【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于換熱部件，尤其是涉及一種中深層地熱孔用套管換熱器。
技術介紹
1、在中深層地熱孔換熱系統中，套管起著極為關鍵的作用，隨著地熱開發深度增加，地層環境復雜多變，套管可保護井壁，防止其在高溫、高壓及復雜地質作用下坍塌，確保井的完整性。
2、當前，地熱井一般有兩種換熱方式，一種是將地下熱水抽出，進行換熱后再將地下水回送至地層內，另一種是通過單獨的一種換熱介質進入地熱井內與地下水進行換熱，由于該種換熱方式中，不需要將地下水抽出，可以降低對地層穩定性造成的影響，故應用相對普遍，而套管作為重要的構件之一，其需要具備較好的換熱效率，以滿足對地熱井的取熱效率，如專利公告號為cn117760248a公開的一種中深層地熱井用換熱套管及其加工工藝；
3、上述專利公開的換熱套管，雖然可以增加內壁與換熱介質的接觸面積，以及增加外壁與地層的接觸面積，提高換熱效率，但是，對于地層深度達到2000米的深井來說，由于不同地層之間的溫度可能不同，在換熱的過程中，換熱介質從深井最底側交換的熱量可能會在上流回排至地面的過程中，出現溫度流失的現象，即當回流的換熱介質中的溫度高于地層的溫度時，換熱介質中的熱量會向低溫區域流動，從而不僅造成部分熱能浪費，而且可能會導致不同地層的溫度出現波動，影響地層結構的穩定性。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是針對上述問題，提供一種中深層地熱孔用套管換熱器。
2、為達到上述目的，本專利技術采用了下列技術方案：一種中深層地熱孔用套管換熱器，包
3、多個內套管，均設置在對應的連接外套管和底部外套管的內側，各個所述內套管的外側壁上下兩側均固定套接有連接環，且連接外套管和底部外套管均與同側的連接環固定連接；
4、多組密封隔條，均安裝在對應的內套管與連接外套管之間，且同組兩個密封隔條將同側內套管和連接外套管之間分隔形成進氣腔和出氣腔，所述底部外套管通過同側兩個連接環與內套管共同圍合形成一個環形腔，各個所述進氣腔共同安裝有與環形腔相連通的進氣組件，各個所述出氣腔共同安裝有與環形腔相連通的出氣組件；
5、多個檢測切換單元，均安裝在對應的連接外套管的外側壁，所述控制器根據各個檢測切換單元輸出的電信號控制出氣組件工作。
6、優選的，所述進氣組件包括多組通氣進管和設置在地面處的氣態介質進管，同組兩個所述通氣進管分別設置在對應的進氣腔上下兩側，各個所述通氣進管均貫穿同側連接環，相鄰兩個所述通氣進管對接相抵，所述環形腔的上腔壁固定插接有尾端進氣管，且尾端進氣管與同側通氣進管對接相抵，所述氣態介質進管固定安裝在同側連接外套管的頂部，且氣態介質進管與同側通氣進管相連通。
7、優選的，所述出氣組件包括固定插接在環形腔上腔壁的回流端管，各個所述出氣腔的下腔壁均固定插接有通氣出管，各個所述通氣出管的管壁均安裝有分流管，且分流管與同側出氣腔相連通，各個所述出氣腔的上腔壁均固定插接有過渡管，各個所述過渡管和各個分流管的內部均安裝有常開電磁閥，所述通氣出管的管端固定連通有保溫管，且保溫管與過渡管相連通，所述保溫管的內部安裝有常閉電磁閥，所述常開電磁閥和常閉電磁閥均與控制器電性連接，各個所述過渡管均與相鄰的連接外套管內的通氣出管相連通，遠離所述底部外套管的過渡管的管端固定連通有尾端出氣管。
8、優選的，各個所述檢測切換單元均包括開設在連接外套管外側壁的安裝槽，且安裝槽的槽口固定封裝有導熱板，各個所述安裝槽的內部均固定安裝有內溫度檢測器，且各個內溫度檢測器的測溫端均與同側導熱板的側壁相接觸，所述控制器根據各個內溫度檢測器輸出的電信號控制對應的常閉電磁閥和常開電磁閥通電工作。
9、優選的，各個所述連接環的內部均開設有環狀通水腔，所述底部外套管和各個連接外套管的管壁與同側環狀通水腔的側壁均共同開設有多組通水孔，同側多組通水孔均關于內套管的軸線呈環形均勻分布。
10、優選的，所述尾端出氣管的管壁固定插接有外溫度檢測器，所述安裝箱的內部安裝有整合組件，各個所述內溫度檢測器均通過控制器與對應的整合組件電性連接，各個所述環狀通水腔與尾端出氣管均共同安裝有清堵組件。
11、優選的，所述整合組件包括固定安裝在安裝箱內壁的多個指示燈，所述控制器根據各個內溫度檢測器輸出的電信號控制各個指示燈的亮度，所述安裝箱與各個指示燈相對一側的內壁固定安裝有絕緣座，且絕緣座的側壁固定安裝有感光電阻器，各個所述指示燈發出的光線均照射至感光電阻器的感光面，所述安裝箱的內壁固定安裝有兩個電磁推桿，兩個所述電磁推桿的伸縮端均安裝有絕緣塊，其中一個所述絕緣塊的端部固定安裝有導電條，且另一個絕緣塊的端部固定安裝有導電柱，所述導電柱與導電條的側壁滑動接觸，所述控制器根據外溫度檢測器輸出的電信號控制對應的電磁推桿工作，所述感光電阻器通過控制器與對應的電磁推桿電性連接，所述導電條與導電柱不接觸時，控制器控制自身的計時模塊開始計時。
12、優選的，所述清堵組件開設在各個環形腔上腔壁的多個氣孔，各個所述氣孔的內部均安裝有第一電控閥，所述尾端出氣管的內部安裝有第二電控閥，所述尾端出氣管的管壁固定插接有氣壓檢測器，且氣壓檢測器的測壓端設置在尾端出氣管的內部，所述第一電控閥、第二電控閥和氣壓檢測器均與控制器電性連接。
13、與現有的技術相比，一種中深層地熱孔用套管換熱器的優點在于：
14、1.通過設置的連接外套管、底部外套管、安裝箱、控制器、內套管、連接環、密封隔條、進氣腔、出氣腔、環形腔、進氣組件和出氣組件的相互配合，通過套管結構與地熱井內進行換熱，換熱介質與套管結構的接觸面積大、換熱效率高，適用于小孔徑、大深度的地熱井使用，其次，可以對地層進行整體取熱，也可以針對某些地層進行取熱，使用靈活性高，取熱效果好。
15、2.通過設置的檢測切換單元，能夠基于各個地層處的溫度，自動阻止換熱介質與該地層進行換熱，一方面可以避免熱能反哺給地層造成熱能浪費的現象，另一方面，可以避免不同地層溫度相互影響造成地層溫度過大的波動現象。
16、3.通過設置的環狀通水腔、通水孔的相互配合，可以便于地熱水與套管結構進行深度接觸換熱，從而可以提高換熱效果，其次，配合設置的外溫度檢測器、整合組件和清堵組件，可以基于換熱差自動啟動對各個通水孔和環狀通水腔的清堵工作，盡量避免堵塞影響換熱效率。
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1.一種中深層地熱孔用套管換熱器，包括多個連接外套管（1）、一個底部外套管（2）和安裝在地面的安裝箱（3），相鄰兩個所述連接外套管（1）固定連接，所述底部外套管（2）與同側連接外套管（1）的底部固定連接，所述安裝箱（3）的內部固定安裝有控制器（4），其特征在于，還包括：
2.根據權利要求1所述的一種中深層地熱孔用套管換熱器，其特征在于，所述進氣組件（11）包括多組通氣進管（111）和設置在地面處的氣態介質進管（112），同組兩個所述通氣進管（111）分別設置在對應的進氣腔（8）上下兩側，各個所述通氣進管（111）均貫穿同側連接環（6），相鄰兩個所述通氣進管（111）對接相抵，所述環形腔（10）的上腔壁固定插接有尾端進氣管（113），且尾端進氣管（113）與同側通氣進管（111）對接相抵，所述氣態介質進管（112）固定安裝在同側連接外套管（1）的頂部，且氣態介質進管（112）與同側通氣進管（111）相連通。
3.根據權利要求1所述的一種中深層地熱孔用套管換熱器，其特征在于，所述出氣組件（12）包括固定插接在環形腔（10）上腔壁的回流端管（121），各個所述出
4.根據權利要求3所述的一種中深層地熱孔用套管換熱器，其特征在于，各個所述檢測切換單元（13）均包括開設在連接外套管（1）外側壁的安裝槽（131），且安裝槽（131）的槽口固定封裝有導熱板（132），各個所述安裝槽（131）的內部均固定安裝有內溫度檢測器（133），且各個內溫度檢測器（133）的測溫端均與同側導熱板（132）的側壁相接觸，所述控制器（4）根據各個內溫度檢測器（133）輸出的電信號控制對應的常閉電磁閥（127）和常開電磁閥（125）通電工作。
5.根據權利要求4所述的一種中深層地熱孔用套管換熱器，其特征在于，各個所述連接環（6）的內部均開設有環狀通水腔（14），所述底部外套管（2）和各個連接外套管（1）的管壁與同側環狀通水腔（14）的側壁均共同開設有多組通水孔（15），同側多組通水孔（15）均關于內套管（5）的軸線呈環形均勻分布。
6.根據權利要求5所述的一種中深層地熱孔用套管換熱器，其特征在于，所述尾端出氣管（128）的管壁固定插接有外溫度檢測器（16），所述安裝箱（3）的內部安裝有整合組件（17），各個所述內溫度檢測器（133）均通過控制器（4）與對應的整合組件（17）電性連接，各個所述環狀通水腔（14）與尾端出氣管（128）均共同安裝有清堵組件（18）。
7.根據權利要求6所述的一種中深層地熱孔用套管換熱器，其特征在于，所述整合組件（17）包括固定安裝在安裝箱（3）內壁的多個指示燈（171），所述控制器（4）根據各個內溫度檢測器（133）輸出的電信號控制各個指示燈（171）的亮度，所述安裝箱（3）與各個指示燈（171）相對一側的內壁固定安裝有絕緣座（172），且絕緣座（172）的側壁固定安裝有感光電阻器（173），各個所述指示燈（171）發出的光線均照射至感光電阻器（173）的感光面，所述安裝箱（3）的內壁固定安裝有兩個電磁推桿（174），兩個所述電磁推桿（174）的伸縮端均安裝有絕緣塊（175），其中一個所述絕緣塊（175）的端部固定安裝有導電條（176），且另一個絕緣塊（175）的端部固定安裝有導電柱（177），所述導電柱（177）與導電條（176）的側壁滑動接觸，所述控制器（4）根據外溫度檢測器（16）輸出的電信號控制對應的電磁推桿（174）工作，所述感光電阻器（173）通過控制器（4）與對應的電磁推桿（174）電性連接，所述導電條（176）與導電柱（177）不接觸時，控制器（4）控制自身的計時模塊開始計時。
8.根據權利要求6所述的一種中深層地熱孔用套管換熱器，其特征在于，所述清堵組件（18）開設在各個環形腔（10）上腔壁的多個氣孔（181），各個所述氣孔（181）的內部均安裝有第一電控閥（1...
【技術特征摘要】
1.一種中深層地熱孔用套管換熱器，包括多個連接外套管（1）、一個底部外套管（2）和安裝在地面的安裝箱（3），相鄰兩個所述連接外套管（1）固定連接，所述底部外套管（2）與同側連接外套管（1）的底部固定連接，所述安裝箱（3）的內部固定安裝有控制器（4），其特征在于，還包括：
2.根據權利要求1所述的一種中深層地熱孔用套管換熱器，其特征在于，所述進氣組件（11）包括多組通氣進管（111）和設置在地面處的氣態介質進管（112），同組兩個所述通氣進管（111）分別設置在對應的進氣腔（8）上下兩側，各個所述通氣進管（111）均貫穿同側連接環（6），相鄰兩個所述通氣進管（111）對接相抵，所述環形腔（10）的上腔壁固定插接有尾端進氣管（113），且尾端進氣管（113）與同側通氣進管（111）對接相抵，所述氣態介質進管（112）固定安裝在同側連接外套管（1）的頂部，且氣態介質進管（112）與同側通氣進管（111）相連通。
3.根據權利要求1所述的一種中深層地熱孔用套管換熱器，其特征在于，所述出氣組件（12）包括固定插接在環形腔（10）上腔壁的回流端管（121），各個所述出氣腔（9）的下腔壁均固定插接有通氣出管（122），各個所述通氣出管（122）的管壁均安裝有分流管（123），且分流管（123）與同側出氣腔（9）相連通，各個所述出氣腔（9）的上腔壁均固定插接有過渡管（124），各個所述過渡管（124）和各個分流管（123）的內部均安裝有常開電磁閥（125），所述通氣出管（122）的管端固定連通有保溫管（126），且保溫管（126）與過渡管（124）相連通，所述保溫管（126）的內部安裝有常閉電磁閥（127），所述常開電磁閥（125）和常閉電磁閥（127）均與控制器（4）電性連接，各個所述過渡管（124）均與相鄰的連接外套管（1）內的通氣出管（122）相連通，遠離所述底部外套管（2）的過渡管（124）的管端固定連通有尾端出氣管（128）。
4.根據權利要求3所述的一種中深層地熱孔用套管換熱器，其特征在于，各個所述檢測切換單元（13）均包括開設在連接外套管（1）外側壁的安裝槽（131），且安裝槽（131）的槽口固定封裝有導熱板（132），各個所述安裝槽（131）的內部均固定安裝有內溫度檢測器（133），且各個內溫度檢測器（133）的測溫端均與同側導熱板（132）的側壁相接觸，所述控制器（4）根據各個內溫度檢測器（133）輸出的電信號控制對應的常閉電磁閥（127）和常開電磁閥（125）通電...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李建峰，
申請(專利權)人：陜西四季春清潔熱源股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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