度降低，然后通过控制阀4流入上部保温管7的内部，之后降温后的循环介质5再经回水管10流回地面热泵机组8，在地面热泵机组8中完成地面热量交换后再按上述方法不断循环，此阶段即为蓄热阶段。在冬季，首先由工作人员将封水器3内的压缩空气排放掉，由此打开上部保温管7和下部保温管2的交界处与结构体1之间的环形空间，同时利用电控方式关闭控制阀4，来自地面热泵机组8的通过制热产生的相对低温的循环水作为换热介质5，将借助于重力或利用加压泵6加压后经供水管11沿着结构体1与上部保温管7及下部保温管2形成的环状空间，向下流动，在此过程中，该循环介质5将将通过结构体1向土壤或岩石取散热而使温度升高，然后通过下部保温管2的下端与结构体1的底面9的空隙流入下部保温管2及上部保温管7的内部，之后升温后的循环介质5再经回水管10流回地面热泵机组8，在地面热泵机组8中完成地面热量交换后再按上述方法不断循环，此阶段即为取热阶段。


技术特征：
1.一种蓄热式内套管单井换热室外系统，其特征在于：所述蓄热式内套管单井换热室外系统包括：结构体(1)、下部保温管(2)、封水器(3)、控制阀(4)、循环介质(5)、加压泵(6)、上部保温管(7)和地面热泵机组(8)；其中，结构体(1)为位于大地土壤或岩石中的换热孔或换热孔的护壁管；上部保温管(7)和下部保温管(2)位于结构体(1)的内部，其中上部保温管(7)的上端位于结构体(1)的上端口处且通过回水管(10)与地面热泵机组(8)的回水口相连接，下端与下部保温管(2)的上端相连接，并且下部保温管(2)的下端与结构体(1)的底面(9)间留有空隙；加压泵(6)的吸入口和排出口分别通过供水管(11)与地面热泵机组(8)的排水口及结构体(1)的上端口相连接；循环介质(5)在结构体(1)、下部保温管(2)、上部保温管(7)和地面热泵机组(8)内部之间循环流动；封水器(3)以可开闭的方式安装在上部保温管(7)和下部保温管(2)的交界处与结构体(1)之间的环形空间中；控制阀(4)安装在上部保温管(7)的下部侧壁上。2.根据权利要求1所述的蓄热式内套管单井换热室外系统，其特征在于：所述护壁管采用钢材、铸铁在内的高热导材料制成。3.根据权利要求1所述的蓄热式内套管单井换热室外系统，其特征在于：所述上部保温管(7)和下部保温管(2)为一体式结构。4.根据权利要求1所述的蓄热式内套管单井换热室外系统，其特征在于：所述控制阀(4)采用电动控制阀。5.根据权利要求1所述的蓄热式内套管单井换热室外系统，其特征在于：所述封水器(3)采用利用压缩空气进行控制的气囊封隔器。

技术总结
一种蓄热式内套管单井换热室外系统。其包括结构体、下部保温管、封水器、控制阀、循环介质、加压泵、上部保温管和地面热泵机组；本实用新型利用夏季制冷或采用夏季热空气热交换后产生的相对高温的循环水，通过结构体散热，将地下空间作为热交换的载体进行蓄热，在冬季，将储存在土壤或岩石中热量再提取出来，进行供热，因此冬季热量更多来源于夏季的蓄热，而不是单纯依赖土壤或岩石的含热能力，也不需通过增加换热孔深度的方式来增加取热能力，因此在相同换热孔深度条件下，因为跨季蓄热而能获得更多的冬季取热量，从而可避免因取热时间长而导致土壤或岩石的热恢复能够不足而引起的热衰减现象，因此实现了可持续的制冷、供热模式，或单供热模式。或单供热模式。或单供热模式。


技术研发人员：沈国华
受保护的技术使用者：沈国华
技术研发日：2022.02.22
技术公布日：2022/8/2