[发明专利]一种兼顾取热及储热的地热井运行方法

说明书

本发明涉及一种兼顾取热及储热的地热井运行方法，该方法包括：冬季供暖阶段和夏季制冷阶段，并通过中深层闭式地热单井系统实现取热及储热的功能，本发明方法中的取热系统为闭式单井取热系统，避免了开式取热系统地热水难回灌的问题，热源为中深层地热能，且采用中间开口的方式，可以实现该系统夏季制冷、冬季供暖的功能。实现了在冬季从岩石中取热，在夏季向岩石储热，维护了地下岩石的热平衡，不仅延长了系统的使用寿命还有效节约了能源，实现能源的高效利用。

技术领域

本发明属于地热资源利用领域，涉及地热井运行方法，尤其是一种兼顾取热及储热的地热井运行方法。

背景技术

为了实现“碳达峰，碳中和”的目的，改变中国的能源结构、大力发展可再生能源是未来能源发展的主要方向。在可再生能源中，地热能因其储量大，清洁以及稳定等优点已经被广泛的应用在了各个领域当中。

在中国，地热资源主要以供暖为主，但在国家限制抽取地热水供暖后，中深层地热单井取热系统便成为了一种很好的供暖方式。但在夏季时，需要采用热泵系统在实现给用户供冷的同时将热量传递给岩石层。但由于中深层地热的井底温度较高，使用热泵系统很难将地热水升高到高于地热单井系统井底周围岩石的温度，因此无法像浅层地源热泵那样在夏季制冷的同时将热量传递给地层，实现冬季供暖，夏季制冷，这也对系统的长期运行产生了一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种兼顾取热及储热的地热井运行方法，该方法利用中深层闭式地热单井系统通过不同的运行策略，实现冬季供暖和夏季制冷的功能，有效实现地热能源的合理利用。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种兼顾取热及储热的地热井运行方法，该方法通过中深层闭式地热单井系统实现，该系统包括中深层地热单井，该中深层地热单井由上至下依次穿过低温岩石层和中高温岩石层，在所述中深层地热单井中插装有内管管路，在所述的中深层地热单井内，所述内管管路外侧同轴套装有环状管路，在所述的内管管路上设置有单向阀，所述中深层地热单井的地面端连接有热泵系统，该系统连接用户端；该方法包括：冬季供暖阶段和夏季制冷阶段，

(1)冬季供暖阶段；单向阀关闭，地热水通过环状管路进入单井取热系统，在井底吸收热量升温后由内管管路流出，地热水在流出地热单井系统后进入热泵系统，将热量传递给热泵系统后流回地热单井系统的环状管路，完成循环，热泵系统在吸收地热水带来的热量后将热量传递给循环水，循环水将热量传递给用户端供暖后回到热泵系统完成循环；

(2)夏季制冷阶段：单向阀打开，地热水通过内管管路进入地热单井系统，然后通过中部单向阀开口流入环状管路，将热量传递给周围岩石后由环状管路流出，地热水在流出地热单井系统后进入热泵系统，在吸收热量后流入地热单井系统的内管管路，完成循环，热泵系统在吸收循环水的热量后将热量传递给地热水，循环水在热泵系统降温后回到用户，给用户提供制冷。

而且，在中深层闭式地热单井系统中所述的环状管路设置在所述的低温岩石层段。

而且，在中深层闭式地热单井系统中所述的单向阀设置在所述内管管路上与环状管路下部相对应的位置上。

本发明的优点和积极效果是：

本发明设计科学合理、造价低廉、施工简便，提供一种兼顾取热及储热的地热井运行方法，该方法利用中深层闭式地热单井系统通过不同的运行策略，实现冬季供暖和夏季制冷的功能，有效实现地热能源的合理利用。

本发明方法中的取热系统为闭式单井取热系统，避免了开式取热系统地热水难回灌的问题，热源为中深层地热能，且采用中间开口的方式，可以实现该系统夏季制冷、冬季供暖的功能。