[实用新型]地热能收集热管以及热管式地热能收集系统

说明书

本实用新型适用于地热能开发利用技术领域，提供了一种地热能收集热管和热管式地热能收集系统，地热能收集热管包括重力热管以及工质回流管，重力热管包括位于地下地热层的蒸发段、位于地上外部换热器中的冷凝段以及位于蒸发段和冷凝段之间的保温绝热段，冷凝段与外部的工质冷凝装置连接，工质回流管的一端与外部的工质冷凝装置连接，另一端与蒸发段连接。本实用新型提供的地热能收集热管，通过设置重力热管和工质回流管，使得蒸发后的蒸汽(气态下的工质)在重力热管中上升，冷凝后的冷凝液膜(液态下的工质)在工质回流管中下流，可避免出现向下流动的冷凝液膜因受到高速向上流动蒸汽的剪切力的作用被阻止回流而出现携带极限的情况，实用性强。

技术领域

本实用新型属于地热能开发利用技术领域，具体涉及到一种地热能收集热管以及热管式地热能收集系统。

背景技术

地热能是指贮存在地球内部的可再生热能，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。全球地热能的储量与资源潜量十分巨大，由于地热能是储存在地下的，因此不会受到任何天气状况的影响，并且地热资源同时具有其他可再生能源的所有特点，随时可以采用，不带有害物质，随着化石能源日益匮乏、环境污染加剧，地热资源的高效环保开采愈来愈受到重视。如果应用重力热管开采地热能资源，可以有效缓解目前开采模式抽-灌式所带来的初投资高、回灌不利造成的环境污染、地层下沉等问题。

目前，地热能收集系统大都采用重力热管的收集方式，重力热管是一种通过工质相变循环流动来实现高效传热的换热元件。液态下的工质在重力热管的蒸发段吸收位于地下的地热能，进而受热蒸发，并带走热量，并且受热蒸发后的气态下的工质从重力热管的管道中流向重力热管的冷凝段，进而凝结成液体的工质，同时放出潜热，在毛细力的作用下，液态下的工质回流到重力热管的蒸发段(液态下的工质附着在重力热管的管道中以冷凝液膜的状态回流到重力热管的蒸发段)，形成一个闭合循环，从而将大量的热量(地热能)从重力热管加热段传输到重力热管的冷凝段。

但是现有的地热能收集系统在工作时，由于位于重力热管的蒸发段的液态下的工质受热蒸发流向重力热管的冷凝段以及液态下的工质由重力热管的冷凝段回流到重力热管的蒸发段均是在重力热管的管道中进行，进而向下流动的冷凝液膜因受到高速向上流动蒸汽(气态下的工质)的剪切力的作用被阻止回流、而出现携带极限，降低了传热效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中向下流动的冷凝液膜(液态下的工质)因受到高速向上流动蒸汽(气态下的工质)的剪切力的作用被阻止回流而出现携带极限，降低了传热效率的不足，提供了一种地热能收集热管。

本实用新型是这样实现的：地热能收集热管，包括重力热管以及工质回流管，其中，所述重力热管包括位于地下地热层的蒸发段、位于地上外部换热器中的冷凝段以及位于所述蒸发段以及所述冷凝段之间的保温绝热段，所述冷凝段与外部的工质冷凝装置连接，所述工质回流管的一端与外部的工质冷凝装置连接，另一端与所述蒸发段连接。

作为本实用新型的一个优选方案，所述工质回流管位于地下的部分与所述重力热管位于地下的部分并列设置在一起。

作为本实用新型的一个优选方案，所述保温绝热段外侧设有绝热隔层。

作为本实用新型的一个优选方案，所述蒸发段外部设有传热翅片。

本实用新型还提供了一种热管式地热能收集系统，包括：

重力热管，包括位于地下的地热层的蒸发段、位于地上的冷凝段以及位于所述蒸发段以及所述冷凝段之间的保温绝热段；

换热器，所述冷凝段设于所述换热器中；

工质冷凝装置，包括工质冷凝箱以及设于工质冷凝箱的内部箱体中的工质储液箱，所述工质储液箱的进口端与所述冷凝段连接；

工质回流管，上端与所述工质储液箱的出口端连接，下端与所述蒸发段连接。