[发明专利]一种用于地热开发的热量交换器及控制方法

说明书

本发明提供的用于地热开发的热量交换器一种用于地热开发的热量交换器，包括进水竖管、热交换管、第一温度传感器、第二温度传感器、控制机构以及出水竖管，所述进水竖管竖直贯入地热热源处，所述进水竖管的一端设置有所述热交换管，所述热交换管连通有所述出水竖管，所述热交换管外设置有所述第一温度传感器，所述热交换管内设置有第二温度传感器，所述出水竖管上设置有所述控制机构。本发明还提供一种应用于该热量交换器的控制方法，以实现当地热热源处温度过低以致于无法提供能源时，关闭设备的运行以降低能源消耗。

技术领域

本发明涉及地热开发器材领域，尤其涉及一种用于地热开发的热量交换器及控制方法。

背景技术

地热开发过程中，往往通过若干竖直钻孔中设置U形的热量交换器，向所述U形的热量交换器一端注入作为热载体的中间介质(一般是水)，中间介质经U形的热量交换器伸入到地底，吸收地底的热量之后经U形的热量交换器的另一端流出，利用吸收热量后的中间介质进行生活生产活动，从而实现地热资源的利用。

地热开发过程中，我们期待所有的所述热量交换器中的中间介质能够从地下带出热量，然而，由于地下热能分布的变化，往往有的热量交换器所处的位置出现热量不足的情况，导致该热量交换器中的中间介质不会从地底带出热量，而与该热量交换器连接的结构继续运转只是在做无用的功，造成能源的浪费。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于地热开发的热量交换器以及利用所述用于地热开发的热量交换器解决上述问题的控制方法。

本发明提供一种用于地热开发的热量交换器，包括进水竖管，所述进水竖管竖直贯入大地延伸至地热源处，其中，

延伸至地底的所述进水竖管的一端设置横向的热交换管，所述热交换管内设置有传热结构，所述传热结构整体呈圆柱形，所述传热结构沿长度方向贯穿设置有多个六边形的通道，相邻的所述通道之间为均匀的薄壁，所述通道内均匀设置有多层导热网，所述热交换管的另一端端部连通有竖直贯出大地的出水竖管；

所述热交换管的外壁设置用于感知外部温度的第一温度传感器，靠近所述出水竖管的所述热交换管的内壁上设置有第二温度传感器；

延伸出地面的所述出水竖管内部设置有第三温度传感器；

延伸出地面的所述出水竖管的外壁设置有控制机构，所述控制机构电性连接所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器。

优选地，所述进水竖管和所述出水竖管延伸出地面的端部分别设置有对应的第一液体流量计和第二液体流量计。

优选地，所述第一液体流量计和所述第二液体流量计电性连接所述控制机构。

优选地，所述控制机构包括PLC控制器，所述PLC控制器电性连接所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、蜂鸣器、第一液体流量计和第二液体流量计，所述控制机构还包括蜂鸣器和总开关，所述PLC控制器电性连接所述蜂鸣器和总开关。

优选地，所述出水竖管外包覆有保温绝热层。

优选地，所述出水竖管采用同轴套管结构，所述同轴套管结构的内管连通所述热交换管，所述同轴套管结构的外管与内管之间密封，且外管与内管之间为真空。

优选地，所述热交换管呈螺旋管状结构，所述传热结构呈螺旋状结构、且截面呈蜂窝状。

本发明提供一种用于地热开发的热量交换器的控制方法，所述PLC控制器接收处理传递的温度信号，所述PLC控制器根据温度信号情况控制蜂鸣器发出不同声音，同时，所述PLC控制器根据温度信号情况控制总开关的调整设备运行情况；所述PLC控制器接收处理所述第一液体流量计和第二液体流量计传递的流量信号，所述PLC控制器根据流量信号情况控制蜂鸣器发出不同声音，所述PLC控制器根据流量信号情况控制总开关的调整设备的运行情况。