用于地岩吸热的锥形换热套管结构的制作方法

本实用新型涉及中深层井水热与地岩热利用设备技术领域，特别涉及一种用于地岩吸热的锥形换热套管结构。

背景技术：

增强型地热系统，又称干热岩，是一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。这种岩体的成分可以变化很大，绝大部分为中生代以来的中酸性侵人岩，但也可以是中新生代的变质岩，甚至是厚度巨大的块状沉积岩。地温梯度又称“地热梯度”或者“地热增温率”，指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率，表示地球内部温度不均匀分布程度的参数。不同地温梯度值不同，一般埋深越深处的温度值越高。随着国民经济的不断提高，对能源的消耗量也越来越大，伴随着传统能源利用不充分而带来的污染也越来越严重，例如煤炭燃烧产生的煤渣和烟气等会造成环境污染，且传统空气源热泵、水源热泵等热泵取暖或制热水，受季节温度、天气变化等因素限制大，导致采暖效率低下，不能满足客户四季不间断使用。因此，为了减少环境污染，研究和开采新能源已成为可持续发展的一项重要目标。在新能源中，地球内部的地热能由于具有储量大，无污染等特点，也越来越多地被人们开采和利用。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种用于地岩吸热的锥形换热套管结构，结构简单、使用方便，不受季节、天气等因素限制，采暖效率高，适用性强，节能减排。

按照本实用新型所提供的设计方案，一种用于地岩吸热的锥形换热套管结构，包含设于深层井内的换热套管组件，所述的换热套管组件与供暖系统的热交换器连接，所述的换热套管组件包含外管体、内管体及设于内管体两端部的进口和出口，所述的外管体和内管体均采用锥形结构，所述的外管体与深层井内壁贴合设置，所述的内管体为管体内径大小由出口至进口过渡的变径管体，内管体的出口内径小于内管体的进口内径；通过内管体将外管体内腔分隔为低温进水腔和高温出水腔，高温出水腔设于内管体内腔中，热交换器的冷水出口与低温进水腔连接，热交换器的热水进口与高温出水腔连接。

上述的，所述的外管体内径大于内管体外径；外管体为内径大小从上至下过渡渐变的变径管体，上部内径小于下部内径。

上述的，所述的外管体内壁设置有螺纹突起。

优选的，所述的螺纹突起与外管体为一体结构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，设计新颖、合理，通过变径的换热套管组件放置在深层井内部，吸收温度稳定、热量充足的大地岩热，然后运用逆卡诺循环原理，将能量由低温处传送到高温处；使套管内低温水存留时间较长，充分与高温地岩进行换热，采暖效率高；可不受环境、温度等条件限制，且工作性能稳定、可靠，可大范围推广使用。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图之一；

图2为本实用新型的使用原理图；

图3为本实用新型的结构示意图之二；

图4为图3所示的外管体的结构示意图。

具体实施方式：

图中标号，标号11代表深层井，标号12代表换热套管组件，标号13代表热交换器，标号14代表压缩机，标号16代表储液罐，标号17代表用户取暖设备，标号18代表四通阀，标号1代表内管体，标号2代表外管体，标号3代表螺纹突起，标号101代表低温进水腔，标号102代表高温出水腔。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例，参见图1所示，提供一种用于地岩吸热的锥形换热套管结构，包含设于深层井内的换热套管组件，所述的换热套管组件与供暖系统的热交换器连接，所述的换热套管组件包含外管体、内管体及设于内管体两端部的进口和出口，所述的外管体和内管体均采用锥形结构，所述的外管体与深层井内壁贴合设置，所述的内管体为管体内径大小由出口至进口过渡的变径管体，内管体的出口内径小于内管体的进口内径；通过内管体将外管体内腔分隔为低温进水腔和高温出水腔，高温出水腔设于内管体内腔中，热交换器的冷水出口与低温进水腔连接，热交换器的热水进口与高温出水腔连接。参见图2所示，垂直大地表面方向，随着深度的加大，地岩内部温度会升高，热量更集中；套管换热器共两层，外层的水自上而下流动与地岩换热，当水到套管底部时温度升高，然后由套管内层自下向上流动，携带热量到热泵机组换热；结合逆卡诺循环原理，取自深层大地岩的热量传给热泵机组制冷剂，制冷剂再将热量传递到用户处取暖或制热水，不受地区自然环境、季节温度变化等限制，锥形换热套管，放置在深层井内部，吸收温度稳定、热量充足的大地岩热，采暖效率高，可大范围推广使用。

上述的，所述的外管体内径大于内管体外径；外管体为内径大小从上至下过渡渐变的变径管体，上部内径小于下部内径。外管体和内管体的锥形结构，上部截面小，下部截面大，可使换热套管组件下部存留量较多，存留时间较长，使水充分的与高温地岩换热；同时内层上部截面积小，会使水流动速度加大，可减少水在管内流动时间，从而减少水热量散失。

上述的，参见图图3和4所示，所述的外管体内壁设置有螺纹突起；外管体内壁采用螺纹结构，能够增大传热面积，使管内水更好的吸收岩层热量，进一步提高采暖效率。

优选的，所述的螺纹突起与外管体为一体结构，结构简单，容易制作，有效降低施工作业时间，提高效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。