[实用新型]一种基于中深层地热能的钻孔供热系统

说明书

本实用新型公开了一种基于中深层地热能的钻孔供热系统，属于地热能利用领域，包括热泵、循环泵、外管、内管、介质换向结构、浅层换热及中深层换热转换结构。本实用新型通过循环泵提供循环动力利用导热介质在外管和内管中循环实现对中深层地热的交换，同时通过介质换向结构，在介质回流温度小于外管温度时将介质的流经位置从外管切换至内管，进而解决介质受热的上升作用阻碍介质运行增加循环泵能量消耗问题，在夏季时利用浅层换热及中深层换热转换结构动作，使得只有内管外管的上段工作，进而对浅层低温地热进行换热，便于夏季制冷提高外管内管组成的同轴套管换热器利用程度。

技术领域

本实用新型涉及地热能利用领域，特别是一种基于中深层地热能的钻孔供热系统。

背景技术

中深层地热一般埋深2000米到4000米之间，中深层供热系统以提取中深层地热为主，热源为中深层地壳岩土体，通过前期勘探后，使用专业石油钻孔设备在目的地钻孔，钻孔深度地下2000～4000米，钻孔直径200mm，安装特种材料制成的金属换热器，封闭换热井，填充液体换热介质，通过换热介质将换热器所提取的热量传输至热泵设备机房，再分配至终端用户，该技术具有热源温度更高(地下2000m以下岩体热源可达70℃)且恒定，单个换热井换热面积大，运行成本低，节能环保性强等特点。

现有中深层地热能钻孔供热系统存在以下问题：1、现有中深层地热常采用同轴套管作为井下换热器，利用热泵作为地上的热交换元件，中深层地热在进行换热后，其回流到同轴套管外管内的回水温度通常在35度左右，随着地层深度的加深，同轴套管外管的温度会逐渐升高，当同轴套管外管温度高于35度时，同轴套管外管会对其内的换热介质进行加热，介质受热后会产生向上的对流，进而对原本向下运动的介质运行造成阻碍，增加用于介质循环的循环泵的能量消耗，现有技术中采用在一侧将向下回流的介质导入同轴套管内管，另一侧由同轴套管外管将介质导入到上部的同轴套管内管中进而实现介质流向的换向，使得介质由内管下行外管上行进而解决热对流对介质运行阻碍的问题，但是其换向方式会使的介质运行存在死区，进而影响换热；2、现有同轴套管换热器由两个光滑的管状结构组成，介质在其内运动时不会受到扰动作用，进而容易在介质的内外层产生温差，影响介质的换热和储热；3、现有同轴套管换热器由于在其上段外管和内管之间的温差较大，内外管之间的介质的热传导会影响换热器的换热效率；4、现有中深层换热器由于其利用中深层地热进行换热，由于中深层地热温度较高，在夏季时无法利用其换热进行制冷，进而使得中深层换热器在夏季闲置，降低了中深层换热器的使用效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决背景技术中提出的问题，设计了一种基于中深层地热能的钻孔供热系统。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种基于中深层地热能的钻孔供热系统，包括热泵、循环泵、外管、内管、介质换向结构、浅层换热及中深层换热转换结构，所述热泵进口与循环泵出口通过管路连接，所述外管埋设竖直插装于大地上且其上端与热泵出口通过管路连接，所述内管与外管同轴固定插装于外管内且其上端与循环泵进口通过管路连接，所述介质换向结构设于外管和内管中部，所述浅层换热及中深层换热转换结构设于外管和内管上部；

所述介质换向结构包括锥形头、换流孔、回流管，所述锥形头固定于内管中部且尖锐部朝上，两个所述换流孔分别开于锥形头前后表面上，所述回流管固定安装于外管中部且其上端与内管连通，回流管下端与外管连通；