[发明专利]动态调节对流强化换热装置

权利要求书

1.动态调节对流强化换热装置，其特征在于；包括：

地热井，设置在地热井内的可变径增速管，在可变径增速管内设置有U型换热器；

其中，沿U型换热器外侧设置有间隔均匀的支撑环套，在支撑环套的外侧设置有充气膨胀圈，所述充气膨胀圈位于支撑环套与可变径增速管之间；

所述充气膨胀圈上设置有电子充气阀和电子放气阀，其中，所述电子充气阀通过充气管，设置在充气管上的开关阀、增压泵连接到充气罐；

在所述可变径增速管内设置有多个流量传感器和第一温度传感器，以及在可变径增速管和地热井井壁之间设置有多个第二温度传感器；

上位机，与所述电子充气阀、电子放气阀、开关阀、增压泵、充气罐、流量传感器和第一温度传感器以及第二温度传感器分别电性连接；

所述上位机用于按照设定周期采集可变径增速管内流体流量信息，以及可变径增速管内的第一温度信息和可变径增速管外的第二增速信息；通过监测可变径增速管内流体流量信息变化和可变径增速管内外温度差异来对充气膨胀圈进行充/放气，以改变可变径增速管的内径，使得所述可变径增速管内的流体流量达到设定范围。

2.根据权利要求1所述的动态调节对流强化换热装置，其特征在于；所述支撑环套包括：一组连接卡扣，每一所述连接卡扣的一端固定在U型换热器上，连接卡扣的另一端设置有一个弧形连接块，所述弧形连接块的外侧固定有支撑圆环。

3.根据权利要求1所述的动态调节对流强化换热装置，其特征在于；所述充气膨胀圈采用橡胶材质制成，且所述充气膨胀圈一端固定在支撑圆环上，另一端与支撑环套接触。

4.根据权利要求1所述的动态调节对流强化换热装置，其特征在于；所述可变径增速管由多个可变径增速管节对接而成；

所述可变径增速节管包括：多个管片，所述管片之间通过弹性橡胶连接构成一个封闭的管柱，所述管柱的上下两端开放设置。

5.根据权利要求4所述的动态调节对流强化换热装置，其特征在于；所述可变径增速管节之间通过管套对接并形成固定。

6.根据权利要求4所述的动态调节对流强化换热装置，其特征在于；所述弹性橡胶的两侧设置有安装条，每一安装条内侧设置有对接段，对接段之间设置有至少一个呈V型的弯折状连接带，或，呈波浪形状连接带。

7.根据权利要求4所述的动态调节对流强化换热装置，其特征在于；所述管片的两侧均设置有固定槽，在固定槽上设置有一道槽口。

8.根据权利要求1所述的动态调节对流强化换热装置，其特征在于；所述上位机包括：

采集模块，用于按照设定周期采集可变径增速管内流体流量信息，以及可变径增速管内的第一温度信息和可变径增速管外的第二增速信息；

处理模块，具有第一处理单元和第二处理单元；其中，

所述第一处理单元用于可变径增速管内流体流量信息转化为模拟信号，在由模拟信号转化为数值信号，并与设定阈值进行比对，以检测是否在设定阈值内，形成第一检测结果；

所述第二处理单元用于可变径增速管内的第一温度信息和可变径增速管外的第二温度信息进行差值计算，并确定所述差值是否在设定范围内，形成第二检测结果；

控制模块，用于基于处理模块的第一检测结果和第二检测结果综合判断来对充气膨胀圈进行充/放气，以改变可变径增速管的内径，使得所述可变径增速管内的流体流量达到设定范围。

9.根据权利要求1所述的动态调节对流强化换热装置，其特征在于；所述控制模块接收第一检测结果和第二检测结果；

当第一检测结果为低于设定阈值时，说明此时可变径增速管内流体流量较低，热交换能力下降，此时，上位机控制电子放气阀打开，并按照第一检测结果来设定放气量，以对充气膨胀圈进行放气，充气膨胀圈放气后，可变径增速管内径按照设定比例缩小，以此来控制可变径增速管内部流体流量加快；

当第一检测结果大于设定阈值内，第二检测结果大于设定范围，且监测到换热器的换热负荷达到上限区域时，上位机控制电子充气阀打开，并按照第一检测结果来设定充气量，以对充气膨胀圈进行充气，充气膨胀圈充气后，可变径增速管内径按照设定比例扩大，以此来控制可变径增速管内部流体流量下降，通过加快内部流体流量来改变来降低热交换负荷。