[发明专利]一种寒区地温能开采装置

说明书

技术领域

本发明创造属于地温能开发技术，主要涉及一种寒区地温能开 采装置。

背景技术

在北方寒冷地区的地温能开发利用过程中，由于冬季气温低， 地温能的开采造成换热孔附近地层温度降低，形成地温场降落漏斗， 长此以往，该换热孔将不具有地温能开采利用的作用，而现有的地 温能开采方法中还没有提温、补偿装置，使换热孔不能长期持续、 有效地进行换热，缩短了换热孔的使用寿命，寒区地温能开发利用 受到影响。

发明内容

本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，设计提 供一种新结构的寒区地温能开采装置，通过为换热孔进行温度补偿 的结构设计，达到持续、有效地开发利用地温能的目的。

本发明创造的基本设计是：一种寒区地温能开采装置包括换热 孔、热泵机组和循环泵，在所述换热孔内设置芯管，在所述芯管外 壁面与换热孔内壁面之间设有间距，构成环形腔室，滤水管配装在 芯管底端部上，水平埋管铺设在地面下，在所述换热孔外侧周边部 位处设置热补偿孔，热泵进水管将环形腔室与热泵机组连通，循环 泵出水管将循环泵与芯管连通，热泵出水管将热泵机组与水平埋管 连通，循环泵进水管将热补偿孔与循环泵连通，补水管将水平埋管 与热补偿孔连通；所述热补偿孔与换热孔的个数比为1∶n。

本发明创造实现了寒区地温能开发过程中对换热孔处地温的补 偿，避免和消除了地温场降落漏斗的形成，并综合利用地温能、地 热能及太阳能等清洁能源，持续、有效地开采利用地温能。本装置 设计新颖、合理，结构简单，使用可靠，节能减排效果好，大幅度 延长了换热孔使用寿命，为我国广大北方寒冷地区的地温能持续、 高效开发利用提供了技术支持。

附图说明

图1是一种寒区地温能开采装置总体结构示意图。

图中件号说明：

1、滤水管、2、芯管、3、换热孔、4、热泵进水管、5、热泵机 组、6、循环泵、7、循环泵进水管、8、补水管、9、热补偿孔、10、 水平埋管、11、热泵出水管、12、循环泵出水管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。一种寒区 地温能开采装置包括换热孔3、热泵机组5和循环泵6，在所述换热 孔3内设置芯管2，在所述芯管2外壁面与换热孔3内壁面之间设 有间距，构成环形腔室，滤水管1配装在芯管2底端部上，水平埋 管10铺设在地面下，在所述换热孔3外侧周边部位处设置热补偿孔 9，热泵进水管4将环形腔室与热泵机组5连通，循环泵出水管12 将循环泵6与芯管2连通，热泵出水管11将热泵机组5与水平埋管 10连通，循环泵进水管7将热补偿孔9与循环泵6连通，补水管8 将水平埋管10与热补偿孔9连通；所述热补偿孔9与换热孔3的个 数比为1∶n。

夏季作业时，通过循环泵6从热补偿孔9深部抽取热水至芯管 2中，芯管2中的热水流至其底部的滤水管1后，进入换热孔3孔 内壁面与芯管3外壁面之间的环形腔室中，热水通过换热孔3孔壁 与周围地层发生热传递作用，使地层温度升高，减小了冬季地温能 开采造成的地温场漏斗；同时，从环形腔室中抽出的水通过热泵机 组5进行制冷，制冷后的水流经地面下的水平埋管10时，经太阳辐 射后，水温升高；再将提温后的水经补水管8注入到热补偿孔9中 进一步提温。冬季作业时，以换热孔3地温能的开采利用为主，与 此同时热补偿孔9也可作为换热孔直接开采利用地温能。