[实用新型]可持续利用的跨季节地热能开发系统

说明书

本实用新型提出一种可持续利用的跨季节地热能开发系统，包括：地热井、井下外管、可切换地热井隔封、绝热套管、井下内管、多级板换、热泵、用户、循环水箱、可再生热源、梯级利用系统循环泵、跨季节不热系统循环泵、夏季供冷系统循环泵及多个阀门，其中，可切换地热井隔封设置在地热储层的低温区与高温区之间，通过对可切换地热井隔封进行切换，使可持续利用的跨季节地热能开发系统进入不同的能源开发模式。本实用新型应用范围广、长期运行经济性佳、环保效益显著，彻底解决地热单井供能小、长期使用热量衰减等问题，并提高了地热能利用的热源稳定性和经济最优性，在开发地热能的同时保护了地热资源的可持续性。

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域，特别涉及一种可持续利用的跨季节地热能开发系统。

背景技术

可持续利用的跨季节地热能开发技术主要应用于地热能开发利用行业，包括地热能供热、制冷等领域，以及地热能与种植养殖业等结合的相关领域。

当前，地热能开采供热主要利用对井和单井两种形式，单井利用主要以采热不采水的形式，这种受限于当地的地热条件，单井开采能力直接关系单井供能能力。目前扩大单井供能能力的措施主要有常规的地热能梯级利用、利用燃气锅炉、电锅炉等设备进调峰式多能互补等，其中地热能梯级利用和燃气锅炉、电锅炉等设备调峰式多能互补，需要增加系统投入和设备运行成本，直接影响经济性。

目前相关技术中提出了一种利用中深层无干扰地岩热换热孔作冷热源的系统，该系统包括设置在地岩热换热孔中的制冷外管，制冷外管中设置有中层管，中层管中设置有中心管，制冷外管的底端处于冷源区域下表面位置，制冷外管的底端连接外衔接管，中层管的底端连接冷热转换器的顶端，冷热转换器的底端通过内衔接管连接制热换热管，中心管贯穿至制热换热管的底部，并在制热换热管底部相连通，制热换热管的底端连接稳定锥，所述冷热转换器的侧面开有与制冷外管相连通的出流孔，所述外衔接管与内衔接管之间有密封环且冷热转换器位于密封环的上部，所述制冷外管的顶端设置有各带阀门的三口分水器，一路连通回水口与中层管，一路连通制冷出水口与制冷外管，另一路连通制热出水口与中心管，从而在夏季形成回水口—中层管—冷热转换器—制冷外管—制冷出水口的冷源利用回路，在冬季形成回水口—中层管—冷热转换器—内衔接管—制热换热管—中心管—制热出水口的热源利用回路。然而，该系统具有如下的缺点：系统供能能力极大程度依赖于当地地热资源，无法扩大应用范围；冬季供能过程中地温逐渐下降，但是夏季仅针对0～1000米内土壤层注热，长期使用将导致单井供能能力逐年下降。

目前相关技术中还提出了一种太阳能与地热能辅助型集中供热系统，该供热系统包括热源、吸收式热泵、热用户、太阳能集热器、地埋管、若干循环水泵以及各种连接管路和附件，来自热源的一次热网高温热水驱动吸收式热泵，以土壤源作为吸收式热泵的低位热源，吸收式热泵蒸发器与地埋管相连，热媒从土壤中吸热到吸收式热泵蒸发器中放热；在采暖期太阳能集热器作为供热系统辅助热源与地埋管联合供热，在非采暖期太阳能集热器作为回灌热源，用以恢复地埋管周围土壤温度，维持土壤热能的收支平衡；二次热网的回水通过吸收式热泵被加热后通过二次热网送至热用户。然而，该系统具有如下缺点：该系统主要由热网供热，地热能和太阳能的能量仅作为辅助热源，并不是供能源头；系统利用的地热能仅涉及浅层地埋热管，无法推广至中深层地热利用系统，没有充分利用地热资源。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种可持续利用的跨季节地热能开发系统，该系统应用范围广、长期运行经济性佳、环保效益显著，彻底解决地热单井供能小、长期使用热量衰减等问题，并提高了地热能利用的热源稳定性和经济最优性，在开发地热能的同时保护了地热资源的可持续性。