[实用新型]一种地热能源井结构

说明书

本实用新型公开了一种地热能源井结构，在钻孔中安装有导热系数较高的换热管，所述换热管内充满水且完全密封，所述换热管与周边岩土只进行热交换、不进行水交换；在所述换热管内放置充满专用制冷剂的U型管，所述U型管内制冷剂与换热管内水进行热交换；在所述换热管外壁与钻孔内壁之间的环形空间内注入专用填充物。将U型管放置在换热管内，岩土压力由换热钢管承受，能源井深度设计不再需要考虑U型管承压参数；U型管安装在密封的换热管内，当U型管内制冷剂发生泄漏时，不会污染周边岩土和地下水；能够为热泵机组提供合适温度的恒稳定地温能，使机组运行效率不再受气温波动影响，彻底解决空气源热泵机组冬季制热/结霜化霜的行业难题。

技术领域

本实用新型属于清洁可再生新能源开发利用领域，涉及地温能(浅层地热能)开发利用，具体涉及一种地热能源井结构。

背景技术

研究表明，形成于46亿年前的地球，在漫长的演化过程中，其内部聚集了大量的能量，其体积的99％在1000℃以上，其核心部位温度高达5000℃，地球内部的自生热能叫地热能。地热能经过地下岩土的层层阻隔，在地下数百米处降到25℃以下，这部分低温热能称之为地温能或浅层地热能。地温能储量巨大、可持续再生，且区域上分布均匀、时间上持续恒定，取之不尽用之不竭。地温能便于就地开发利用，是建筑采暖/制冷最安全可靠的新能源。

在我国，目前建筑能耗占全社会总能耗的1/3，建筑物使用中最大的能耗是采暖和制冷，约占建筑物总能耗的50％。与气候条件相近的发达国家相比，我国建筑每平方米采暖能耗是发达国家的3倍，随着生活舒适标准的不断提高，建筑能耗还将大幅上涨。我国建筑供暖主要采用燃煤或天然气，给环境和能源安全带来极大压力。

二十一世纪，人类进入绿色低碳发展时期，开发地温能为建筑物提供冷热源，夏季可以降低空调能耗，削峰填谷，冬季可以大幅提高空调供暖的舒适度，彻底解决空气源热泵机组在冬季制热时不断结霜/化霜的行业难题，降低煤和天然气等化石能源在建筑供暖所占比例，为打赢蓝天保卫战提供有力技术支撑。

实用新型内容

针对上述背景技术中不足，本实用新型的目的是提供一种地热能源井结构，可以高效稳定提取地温能，为建筑物提供稳定的冷热源。

为了实现以上目的，采用以下技术方案：

一种地热能源井结构，在钻孔中安装换热管，所述换热管内充满水且完全密封，所述换热管与周边岩土只进行热交换、不进行水交换；在所述换热管内放置充满专用制冷剂的U型管，所述U型管内制冷剂与换热管内水进行二次热交换；在所述换热管外壁与钻孔内壁之间的环形空间内注入专用填充物。

进一步地，所述换热管选用遵循下列原则：所述换热管材料导热系数大于周边岩土导热系数，所述换热管材料抗压强度与下管深度相匹配；所述换热管管径与钻孔直径相匹配；所述换热管连接方式要满足密封要求；所述换热管安装深度与钻孔深度一致。

进一步地，所述专用填充物符合以下特征：无污染、导热系数好、流动性好、凝结速度适中；所述专用填充物包括：水泥、砂、膨润土和絮凝剂。

进一步地，所述U型管由两根直管组成，所述直管底部由U形接头熔焊连通。

进一步地，所述专用制冷剂包括水或乙二醇的水溶液。

进一步地，所述U型管材质为聚乙烯或聚丁烯材料。

进一步地，所述U型管的直径小于所述换热管的内径，以便所述U型管能够安装在所述换热管内。

更进一步地，所述U型管的长度大于所述换热管的长度，且所述U型管超出所述换热管的部分置于所述换热管的顶端上部。

更进一步地，所述U型管顶端放置在地面以上，且所述U型管的出口与进口分别连接循环泵的进出水口。

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：