本实用新型涉及地热利用技术领域，尤其是涉及利用中深层地热能的一种水平弯管式U型埋管换热系统。
背景技术：
地热能来源于地球外部和地球内部，由于地核的作用，地球内部是主要的热能来源，地球的岩土向下越深温度越高，地热能是清洁环保的可再生能源之一，资源储量大、分布广。目前，地热能利用主要采用浅层地埋管热泵技术，浅层埋管埋深一般在100米至150米之间，由于埋管换热用地面积较大，经常会受到限制，因此出现了采用中深层地埋管地热能利用技术，其埋管型方式为：即U型管式深埋管和套管式深埋管，埋管深度为2000米到2500米。U型管式主要由放置在岩土层的竖管埋管换热器和深层水平直管式换热器组成，循环水从竖管埋管换热器的进水管进入，由竖管埋管换热器的出水管流出，循环水在管中流动时吸收岩土的热量，从埋管出水口进入地面热泵机组放热再由埋管进口回到地埋管换热器，埋管中的循环水如此进行闭式循环；套管式主要由套管内管、套管外管组成的直管套管、直管套管放入钻井中，埋管中的水由内管与外管间的环形断面流入，向下流动吸收周围岩土的热，到套管的下端，反向进入内管，由内管导出到地面热泵机组，降温后返回埋管，埋管中的水如此闭式循环。由于地壳向下形成正温度梯度，换热埋管越深越有利于取热，对于U型埋管换热器，最深层的水平管最有利于换热，但在实际工程中，往往两竖管的水平距离有限，这样就限制了水平管的长度；对于管套管式埋管换热器，由于岩土深层区的换热管面积是不可调的，因此不能充分利用岩土深层的高温区热能，埋管换热受限，因此现有技术对深层高温岩土的热利用较低，施工性价比过低，施工成本很大一部分用在了岩土温度较低的竖直钻孔上，该技术的推广使用效果较差。
技术实现要素：
针对上述背景技术所阐述的问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供对深层地热能利用具有高换热能力的一种水平弯管式U型埋管换热系统。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种水平弯管式U型埋管换热系统，包括竖直埋管换热器、至少两组水平弯管式换热器，水平弯管式换热器两端分别连接一根竖直埋管换热器，进水管、出水管与竖直埋管换热器连接，出水管设置保温层，所述出水管连接水泵，水泵通过管路接入热泵机组，热泵机组通过管路连接进水管，热泵机组与末端设备进行换热。
上述技术方案中，所述竖直埋管换热器的两端位置，分别设置保温段，保温段为在竖直埋管换热器外部包裹保温层。
上述技术方案中，所述保温层材质为防火石棉。
上述技术方案中，所述竖直埋管换热器深度为2000～2500米。
上述技术方案中，所述水平弯管式换热器由两根分别连接在弯管端部的直管组成。
上述技术方案中，所述水平弯管式换热器的弯管部位为半圆，半圆的直径为300米。
上述技术方案中，所述水平弯管式换热器任意相邻两组之间水平间距为250～350米。
上述技术方案中，所述竖直埋管换热器的换热管外径为100～200 毫米。
本实用新型可以用于建筑供暖、相关工业生产等诸多行业，优点在于：
1、本实用新型相对现有技术的埋管换热量增加明显，通过对本实用新型的增强换热性能进行了对比分析，当竖直深埋管埋深为2500米时，当深层水平埋管换热器为水平弯管时，竖直埋管换热器之间的间距可以设计多个深层水平弯管，与现有技术相比，本实用新型的换热量提升了37.66％；对比其深层水平埋管的换热量相对提升了89.23％。
本实用新型根据热负荷以及实际用地面积大小确定竖直埋管换热器的埋深，确定水平弯管式换热器的弯管换热器个数，增加了深层区域的埋管换热面积，增大深层高温区岩土中弯管换热器的比例，具有节省用地面积，提高施工性价比的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实用新型的结构示意图。
其中：进水管1；水平弯管式换热器2；竖直埋管换热器3；保温段4；出水管5；水泵6；热泵机组7；末端设备8；岩土9；固井水泥 10；弯管11；直管12。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
根据图1所示，作为实施例所示的一种水平弯管式U型埋管换热系统，包括竖直埋管换热器、三组相互串联的水平弯管式换热器，串联后的位于两个边位的水平弯管式换热器的端口分别连接进水管、出水管、出水管连接水泵，水泵通过管路接入热泵机组，热泵机组通过管路连接进水管，热泵机组与末端设备进行换热。
竖直埋管换热器的换热管外径为100～200毫米，竖直埋管换热器的两端位置，分别设置保温段，保温段在竖直埋管换热器外部包裹保温层，保温层材质为：防火石棉。
水平弯管式换热器由两根分别连接在弯管端部的直管组成，水平弯管式换热器的弯管部位为半圆，半圆的直径为250～300米，任意相邻两组的水平弯管式换热器之间水平间距S为250～350米，多组管式换热器的水平间距S为300～300×n米(n为大于1的奇数，n为组数)。
本实用新型考虑热负荷和实际用地面积灵活确定竖直埋管换热器的竖直埋管深度和水平弯管式换热器的弯管换热器个数。
实施例中，竖直埋管换热器深度H为2000～2500米，水平弯管式换热器的弯管部位为半圆，半圆的之间为300米，设置3组的水平弯管式换热器的水平间距S为300×3米。
竖直埋管换热器的埋深、管径、间距以及水平弯管式换热器的埋深、管径、水平弯管式换热器的弯管换热器个数n，在考虑热负荷和实际用地面积灵活确定竖直埋管换热器的竖直埋管深度和水平弯管式换热器的弯管换热器个数。
本实用新型安装时，通过定向的钻井技术引导钻井设备在岩土的深层钻出水平弯曲钻孔，且水平弯曲钻孔分别与两个竖直钻孔连通，钻井的过程中及时下放竖直埋管换热器，并进行相应的固井措施，其中下放的水平弯管式换热器为具有足够承压能力的钢管，考虑现有技术措施，单个深层水平弯管换热器的弯管曲率半径不宜小于150米，岩土内布置水平弯管式换热器和竖直埋管换热器，埋管换热器充满循环水，循环水用来与岩土换热，循环水通过出水管和水泵到达热泵机组，出水管设有保温段，热泵机组与末端设备相连，热泵机组通过进水管连至埋管换热器。
本实用新型在运行时，水平弯管式换热器和竖直埋管换热器充满与岩土换热的循环水，经岩土加热升温的循环水通过出水管和循环水泵到达热泵机组，经过热泵机组与末端设备循环水换热后温度降低的循环水再次通过进水管进入水平弯管式换热器和竖直埋管换热器，如此循环往复实现不断的提取地热能，这些热能通过热泵机组向末端设备输出。
为验证本实用新型的技术优势，以竖直深埋管埋深为2500米进行试验，采用深层水平直管式U型埋管换热系统与现有技术相比，试验数据为：
通过对比分析，当竖直深埋管埋深为2500米时，当深层水平埋管换热器为水平弯管时，与现有技术相比，本实用新型的换热量提升了 37.66％。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。