一种基于重力热管的地热取热系统的制作方法

本技术属于地热设施，尤其涉及一种基于重力热管的地热取热系统。

背景技术：

1、作为地球本身蕴藏的能量，地热能属于可再生能源。其中，位于中深层的地热温度比位于低层的地热温度要更高，可应用于发电、房屋供暖等生产生活中。与传统的燃煤、石油等能源相比，地热能清洁性高且可反复利用，属于可再生资源。

2、地热能利用的形式分为：抽取地下水型和取热不取水型。其中，抽取地下水型供热技术采用地热水井供热，地下水温度较高时可以直接供暖，温度低时可利用热泵供热，优点是：工艺简单、成本低，能效比高；缺点是：引起地下水位下降，地面沉降，形成地裂缝，且地下水回灌难度大，无法回灌的地下水大量排入城市排水管网，严重浪费水资源，在抽取地下水时，水泵需要克服井水水面到地面热泵机组的高差，造成水泵功率过大，运行费用过高。取热不取水型地热能供热技术是埋设换热套管，即将换热管道直接伸入高温的岩石环境中，通过换热管道内循环的介质提取地热水中的热量。

3、目前大多数技术全部采用金属管道埋设，但是金属重量大，安装麻烦，且成本较高，还有一种就是全部采用pe管道，pe管道配重较轻，成本较低，安装比较方便，但是高温环境下，pe管的寿命、性能会发生变化，过长的pe管承载力差，越接近底部越易变形、损坏。因此针对这一现状，迫切需要开发一种新的地热取热系统以满足实际使用的需要。

技术实现思路

1、本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理的基于重力热管的地热取热系统。本实用新型无需在在井底埋设换热管道即可实现取热不取水的目的，工作效率且便于日常维护。

2、本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于重力热管的地热取热系统包括在井管的上端井口位置设置的井口盖板，在井口盖板上贯穿安装有介质换热结构，在介质换热结构上连通连接有介质回流口和介质出口，在介质回流口和介质出口之间安装有地上用户；还包括在井管内设置的位于介质换热结构的下方并与其间隙配合的换热内管，在换热内管的内腔设置有热管换热装置，热管换热装置的上端部延伸至介质换热结构的内腔；在换热内管的下端口连通连接有上水管，在上水管的下端口安装有取水泵体；在换热内管和井管之间安装有密封件支撑件，将井管的内腔分隔成位于上方的回水腔室和位于下方的蓄水腔室；在井管上开设有连通回水腔室的若干通孔；热管换热装置包括通过法兰连接的多组管束安装组件，在相邻的两组管束安装组件之间安装有对接连接的多组对接套管，在各个管束安装组件内均穿设有多组重力热管，还包括在对接的对接套管之间安装的密封对接组件，用于密封连接对接的两根重力热管。

3、本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种基于重力热管的地热取热系统，通过设置换热内管以及在换热内管内设置的热管换热装置，可对泵入换热内管内的地热水进行热量采集操作，无需在在井底埋设换热管道即可实现取热不取水的目的；通过设置介质换热结构，可吸收热管换热装置传递的热量，并将热量传输至地上用户加以利用，介质换热结构靠近地热井井口，便于日常维护且降低了热量的损失；热管换热装置中设置的密封对接组件，使得在将多组重力热管进行对接安装时更加方便快捷，而且可有效提升重力热管对接处的稳定，避免对重力热管对接处的密封性造成影响；通过设置管束安装组件，可对多个重力热管进行管束式安装，提升了本实用新型的地热井取热操作的工作效率且便于日常维护。

4、优选地：管束安装组件包括相对设置的两组安装法兰盘，在两组安装法兰盘之间连通连接有按照周向分布的多组透水管套；在各个透水管套上均开设有若干透水孔。

5、优选地：密封对接组件包括对接连接的两组密封套，各个密封套均呈半圆形筒状结构；还包括在对接的两组重力热管的端部套设的卡接环，各个卡接环分别与各个密封套的内壁上开设的环状凹槽相卡接，在卡接环和环状凹槽之间设置有卡接密封垫。

6、优选地：在各个密封套的对接侧面上均设置有插接凸块以及与插接凸块插接配合的插接凹槽，还包括在两组密封套的对接面之间设置的对接密封圈。

7、优选地：热管换热装置还包括在重力热管的上端部安装的若干翅片。

8、优选地：介质换热结构包括贯穿井口盖板的介质外管，在介质外管的顶部固接有密封顶板，还包括在介质外管的内腔设置的与密封顶板相固接的介质内管，介质内管的下端部与介质外管的底面之间设置有可供换热介质流通的通道；介质内管的外周壁和介质外管的内周壁构成用于流通换热介质的回流通道；介质回流口与回流通道连通连接，介质出口与介质内管的内腔连通连接。

9、优选地：地上用户包括热泵机组、用户和循环水泵。

10、优选地：在换热内管和介质外管的外壁上均设置有保温层。

技术特征：

1.一种基于重力热管的地热取热系统，其特征是：包括在井管(5)的上端井口位置设置的井口盖板(15)，在井口盖板(15)上贯穿安装有介质换热结构，在介质换热结构上连通连接有介质回流口(16)和介质出口(17)，在介质回流口(16)和介质出口(17)之间安装有地上用户；还包括在井管(5)内设置的位于介质换热结构的下方并与其间隙配合的换热内管(7)，在换热内管(7)的内腔设置有热管换热装置(4)，热管换热装置(4)的上端部延伸至介质换热结构的内腔；在换热内管(7)的下端口连通连接有上水管(2)，在上水管(2)的下端口安装有取水泵体(1)；在换热内管(7)和井管(5)之间安装有密封件支撑件(6)，将井管(5)的内腔分隔成位于上方的回水腔室(10)和位于下方的蓄水腔室(3)；在井管(5)上开设有连通回水腔室(10)的若干通孔；热管换热装置(4)包括通过法兰连接的多组管束安装组件(4-5)，在相邻的两组管束安装组件(4-5)之间安装有对接连接的多组对接套管(4-6)，在各个管束安装组件(4-5)内均穿设有多组重力热管(4-2)，还包括在对接的对接套管(4-6)之间安装的密封对接组件(4-4)，用于密封连接对接的两根重力热管(4-2)。

2.如权利要求1所述的基于重力热管的地热取热系统，其特征是：管束安装组件(4-5)包括相对设置的两组安装法兰盘(4-5-1)，在两组安装法兰盘(4-5-1)之间连通连接有按照周向分布的多组透水管套(4-5-2)；在各个透水管套(4-5-2)上均开设有若干透水孔(4-3)。

3.如权利要求2所述的基于重力热管的地热取热系统，其特征是：密封对接组件(4-4)包括对接连接的两组密封套(4-4-1)，各个密封套(4-4-1)均呈半圆形筒状结构；还包括在对接的两组重力热管(4-2)的端部套设的卡接环(4-4-2)，各个卡接环(4-4-2)分别与各个密封套(4-4-1)的内壁上开设的环状凹槽相卡接，在卡接环(4-4-2)和环状凹槽之间设置有卡接密封垫(4-4-3)。

4.如权利要求3所述的基于重力热管的地热取热系统，其特征是：在各个密封套(4-4-1)的对接侧面上均设置有插接凸块(4-4-4)以及与插接凸块(4-4-4)插接配合的插接凹槽(4-4-5)，还包括在两组密封套(4-4-1)的对接面之间设置的对接密封圈(4-4-6)。

5.如权利要求4所述的基于重力热管的地热取热系统，其特征是：热管换热装置(4)还包括在重力热管(4-2)的上端部安装的若干翅片(4-1)。

6.如权利要求1所述的基于重力热管的地热取热系统，其特征是：介质换热结构包括贯穿井口盖板(15)的介质外管(11)，在介质外管(11)的顶部固接有密封顶板(14)，还包括在介质外管(11)的内腔设置的与密封顶板(14)相固接的介质内管(12)，介质内管(12)的下端部与介质外管(11)的底面之间设置有可供换热介质流通的通道；介质内管(12)的外周壁和介质外管(11)的内周壁构成用于流通换热介质的回流通道(13)；介质回流口(16)与回流通道(13)连通连接，介质出口(17)与介质内管(12)的内腔连通连接。

7.如权利要求1所述的基于重力热管的地热取热系统，其特征是：地上用户包括热泵机组(19)、用户(20)和循环水泵(18)。

8.如权利要求6所述的基于重力热管的地热取热系统，其特征是：在换热内管(7)和介质外管(11)的外壁上均设置有保温层(8)。

技术总结本技术涉及一种基于重力热管的地热取热系统。包括井口盖板，在其上贯穿安装有介质换热结构，在介质换热结构上连接有介质回流口和介质出口，在介质回流口和介质出口之间安装有地上用户；还包括换热内管，在其内腔设置有热管换热装置；在换热内管的下端口连通连接有上水管和取水泵体；在换热内管和井管之间安装有密封件支撑件，将井管的内腔分隔成回水腔室和蓄水腔室；热管换热装置包括多组管束安装组件，在相邻的两组管束安装组件之间安装有多组对接套管，在各个管束安装组件内均穿设有多组重力热管，还包括在对接的对接套管之间安装的密封对接组件。本技术无需在在井底埋设换热管道即可实现取热不取水的目的，工作效率且便于日常维护。技术研发人员：李洋洋,吕旖,徐浩强受保护的技术使用者：天津世纪天源集团股份有限公司技术研发日：20240115技术公布日：2024/11/21