一種干熱巖供暖裝置的制造方法
【專利摘要】一種干熱巖供暖裝置，包括地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)和地上供暖換熱系統(tǒng)；述地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)包括換熱器和垂直豎井，垂直豎井包括內(nèi)管，內(nèi)管外部套接外管，內(nèi)管向換熱器注入經(jīng)干熱巖加熱的熱水，經(jīng)換熱器換熱后的冷卻水通過內(nèi)管和外管之間的通道流入干熱巖進行加熱成為熱水進入內(nèi)管。所述地上供暖換熱系統(tǒng)包括換熱器和用戶設備，換熱器將熱水送入用戶設備后，經(jīng)過用戶設備的冷卻水重新進入換熱器進行換熱。本實用新型的不抽取地下水，采用無水的干熱巖加熱注入的水，節(jié)約水資源，同時不需回灌，避免了地下水污染的可能性。
【專利說明】
一種干熱巖供暖裝置
技術(shù)領域
[0001]本實用新型屬于采用地熱供暖的裝置，尤其涉及一種干熱巖供暖裝置。【背景技術(shù)】
[0002]干熱巖作為一種深埋于地下(2000米以下)深層的熱源，為綠色、環(huán)保的可再生能源，近年來得到發(fā)展和推廣應用，其市場潛力巨大。
[0003]目前，常用的干熱巖開采方法為:一是單井抽取地下水，不回灌，直接利用(如溫泉等)，浪費水資源;二是單井抽取地下水(出水井)，周圍有打有一個或若干個回灌井，通過高壓裂隙方法使出水井與回灌井地下相通，形成一個地下熱循環(huán)，提取的熱量增加很多，但造價也很高;三是通過低溫介質(zhì)用來發(fā)電。再者由于現(xiàn)有的開采方法采用的傳統(tǒng)打井方法，需要護壁、射孔、高壓裂隙、防漏、堵漏、防塌、洗井、等復雜的工藝，其鉆井速度慢，鉆井人、機、 耗材成本很高，因此成井成本很高(按建筑物供暖，增量投資在250元/平方以上)。這也是深層地熱不能夠大面積推廣的直接原因?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0004]針對干熱巖開采現(xiàn)有技術(shù)存在上述的不足以及鉆井成本居高不下等缺點，本實用新型的目的是提供一種節(jié)水的干熱巖供暖裝置，不但能夠避免水資源浪費、水質(zhì)污染、潛在地質(zhì)災害，減少施工能耗、降低鉆井成本。
[0005]本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種干熱巖供暖裝置，包括地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)和地上供暖換熱系統(tǒng)；
[0007]所述地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)包括換熱器和垂直豎井，垂直豎井包括內(nèi)管，內(nèi)管外部套接外管，內(nèi)管向換熱器注入經(jīng)干熱巖加熱的熱水，經(jīng)換熱器換熱后的冷卻水通過內(nèi)管和外管之間的通道流入干熱巖進行加熱成為熱水進入內(nèi)管；
[0008]所述地上供暖換熱系統(tǒng)包括換熱器和用戶設備，換熱器將熱水送入用戶設備后， 經(jīng)過用戶設備的冷卻水重新進入換熱器進行換熱。
[0009]所述垂直豎井不少于一個，當設置多個垂直豎井時，地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)還包括集水器和分水器，所述集水器用于收集所有垂直豎井的內(nèi)管注入的熱水，然后送入換熱器進行交換，所述分水器用于將從換熱器流出的冷卻水注入不同的垂直豎井的外管中。
[0010]所述地上供暖換熱系統(tǒng)設置不少于一個用戶設備時，還包括用戶側(cè)集水器和用戶側(cè)分水器，所述用戶側(cè)分水器將換熱器的熱水分送入不同的用戶設備，所述用戶側(cè)集水器收集不同用戶設備的冷卻水重新進入換熱器進行換熱。
[0011]所述用戶側(cè)分水器和用戶設備之間的管路上設置管道栗。
[0012]所述內(nèi)管下端設置出水口，所述外管上端設置上端蓋集成，上端蓋集成上連接與內(nèi)管相通的熱水管，熱水管上設置抽取熱水的動力栗。
[0013]所述外管上部的側(cè)面開有使冷卻水流入的回水口。
[0014]所述外管的底部Nm以上設置保溫層，所述外管的底部Nm以下設置中砂和/或細沙。
[0015]本實用新型的有益效果:(1)不抽取地下水，采用無水的干熱巖加熱注入的水，節(jié)約水資源，同時不需回灌，避免了地下水污染的可能性。(2)在地上管道中設置動力栗進行在抽水，不需要在1000米以下的地下設置潛水栗，潛水栗的揚程高、功率大，增加系統(tǒng)的運行費用;而本實用新型由于采取閉式循環(huán)系統(tǒng)，成本很低。
【附圖說明】

[0016]圖1為本實用新型的系統(tǒng)圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖1和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型提供一種干熱巖供暖裝置，包括地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)和地上供暖換熱系統(tǒng)，他們均為閉環(huán)系統(tǒng)。地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)和地上供暖換熱系統(tǒng)均通過換熱器11，進行熱交換。
[0019]地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)包括換熱器11和垂直豎井，垂直豎井包括內(nèi)管3，內(nèi)管3外部套接外管4，內(nèi)管3和外管4之間既有形成通道的間隙，內(nèi)管3向換熱器11注入經(jīng)干熱巖加熱的熱水，經(jīng)換熱器11換熱后的冷卻水通過內(nèi)管3和外管4之間的通道流入干熱巖進行加熱成為熱水，熱水再次進入內(nèi)管3，進而進入換熱器進行熱交換。
[0020]地上供暖換熱系統(tǒng)包括換熱器11和用戶設備14，換熱器11將熱水送入用戶設備后，經(jīng)過用戶設備的底媒冷卻水重新進入換熱器11進行換熱。用戶設備可以為地面管道或者暖氣管道或者其他加熱設備。
[0021]垂直豎井設置時可設置不少于一個，根據(jù)需要進行設置，當設置多個垂直豎井時，需要將多個垂直豎井的熱水進行匯集換熱，此時地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)還包括集水器9和分水器10，集水器9與所有的垂直豎井的內(nèi)管3連通，用于收集所有內(nèi)管流出的經(jīng)過干熱巖加熱的熱水，集水器9將收集的熱水一起送入換熱器11進行交換，交換后的冷卻水進入分水器10，分水器10將從換冷卻水分別通過不同的管道注入不同的垂直豎井的外管4與內(nèi)管3之間的通道中形成循環(huán)。
[0022]地上供暖換熱系統(tǒng)還包括不少于一個用戶設備，此時設置用戶側(cè)集水器13和用戶側(cè)分水器14，用戶側(cè)分水器14與換熱器11相連用于收集加熱過的熱水，用戶側(cè)分水器14將熱水分送入不同的用戶設備，經(jīng)過用戶設備的冷卻水進入用戶側(cè)集水器13，然后共同進入換熱器11進行熱交換，交換后的熱水再次進入用戶側(cè)分水器14，形成循環(huán)。
[0023]內(nèi)管3下端設置使干熱巖加熱的熱水進行內(nèi)管3中的出水口6，外觀3的上端設置上端蓋集成5，上端蓋集成5設置在內(nèi)管3和外管4上，通過法蘭接或者焊接在外管上部，將外管上部密封，內(nèi)上端蓋集成5上連接與內(nèi)管3相通的熱水管，熱水管選擇鋼管，鋼管上端、下端焊接有可以絲接或焊接或熱熔接或電熔接的接頭，內(nèi)管3上端與上端蓋集成的下端接頭以熱熔接或電熔接或絲接的方式相連接。熱水管上設置抽取熱水的動力栗8。
[0024]內(nèi)管3下端的出水口6設置在合適位置，例如I 一 5m處，且該出水口為具有M個空洞的出水口。
[0025]外管4上部的側(cè)面開有使冷卻水流入的回水口7。外管4的底部Nm以上設置保溫層I，保溫層設置在外管4與鉆孔之間，其中N的設置根據(jù)井深設置，通常來說選擇100?500m以上的位置，外管4的底部Nm以下設置傳熱性能優(yōu)良的中砂和/或細沙。其中保溫層為聚氨酯發(fā)泡保溫層，它的目的是為降低地下高溫熱水、外管內(nèi)的熱水與上部土壤的熱傳導，提高系統(tǒng)能效。[〇〇26] 上述的垂直豎井的內(nèi)管3和外管4設置在鉆孔內(nèi)，通常設置鉆孔孔徑為300?600mm， 井深為1000?4000m。垂直豎埋于鉆孔內(nèi)的外管4選擇為J55、N80鋼管或J55、N80與PE管結(jié)合的、口徑為DN180—400mm的外管，選擇材料為PVC、PPR、PE等塑料、口徑為DE80—200mm的內(nèi)管3。與外管頂端以法蘭接或焊接的上端蓋集成；以及外管與鉆孔內(nèi)壁之間的聚氨酯發(fā)泡保溫層。
[0027]上述在本實用新型技術(shù)方案中的集、分水器，為常用保溫集、分水器；當整體項目較大時，每一個地下干熱巖換熱系統(tǒng)都在換熱站機房內(nèi)安裝有合適的管道栗，同時為了保證各管路壓力平衡，安裝時在水平管與集、分水器接口處裝有平衡閥、截止閥。
[0028]上述的換熱器11為高效熱管換熱器。
[0029]由于整個系統(tǒng)為兩個封閉系統(tǒng)，在試運行前，注水、打壓試驗，在滿足設計要求后， 即可正常運行。
[0030]正常運行時，動力栗8把內(nèi)管3內(nèi)的高溫熱水從內(nèi)管3下部的進水口 6抽至集水器9 內(nèi)，然后在栗壓的作用下進入高效熱管換熱器11進行換熱，換熱后的低溫水經(jīng)分水器10、分水管路、回水口7進入外管4內(nèi)，由于重力作用再到其下部，完成一次地下?lián)Q熱循環(huán)。用戶側(cè)中，經(jīng)高效熱管換熱器11換熱后的高溫水在管道栗12的作用下經(jīng)用戶側(cè)分水器14進入用戶設備，用戶設備出來的冷卻水進入用戶側(cè)集水器13,完成一個換熱、供熱循環(huán)過程。
[0031]綜上所述，采用本實用新型干熱巖供暖裝置具有以下優(yōu)勢:
[0032]1、由于不抽取地下水，節(jié)約水資源，同時不需回灌，避免了地下水污染的可能性。[〇〇33]2、不需要在1000米以下的深井中下潛水栗，潛水栗的揚程高、功率大，增加系統(tǒng)的運行費用；本實用新型由于采取閉式循環(huán)系統(tǒng)，每個干熱巖換熱系統(tǒng)只需要在換熱機房內(nèi)安裝一個2.5KW左右的管道栗即可，根據(jù)測算，單口干熱巖換熱系統(tǒng)可供暖1 一 1.5萬平方， 一個供暖季熱源側(cè)的運行費不足0.5元/平方。
[0034]3、由于不抽取地下水，在鉆井過程中不需要或減少固井、射井、防漏、堵漏、防塌、高壓裂隙、洗井等施工工藝，人、機、材料、功耗大幅度降低，因此鉆井成本更低。
【主權(quán)項】
1.一種干熱巖供暖裝置，其特征在于:包括地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)和地上供暖換熱系統(tǒng)； 所述地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)包括換熱器(11)和垂直豎井，垂直豎井包括內(nèi)管(3)，內(nèi)管(3)外部套接外管(4)，內(nèi)管(3)向換熱器(II)注入經(jīng)干熱巖加熱的熱水，經(jīng)換熱器(11)換熱后的冷卻水通過內(nèi)管(3 )和外管(4 )之間的通道流入干熱巖進行加熱成為熱水進入內(nèi)管(3)； 所述地上供暖換熱系統(tǒng)包括換熱器(11)和用戶設備，換熱器(11)將熱水送入用戶設備后，經(jīng)過用戶設備的冷卻水重新進入換熱器(11)進行換熱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干熱巖供暖裝置，其特征在于:所述垂直豎井不少于一個，當設置多個垂直豎井時，地下干熱巖換熱循環(huán)系統(tǒng)還包括集水器(9)和分水器(10)，所述集水器(9)用于收集所有垂直豎井的內(nèi)管注入的熱水，然后送入換熱器(11)進行交換，所述分水器(10)用于將從換熱器(11)流出的冷卻水注入不同的垂直豎井的外管(4)中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干熱巖供暖裝置，其特征在于:所述地上供暖換熱系統(tǒng)設置不少于一個用戶設備時，還包括用戶側(cè)集水器(13)和用戶側(cè)分水器(14)，所述用戶側(cè)分水器(14)將換熱器(11)的熱水分送入不同的用戶設備，所述用戶側(cè)集水器(13)收集不同用戶設備的冷卻水重新進入換熱器(11)進行換熱。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種干熱巖供暖裝置，其特征在于:所述用戶側(cè)分水器(14)和用戶設備(15)之間的管路上設置管道栗(12)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干熱巖供暖裝置，其特征在于:所述內(nèi)管(3)下端設置出水口(6)，所述外管(4)上端設置上端蓋集成(5)，上端蓋集成(5)上連接與內(nèi)管(3)相通的熱水管，熱水管上設置抽取熱水的動力栗(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干熱巖供暖裝置，其特征在于:所述外管(4)上部的側(cè)面開有使冷卻水流入的回水口( 7 )。7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種干熱巖供暖裝置，其特征在于:所述外管(4)的底部Nm以上設置保溫層(1)，所述外管(4)的底部Nm以下設置中砂和/或細沙。
【文檔編號】F24D19/02GK205690487SQ201620603515
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月20日 公開號201620603515.5, CN 201620603515, CN 205690487 U, CN 205690487U, CN-U-205690487, CN201620603515, CN201620603515.5, CN205690487 U, CN205690487U
【發(fā)明人】張發(fā)旺, 張笑寒
【申請人】河南省天中地能源有限公司