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一种地热 能源装置

阅读：710发布：2020-07-05

专利汇可以提供一种地热能源装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及利用深层地热能领域，具体而言，涉及一种地热能源装置。该地热能源装置，包括：套管、衬管以及出气管道；所述套管为密封管，所述衬管置于所述套管内，且所述套管与所述衬管之间设置有间隙，所述衬管的底部与所述套管的底部相通；所述衬管的上端设置有出气口，用于蒸汽的输出；所述出气管道的一端穿过所述套管，与所述出气口连接。本发明提供的利用地热能的装置，在地热的环境下，流入衬管内的液体会被地热能加热，变为气体，由于套管和衬管内的压强被抽取为10-1pa-10-3pa，为接近真空状态，故被地热能加热的气体在这种环境下，能够以声音的速度迅速上升，通过衬管上端的出气口传递地热能，从而有效的利用了地热能。，下面是一种地热能源装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种地热能源装置，其特征在于，包括：套管、衬管以及出气管道；
所述套管为密封管，所述衬管置于所述套管内，且所述套管与所述衬管之间设置有间隙，所述衬管底部侧周面设置有通孔，所述衬管的底部通过所述通孔与所述套管的底部相通；
所述衬管的上端设置有出气口，用于蒸汽的输出；
所述出气管道的一端穿过所述套管，与所述出气口连接，
所述地热能源装置还包括换热器以及回流管道；
所述热换器上设置有第一进口和第一出口；
所述第一进口通过所述出气管道与所述出气口连通；
所述套管的侧面上还设置有回流口，所述第一出口通过所述回流管道与所述回流口连通，用于将冷凝的液体输送到所述套管内。
2.根据权利要求1所述的地热能源装置，其特征在于，还包括供暖终端；
所述供暖终端上设置有进水口和出水口，所述换热器上设置有第二进口和第二出口；
所述进水口与所述第二出口通过管道连通，用于将热水输送给所述供暖终端；
所述出水口与所述第二进口通过管道连通，用于将冷凝水输送到换热器中。
3.根据权利要求1所述的地热能源装置，其特征在于，还包括供水口；
所述套管上设置有所述供水口，用于向所述套管内注入液体。
4.根据权利要求3所述的地热能源装置，其特征在于，还包括介质加注计量器；
所述介质加注计量器与所述供水口连通，用于测量供应液体的容量，使注入所述套管内的所述液体的容量为标准值。
5.根据权利要求1所述的地热能源装置，其特征在于，还包括：负压表；
所述负压表固定在所述出气管道上；
和/或，所述负压表固定在所述回流管道上，用于测量管道内的负压值。
6.根据权利要求1所述的地热能源装置，其特征在于，还包括温度表；
所述出气管道上和所述回流管道上均设置有所述温度表，用于测量换热前与换热后的温度值。
7.根据权利要求1所述的地热能源装置，其特征在于，还包括抽真空阀门；
所述抽真空阀门安装在所述回流管道上，与所述回流管道连通，用于对所述地热能源装置排气抽真空。
8.根据权利要求1所述的地热能源装置，其特征在于，所述衬管的厚度为0.7毫米，材质为不锈钢，且所述间隙为3毫米；
-1 -3
所述套管内的压强为10 pa-10 pa。

说明书全文

一种地热能源装置

技术领域

[0001] 本发明涉及利用深层地热能领域，具体而言，涉及一种地热能源装置。

背景技术

[0002] 目前，我国工业运转，例如：发电、供暖、制冷等，主要以燃烧石油、煤炭以及天然气等化石能源为主，随着对这些化石能源的长期且不间断使用，造成了这些化石能源的可开采储存量大大减少；并且这些化石能源的大量减少也致使其价格大幅度上涨；并且燃烧石油、煤炭这些化石能源会严重污染环境。所以，寻找石油、煤炭等化石能源的替代能源已成为全球迫在眉睫的重大任务。

[0003] 为了寻找新的能源，许多国家将目标转向了地热能开发利用，开始对地热能进行研究与开采。地热能是贮存于地球内部的一种巨大的洁净能源。相关技术利用地热能的装置，多是以地下热水为载体，但是大量利用地下热水会使地面沉降。可以采用地下热水回灌的方式解决地面沉降的问题，但是由于地层压力较大，地下热水的回灌往往是失败的，因此需要开发一种新的装置，能够有效的利用地热能，避免产生上述问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供，以解决上述的问题。

[0005] 在本发明的实施例中提供了一种地热能源装置，包括：套管、衬管以及出气管道；

[0006] 套管为密封管，衬管置于套管内，且套管与衬管之间设置有间隙，衬管的底部与套管的底部相通；

[0007] 衬管的上端设置有出气口，用于蒸汽的输出；

[0008] 出气管道的一端穿过套管，与出气口连接。

[0009] 本发明实施例提供的一种利用地热能的装置，包括：套管、衬管以及出气管道；该套管为密封管，能够使热能更好的传递，衬管置于套管内，且环距套管内侧留有间隙，用于分离液体和气体，其底部与套管的底部相通，用于液体能够流入衬管内；衬管的上端设置有出气口，用于蒸汽的输出；出气管道的一端穿过套管与出气口连接，用于蒸汽的输出。在地热的环境下，流入衬管内的液体会被地热能加热，变为气体，迅速上升，通过衬管上端的出气口传递地热能，从而有效的利用了地热能。附图说明

[0010] 图1示出了本发明实施例提供的一种地热能源装置的结构示意图。

具体实施方式

[0011] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

[0012] 本发明实施例提供的一种利用地热能的装置，如图1所示，包括：套管11、衬管12以及出气管道13；该套管11为密封管，能够更好的传递热量，衬管12置于套管11内，且环距套管11内侧留有间隙，用于分离液体和气体，其底部与套管11的底部相通，用于液体能够流入衬管12内；衬管12的上端设置有出气口，用于蒸汽的输出；出气管道13的一端穿过套管与出气口连接。在地热的环境下，流入衬管12内的液体会被地热能加热，变为气体，并通过衬管12上端的出气口传递地热能，从而有效的利用了地热能。

[0013] 本实施例中，首先通过钻井、测井，掌握地层温度，不同的区域的地温也不同，因为地温梯度的差异，不同的地区达到同一个温度需要钻井的深度也会不一样，本实施例中，优选使井底温度达到100度以上，只要满足这个条件，本实施例对地域和钻井需要的深度不做限定。

[0014] 本实施例中，套管11使用7寸石油套管11，具体的，在地下深入7寸石油套管11，将套管11内的空气抽走，然后向套管11内注入蒸馏水，套管11底部和衬管12底部相通，在地热大于100℃环境下，蒸馏水会蒸发为气体，并迅速上升，然后通过衬管12中的出气口经由出气管道13传递热量。其中，优选的液体为蒸馏水，蒸馏水中无杂质，不腐蚀衬管，且不会留下杂质在套管11中，价格便宜，适合工业运转。具体的，液体也可以是水，也可以是乙醇。

[0015] 优选的，可以用真空机抽取套管11内的空气，将套管11内的负压抽取为-1 -310 pa-10 pa之间的任意值，在真空的状态下，气体能以声音的速度迅速上升并通过套管
11上端的开口进行热量传递，能够最小化的减小热量的损失。

[0016] 本实施例中，衬管12与套管11相匹配，将衬管12置于套管11内主要是使液体和气体分离开。优选的，该衬管12为厚度为0.7毫米的不锈钢板，且设置在套管11内，且与套管11之间设置的间隙为3毫米。具体的，衬管环距套管11内侧间距3毫米。

[0017] 优选的，本发明实施例提供的一种地热能源装置，如图1所示，还包括换热器15以及回流管道14；热换器上设置有第一进口31和第一出口32；第一进口31通过出气管道13与出气口连通；套管11上还设置有回流口，第一出口32通过回流管道14与回流口连通，用于将冷凝的液体输送到套管11内。

[0018] 由于本发明实施例优选的加入套管11内的介质为蒸馏水，故本实施例中的换热器15优选为板式换热器15。该板式换热器15是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器15，其中的各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。具体的，该板式换热器15通过第一进口31与套管11上端的出气口通过出气管道13连通，是为了被蒸发的蒸馏水的气体进入到该板式换热器15中，将板式换热器15中的液体加热，然后冷却后的液体通过该板式换热器15的第一出口32流出，并通过套管11侧面的回流口回流到套管11中，从而实现了液体的循环利用。与现有技术中，首先用水泵抽取地下水，当地下水抽取到地面以后，利用一些加热和/或加压的设备对地下水进行相应的加热和/或加压处理，然后用水泵将经过加热和/或加压的地下水输送给暖气，以能供人们取暖的方法，导致投入成本巨大的方案相比，大大节省了成本，并且不取地下水，保护了地层原貌，同时也不会对空气产生污染，能够为改变霾天气做出直接贡献。

[0019] 其中，换热器15也可以使用管式换热器15、空气换热器15，用户可以根据用户的需要进行选择，需要说明的是，本发明并不限定这三种换热器15。

[0020] 具体的，换热器第一出口32通过回流管道14与回流口连通，通过套管11与衬管12之间的间隙，利用重力原理使冷凝的液体回流到套管11底部，利用地热能再次加热升腾，周而复始，循环利用液体介质，从而有效的利用了地热能，并且整套装置流程均处在真空状态中自动运转，无需用外力。

[0021] 优选的，本发明实施例提供的一种地热能源装置，如图1所示，还包括供暖终端16；供暖终端16上设置有进水口35和出水口36，换热器15上设置有第二进口34和第二出口33；进水口35与第二出口33通过第一管道21连通，用于将热水输送给供暖终端16。
出水口36与第二进口34通过第二管道22连通，用于将冷凝水输送到换热器15中，以实现为用户供暖。具体的，供暖终端16可以为暖气片，具体的，建筑人员根据所供热楼层的高度建加压站，对被加热后的热水进行加压处理，来给用户供暖。

[0022] 利用本发明提供的地热能源装置，不仅可以给用户供暖，还可以用来给农业大棚升温，给养殖热带鱼的池塘加温等。

[0023] 优选的，该装置还包括供水口；套管11上设置有供水口，用于向套管11内注入液体。

[0024] 优选的，供水口设置在出气管道13，且位于套管11的上端的垂直上方，用于向套管11内注入液体介质。具体的，供水口也可以与套管11直接连通，方便工作人员向套管11内加入液体。

[0025] 优选的，如图1所示，该地热能源装置还包括介质加注计量器17；介质加注计量器17与供水口连通，用于测量供应液体的容量，使注入套管11内的液体的容量为标准值。

[0026] 具体的，介质加注计量器17上设置有针孔阀171，为了控制液体介质从在介质加注计量器17中的流速，同时也能够保证套管11内的负压设定值，避免空气进入。介质加注计量器17置于人方便向套管11加入液体介质的位置，打开针孔阀171，通过介质加注计量器17向套管11中加入液体介质，当加入的液体到达标准值（该标准值为人为设定）时，关闭针孔阀171。具体的，介质加注计量器17可以为漏斗。

[0027] 优选的，如图1所示，该地热能源装置还包括负压表24；负压表24固定在出气管道13上；和/或，负压表24固定在回流管道14上，用于测量出气管道13和回流管道14内的负压值，以便检测该地热能源装置是否正常工作。需要说明的是，负压表24是为了测量负压值，以便检测该地热能源装置是否正常工作，其可以放置在任意的位置，本发明对此不做限定。

[0028] 优选的，如图1所示，该地热能源装置还包括温度表23；出气管道13上和回流管道14上均设置有温度表23，用于测量换热前与换热后的温度值，以便掌握供热效果。安装温度表23也是为了对各个工作状态下的温度的测量，以监控该装置是否正常运行。

[0029] 优选的，该地热能源装置还包括安装座；安装座设置在出气管道13与回流管道14上，负压表24以及温度表23通过该安装座安装在出气管道13与回流管道14上。

[0030] 优选的，如图1所示，衬管12底部侧周面设置有通孔18，衬管12通过通孔18与套管11连通。具体的，衬管12的底端也可以悬浮与套管11的底端上，衬管12通过其底端的通孔18与套管11连通。

[0031] 优选的，如图1所示，该装置还包括抽真空阀门19，抽真空阀门19安装在回流管道14上，与回流管道14连通，用于对所述地热能源装置排气抽真空。

[0032] 需要说明的是，本发明为一种全新的利用地热能的工艺与装置。其特点为：不采取地下水，不耗费电能，能够自动循环利用地热能。

[0033] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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