热管式岩层换热器.pdf

本发明涉及热管式岩层换热器，有以下部分构成，通过钻机在地面垂直向下钻出直径200～300mm的钻孔，在孔内安装2000以长的小管和大管，小管通过固定卡套在大管内，小管和大管内一次充注好所需换热用内部热媒介质，小管与大管底部循环介质联通，冷凝换热器与小管、大管内部热媒介质联通，冷凝换热器上设有冷水进口和热水出口，大管通过金属壁管实现内部流体和地下岩层的高效换热，以获取地下热能，将热能通过内部热媒介质传输至供热物体。本发明可以根据换热量的大小来确定换热器的数量和深度，保证地下换热有足够的换热能力来满足工程热负荷的需要。本发明换热速度快，提高了换热效率，降低了热阻。

权利要求书
1.  一种热管式岩层换热器，包括小管(1)、大管(2)、固定卡(3)、冷凝换热器(4)、冷水进口(5)、热水出口(6)，其特征在于：通过钻机在地面垂直向下钻出直径200～300mm的钻孔，在孔内设有2000m以上长度的小管(1)和大管(2)，小管(1)通过固定卡(3)套在大管(2)内，小管(1)和大管(2)内一次充注好所需换热用内部热媒介质，大管(2)内部热媒介质与冷凝换热器(4)联通，冷凝换热器(4)与小管(1)内部热媒介质联通，小管(1)与大管(2)底部循环热媒介质联通，冷凝换热器(4)上设有冷水进口(5)和热水出口(6)，大管(2)通过金属管壁实现内部热媒介质和地下岩层的高效换热，获取地下热能，将热能通过冷凝换热器(4)传输至供热物体。

2.  如权利要求1所述的热管式岩层换热器，其特征在于：所述的大管(2)上部设有保温层(7)。

说明书热管式岩层换热器
技术领域
本发明涉及换热器，尤其是涉及热管式岩层换热器。
背景技术
地热能(Geothermal Energy)是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是一种再生能源。中国国土资源部发布官方数据表明，中国大陆3000米至10000米深处干热岩资源总计相当于中国目前年度能源消耗总量的26万倍；地热利用以直接利用为主，直接利用的能量最大份额是地源热泵占49.0％，其次是洗浴和游泳占24.9％，再次是常规地热供暖占14.4％。直接开采地下水利用的方式有两个主要的缺点：一是地下水过度开采不可持续，会导致地下水资源枯竭、地面沉降等问题；二是利用后的废水排放会造成生态环境问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可安装于地下深处岩层中的热管式岩层换热器。本发明可以解决背景技术中的问题，做到取热不取水，不造成环境问题。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种热管式岩层换热器，包括小管(1)、大管(2)、固定卡(3)、冷凝换热器(4)、冷水 进口(5)、热水出口(6)，通过钻机在地面垂直向下钻出直径200～300mm的钻孔，在孔内设有2000m以上长度的小管(1)和大管(2)，小管(1)通过固定卡(3)套在大管(2)内，小管(1)和大管(2)内一次充注好所需换热用内部热媒介质，大管(2)内部热媒介质与冷凝换热器(4)联通，冷凝换热器(4)与小管(1)内部热媒介质联通，小管(1)与大管(2)底部循环热媒介质联通，冷凝换热器(4)上设有冷水进口(5)和热水出口(6)，大管(2)通过金属管壁实现内部热媒介质和地下岩层的高效换热，获取地下热能，将热能通过冷凝换热器(4)传输至供热物体。
所述的大管(2)上端外设有保温层(7)。
本发明具有以下优点：
(1)全钢制作，使用寿命长。
(2)设计耐高温，介质间温差不受限制；耐高压300Mpa；耐腐蚀。
(3)灵活，规格齐全，实用针对性强，节约资金。
(4)便于制造、安装、操作和维修，易操作，清洗方便。
(5)经济上合理，维护费用低。
(6)结构安全可靠、紧凑，占地面积小，安装方便，易于施工，节约投资。
(7)换热速度快，提高了换热效率，降低了热阻。通过换热器管外壁与周围岩层换热，使每个换热系统最大限度的参与换热。
(8)应用条件广泛，适用较大的地压、温度范围和多种地质地层热交换。
(9)本发明可以根据换热量的大小来确定换热器的数量和深度，保证地下换热有足够的换热能力来满足工程热负荷的需要。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
一种热管式岩层换热器，包括小管1、大管2、固定卡3、冷凝换热器4、冷水进口5、热水出口6、保温层7。通过钻机在地面垂直向下钻出直径200-300mm的钻孔，在孔内安装2000m以上长度的小管1和大管2，小管1通过固定卡3套在大管2内，小管1和大管2内一次充注好所需换热用内部热媒介质，大管2上部设有保温层7，大管2内部热媒介质与冷凝换热器4联通，冷凝换热器4与小管1内部热媒介质联通，小管1与大管2底部循环热媒介质联通，冷凝换热器4上设有冷水进口5和热水出口。大管2通过金属管壁实现内部流体和地下岩层的高效换热，获取地下热能，将热能通过冷凝换热器4传输至供热物体。
本发明运行时，小管1和大管2内一次充注好所需换热用内部热媒介质，大管2外壁与地下岩层进行热交换，使大管2内低温循环介质变成高温介质，通过冷凝换热器4传热至供热物体，供热物体吸热后又变为低温循环介质注入小管1内，大管2外壁与地下岩层进行热交换，循环使用。