[发明专利]一种快速提取地源热高能效供热系统及方法

说明书

本发明公开了一种快速提取地源热高能效供热系统及方法，该系统包括设置在地面以下的热能快速提取器，热能快速提取器的上部设有真空保温段，热能快速提取器的下部设有快速导热段，热能快速提取器的顶端与用户末端管网接通，热能快速提取器至用户末端管网形成的总腔内为真空腔，热能快速提取器腔内注入少量的低沸点音速超导换热介质，使热能快速提取器与用户末端管网间的腔内介质遇热汽化形成持续无回流的单向导热状态，并以极快的速度将热能传递到用户末端管网进行供热，本发明工艺简单，超导传热升温速度快，免循环动力泵、无噪音、实现了低成本、高能效、可再生、无污染的清洁能源利用。

技术领域

本发明属于地源热能开发技术领域，涉及地源热的提取系统，具体涉及一种快速提取地源热高能效供热系统及方法。

背景技术

地热能是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变，是一种以热力形式存在的无污染可再生洁净能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。目前地热能的利用主要通过H型或U型换热器并采用动力泵进行驱动液态介质经换热器机组直接或间接换热为主，系统内注满液态换热介质，通过液态介质流动将地下热能置换出来，此种置换方式需要的换热井较深，因此一般投资都比较大，环节复杂，且此种换热方式换热速度慢，热损失大，换热温度低，换热效果差，电能消耗大，建成后运行成本高，能效比低。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的在于提供了一种换热速度快，换热温度高，热量损失小、快速提取地源热、并能进行高能效供热的系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种快速提取地源热高能效供热系统，包括设置在地面以下的热能快速提取器，热能快速提取器的上部设有真空保温段，热能快速提取器的下部设有快速导热段，热能快速提取器的顶端与用户末端管网相接通，热能快速提取器与用户末端管网形成的总腔为真空腔，热能快速提取器腔内注有少量低沸点音速超导换热介质，该腔内低沸点音速超导换热介质遇热汽化形成持续无回流的单向导热状态，将热能不断传递至用户末端管网进行持续供热。

所述热能快速提取器的顶端接有一路管段，该管段尾部分为两路，一路与用户末端管网的一端口接通，用户末端管网的另一端口为封闭端，另一路接减压冷凝器。

或者所述热能快速提取器的顶端接有二路管段，一路管段的尾端与用户末端管网的一端口接通，另一路管段尾端分为两路，其中，一路与用户末端管网的另一端口接通，另一路接减压冷凝器。

进一步的，所述热能快速提取器的顶端其中一管段上设有真空超导嘴。

进一步的，与减压冷凝器进口相接的管路上安装有泄压控制阀，减压冷凝器的出口与介质储液槽相接通。

优选的，所述热能快速提取器设置为一组或并联设置为多组，当为多组时，其中一热能快速提取器竖直设置，其余围绕该竖直设置热能快速提取器呈锥形分布设置。

所述每一热能快速提取器对应位于地面以下的一地源热取热井中。

所述真空保温段位于快速导热段的顶端，两者接点处的高度通过低沸点音速超导换热介质的沸点与该接点处的地源热温度确定。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述系统进行快速提取地源热高能效供热的方法，具体包括以下步骤：

步骤（1）. 位于地面以下地源热取热井中的热能快速提取器，通过快速导热段快速提取地源热，真空保温段用于保温；

步骤（2）.将热能快速提取器与用户末端管网形成的整个密闭总腔内抽为真空状态；

步骤（3）.向热能快速提取器腔内注入少量的低沸点音速超导换热介质；