[发明专利]中深层地热能采集同井抽回系统

说明书

本发明公开了一种中深层地热能采集同井抽回系统，包括采集井和换热组件；采集井包括井体，井体包括下部的热能提取区和上部的回灌区，在热能提取区与回灌区之间的相邻处设有封闭装置，在封闭装置的中心设有用于穿过抽水管的通孔，抽水管的下端延伸至热能提取区内，在抽水管的下端连接有用于抽取地热水的潜水泵；在回灌区的井管外侧与井孔内壁之间填充有石英砂滤料层；换热组件包括过滤净化装置和换热器。本发明采用具有抽水和回水功能的采集井，采集利用中深层地热水中的热量，但不消耗地热水，换热后的地热水回灌率高，不会造成地下水位的降低，不会造成地质结构的改变和破坏。本发明占地面积小，便于施工和维护，成本更低，资源利用率更高。

技术领域

本发明涉及地热采集技术领域，具体涉及一种中深层地热能采集同井抽回系统。

背景技术

近年来，我国大气污染问题日益严峻，其中以可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气环境问题尤为突出，同时随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力不断加大。

利用地下水源的热能为居室或商业场合供暖是一种清洁能源供暖方式，近年来得到广泛的应用，现有的水源热泵中央空调的能量采集系统存在一些问题：1.一般采用一抽多回模式的采集井，弊端是长期使用不能完全回灌会造成地下水位下降，并且使用中会产生移砂，长期使用容易造成地质塌陷等不利影响；2.一般采用地埋管土壤换热器系统，弊端是占用场地大，成本高；3.一般是利用浅层地热能为热源，提取的热量为15-18℃，热源转换率不高，供暖效果不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种中深层地热能采集同井抽回系统，采用同时具有抽水和回水功能的采集井，抽取地热水进行换热为供暖管网提供热量，换热后的地热水回流到采集井内，供热效果好、回灌率高，且对地质结构无破坏，更加节能环保。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种一种中深层地热能采集同井抽回系统，包括采集井和换热组件；

所述采集井包括井体，所述井体包括下部的热能提取区和上部的回灌区，所述热能提取区的井孔直径小于回灌区的井孔直径，在所述热能提取区与回灌区之间的相邻处设有封闭装置，所述封闭装置包括承重钢板和固定设置在所述承重钢板下表面的密封橡胶板，所述封闭装置设置在热能提取区的井孔顶部；在所述承重钢板的中心设有用于穿过抽水管的通孔，所述抽水管的下端延伸至所述热能提取区内，在所述抽水管的下端连接有用于抽取地热水的潜水泵；在所述回灌区的井管外侧与井孔内壁之间填充有石英砂滤料层；

所述换热组件包括过滤净化装置和换热器，所述抽水管与所述过滤净化装置的进水管相连通，所述过滤净化装置的出水管与换热器的进水口相连通，所述换热器接入供暖管网，所述换热器的出水口连接有回水管，所述回水管的出水端延伸至所述回灌区内，换热后的地热水通过回水管流回到所述回灌区。

在上述技术方案中，一个采集井的井体内分为下部的热能提取区和上部的回灌区，热能提取区内用于抽取中深层的地热水，抽出的地热水通过抽水管流出，先经过过滤净化装置进行过滤，然后通过换热器（如板式换热器）进行热交换，换热器接入到供暖管网，为供暖管网提供热量，热交换之后的地热水通过封闭的回水管路回流到回灌区，回灌区的井管与井孔内壁之间填充有石英砂滤料，起到滤水、蓄热作用，使得回灌的地热水回渗的过程中与地下水和地下土壤进行热交换。在热能提取区与回灌区之间设置封闭装置，将热能提取区与回灌区有效隔开，回灌区的地热水不会进入热能提取区，能够避免回灌水影响热能提取区水质、水温；抽取的地热水在进行换热之前可以先经过过滤净化装置进行过滤，可以避免深层水中含有的矿物质如锰、铁、硫等污染浅层水，同时起到保护换热设备和管道的作用。