[发明专利]一种地源热换热深井地表保温装置

说明书

本发明公开了一种地源热换热深井地表保温装置，该装置的结构要点是，在换热深井井口四周挖一圈蓄热坑，蓄热坑内侧壁为外套管外壁，蓄热坑外侧壁和底面铺设保温隔热层；蓄热坑位于地面上的开口用透光、隔热玻璃罩封住蓄热坑；本装置中的蓄热坑在换热深井井口的外套管外侧形成一圈隔热空间，避免地表的岩土直接接触外套管外侧吸收外套管的热量；同时，太阳光通过玻璃罩对蓄热坑内的空气加热，热量可以对外套管进行加热，更有利于换热深井井口温度提升；此外还可以在蓄热坑内增设太阳能集热管提高蓄热坑的蓄热能力。

技术领域

本发明属于地热能源开发技术，特别涉及一种地源热换热深井地表保温装置。

背景技术

深井换热又称套管换热，是在深井中通过同轴套管进行单井内部流体循环，基于热传导的方式与地层换热，从而以“取热不取水”形式开发地热能的技术。如图１所示，在一口钻井内，安装一同轴套管，为降低热阻，提高换热效率，往往在套管的外壁和周边地层之间灌入水泥砂浆，以保证套管和围岩之间的接触和传热，该技术也被称为套管换热技术。为实现供暖目的，在外套管1中注入冷水，冷水下降过程中被周边的岩石（土）加热升温，当水流到套管底部之后，通过内管2再次向上运移．热水回到地面后，将其热量经热泵机组3抬升，用于建筑供暖，冷却之后的循环水再次进入地下换热循环，将周边岩石（土）中的热量带到地表。如公告号为CN111365871A的中国发明专利公开的一种增强型深井换热器就是该技术的应用，相关技术还有很多不在此一一列举。

内蒙古地区昼夜温差大，寒冷季节中靠近地表的岩土温度较低，在换热的过程中，深井靠近地表的岩土容易使水的温度降低，从而造成热量的损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地源热换热深井地表保温装置，解决地源热换热深井井口靠近地表的岩土温度过低，在换热的过程中，靠近地表的岩土容易使水的温度降低，从而造成热量的损失的问题。

本发明采用的技术方案如下：一种地源热换热深井地表保温装置,在换热深井井口四周挖一圈蓄热坑，蓄热坑内侧壁为外套管外壁，蓄热坑外侧壁和底面铺设保温隔热层；蓄热坑位于地面上的开口用透光、隔热玻璃罩封住蓄热坑。

上述玻璃罩的一种安装方案为：在蓄热坑外侧壁上边缘设置槽型的放置台一，在同一高度的外套管外壁上设置放置台二，玻璃罩的边缘搭接在放置台一和放置台二上，边缘缝隙用密封胶密封住。

所述玻璃罩采用钢化玻璃制成，玻璃罩为平板玻璃或拱形玻璃。

进一步，所述保温隔热层的上表面涂覆黑色漆，或所述保温隔热层的上表面安装反光板。

进一步，在蓄热坑内架设多根太阳能集热管；优选的，相邻太阳能集热管呈交叉形式架设。

优选的，所述太阳能集热管的安装方案为：蓄热坑底部内侧边缘设置一个环形的下内卡板，蓄热坑底部外侧边缘设置一个环形的下外卡板，蓄热坑靠近顶部开口处的外套管外侧壁设置一个环形的上内卡板，蓄热坑靠近顶部开口处的外侧壁设置一个环形的上外卡板；下内卡板、下外卡板、上内卡板、上外卡板上设置一一对应的卡口；其中，下内卡板和上外卡板用于倾斜放置朝内的太阳能集热管，太阳能集热管两端卡在对应的卡口内；上内卡板和下外卡板用于倾斜放置朝外的太阳能集热管，太阳能集热管两端卡在对应的卡口内。

所述蓄热坑的深度范围为地表向下2m-5m，所述保温隔热层的厚度为50mm-100mm。

本发明的有益效果在于：本装置中的蓄热坑在换热深井井口的外套管外侧形成一圈隔热空间，避免地表的岩土直接接触外套管外侧吸收外套管的热量；同时，太阳光通过玻璃罩对蓄热坑内的空气加热，热量可以对外套管进行加热，更有利于换热深井井口温度提升；此外还可以在蓄热坑内增设太阳能集热管提高蓄热坑的蓄热能力。

附图说明

图1为背景技术中深井换热技术的原理示意图。