[实用新型]中深层地温复合模式换热地埋管装置

说明书

技术领域

本实用新型属于地热能换热热传导技术领域，具体地涉及一种换热地埋管装置。

背景技术

地热能是一种储量巨大的洁净能源，对地热能的合理开发利用越来越受到人们的青睐。现已开发应用的深层地热技术，如地热发电、地热供暖等，多是将地下储藏的天然蒸汽或热水从地热井抽至地面利用，效率低，且时间久会导致地面沉降；若采用回灌技术，又会对地下水源构成威胁和污染；地热能深入利用受当地地质条件等不确定因素影响，利用范围小，技术条件苛刻，这些问题都制约了深层地热利用技术的应用和发展，为了更广泛的利用地热能，克服上述问题，需寻求更好的方法。

例如，中国专利文献公开了一种地热供暖系统[申请号：CN201110449856.3]，包括安装在地热井内的热交换器，设置在热交换器内且穿出热交换器的循环封闭导热管，导热管内装有导热介质，导热管穿出热交换器的一部分设置在温差发电机的热端表面，置于热交换器和温差发电机相连的一段导热管上设有流量计和循环泵，循环泵和控制器的输出端相连，控制器的输入端和设置在热交换器内的温度传感器相连；温差发电机冷端安装有冷水管，冷水管一端和冷水管注水口相连，冷水管和冷水管注水口间安装有冷凝器和冷水阀，温差发电机和蓄电池相连。本实用新型简化了设备结构，不需要汽轮机等大型装置，而且没有环境危害。

上述方案虽然一定程度上解决了现有技术设备复杂问题，但是结构仍然过于复杂，且采用多个电子部件，容易出现故障；而且还存在地热能利用率过低，换热效果差等缺点，需要寻求更好的方法提高热量利用率的同时不会对地下水源构成威胁也不会造成地面沉降的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种中深层地温复合模式换热地埋管装置；解决了现有技术所存在的设备结构复杂，运行能耗高，换热效率低，长时间使用会导致地面沉降或对地下水源构成威胁和污染等的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：包括埋设于地下土壤内的深层地埋换热管，所述的深层地埋换热管内部充填有第一换热工质且深层地埋换热管两端与用户侧相连，在深层地埋换热管上端一侧设有至少一个埋设于地下土壤内且填充有第二换热工质的中层地埋换热管，且所述的中层地埋换热管两端分别与用户侧相连，所述的深层地埋换热管自上向下分隔成保温区域和换热区域，且所述的中层地埋换热管全部或局部位于保温区域内。

本方案通过中层地埋换热管和深层地埋换热管复合，使换热速度加快，能够多通道提供热量，充分利用地下热量，通过深层地埋换热管的换热区域对地下热源进行收集，中层地埋换热管利用深层换热管留在保温区域的热量进行二次集热，大量地利用地下潜藏的地热能，提高地热能利用率和换热效率。

在上述的中深层地温复合模式换热地埋管装置中，所述的深层地埋换热管和中层地埋换热管均呈竖直且错位设置在地下深井内，且所述的地下深井深度为2000-4000米，所述地下深井的底层温度为60-150度，所述的深层地埋换热管的长度为2000-4000米，所述的中层地埋换热管的长度为400-600米，且中层地埋换热管底部外侧的温度为10-20度，深层地埋换热管用于收集60——150度的温度，长期用于供热；中层地埋换热管用于收集10-20度的温度，单独的中层地埋换热管可在供冷期提供冷量，供热期提供热量。

在上述的中深层地温复合模式换热地埋管装置中，所述的深层地埋换热管自地面向下400-600米区域为保温区域，所述的深层地埋换热管自保温区域向下的区域为换热区域。

在上述的中深层地温复合模式换热地埋管装置中，所述的深层地埋换热管位于保温区域的管壁周向外侧设有保温层，可防止热量损失，为用户侧提供热水或供暖。

在上述的中深层地温复合模式换热地埋管装置中，所述的保温层由聚氨酯保温隔热材料、离心玻璃棉毡、复合硅酸盐保温隔热砂浆与泡沫石棉制品中的任意一种或多种组合制成。

在上述的中深层地温复合模式换热地埋管装置中，所述的深层地埋换热管位于保温区域的管壁周向外侧未设有保温层，且所述的深层地埋换热管位于保温区域的部分与中层地埋换热管相互换热；此种情况，深层地埋换热管将换热区域的热量扩散于保区域，使保温区域的热量大幅度提高，供一根或多根中层地埋换热管收集保温区热量，增强中层地埋换热管的换热效果和供暖效果，多根中层地埋换热管将热量可以高效地传于多个不同的用户侧，实现一根深层地埋换热管结合中层地埋换热管向多个用户侧提供热量的目的，简化结构，充分利用深层热量。