[实用新型]中深层地热能取热不取水模式供暖系统

说明书

本实用新型公开了一种中深层地热能取热不取水模式供暖系统，其中，地埋管换热器设置于地热井筒内，地埋管换热器为密封循环对流结构，地埋管换热器的深度达到深层储热含水层，地埋管换热器内对应深层储热含水层井段设置高效金属换热器，地埋管换热器内填充循环介质，地埋管换热器与井筒(围岩)之间通过水泥砂浆固井形成密封；地埋管换热器的对流井筒通过换热管道形成与地源热泵循环系统相对独立不连通的循环系统，通过热交换将热量通过供暖系统传递至供暖建筑。通过本实用新型的技术方案，利用热传导方式提取地下地热能，不串通地下含水层，无需消耗地下水，且提高了换热效果，对地下环境不产生污染和扰动。

技术领域

本实用新型涉及地热开发利用技术领域，尤其涉及一种中深层地热能取热不取水模式供暖系统。

背景技术

中深层水热型换热系统是指利用开采井抽取地下热水，通过换热设备将地热水中的热量传递给供热管网循环水，从而实现对建筑物供暖，同时将地热尾水进行回灌。该系统是迄今应用最广泛的中深层地热开发技术，但多年来的抽采引起了系列的问题：

(1)水位下降问题：如西安市地下热水下降位漏斗迅速扩展，平均下降20m/a；

(2)回灌问题(回灌量、堵塞、回灌效果的监测和研究等)：孔隙型砂岩储层回灌压力高、阻力大、空隙小、易堵塞等，很难实现连续性回灌；

由于长期开采地下热水，各地如陕西西安、咸阳、渭南等地地热井水位降深加大，已经形成大面积降落漏斗，水温衰减，水位和水温均难以恢复，有的井已经干涸报废。

中深部地下热水径流速度特别缓慢，深部径流补给量远远小于单井开采量。开采量大部分是中深部含水层静储量，导致地面沉降和地质灾害，并引起中深部地层热能传递受限致水温下降。

孔隙型砂岩热水回灌属世界性难题。目前地下水的回灌，特别是孔隙型储层的回灌，没有突破，难度较大。如果不进行回灌补充，地热尾水也会造成环境污染。这种系统引发的环境和灾害问题，使得在一些地区使用受到限制，如西安市区由于抽取地下水引起地裂缝和地面形变已限制地下水抽采。目前开展的直井同心管换热技术，其钻井结构、换热形式、施工工艺等都有许多需要改进的地方，特别套管外不进行固井，患通、破坏地下含水层，引起地下环境的恶化。

浅层地埋管换热系统换热效率低，埋管占地面积较大，城区内难以施工。

实用新型内容

针对上述问题中的至少之一，本实用新型提供了一种中深层地热能取热不取水模式供暖系统，通过采用闭式循环的中深层地埋管换热器(或井筒)，利用热传导方式提取地下地热能，地埋管换热器与地源热泵循环系统分属两个独立循环系统，无需消耗地下水，且深入至深层储热含水层，利用地下水的对流作用提高换热效果，对地质条件不产生污染和扰动。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种中深层地热能取热不取水模式供暖系统，包括：地下取热系统、地源热泵循环系统和供暖系统，所述地下取热系统包括地热井筒、地埋管换热器和高效金属换热器，所述地埋管换热器设置于所述地热井筒内，所述地埋管换热器为密封循环对流结构，所述地埋管换热器的深度达到深层储热含水层，所述地埋管换热器内对应所述深层储热含水层井段设置所述高效金属换热器，所述地埋管换热器内填充循环介质，所述的地埋管换热器与井筒(围岩)之间通过水泥砂浆固井形成密封；所述地埋管换热器的对流井筒通过换热管道形成与所述地源热泵循环系统相对独立不连通的循环系统，所述地埋管换热器的所述循环介质与所述地源热泵循环系统实现热交换，所述地源热泵循环系统将热交换获取的热量通过所述供暖系统传递至供暖建筑。

在上述技术方案中，优选地，所述地埋管换热器采用竖直或L型的同轴套管结构，所述地埋管换热器内包括高保温隔热的同轴套管。

在上述技术方案中，优选地，所述地埋管换热器采用U型对接井管结构，所述U型对接井管的底部水平段对应穿过所述深层储热含水层，所述高效金属换热器设置于该水平段，所述U型对接井管的两侧直井段分别与所述换热管道相连通形成循环对流。