一种地热井下换热器的制作方法

本实用新型属于地热开发和利用技术领域，尤其涉及一种地热井下换热器。

背景技术：

地热能是一种绿色、洁净、可再生的清洁能源、具有分布广、储量大等优点。浅层地热能是指蕴藏在地表以下一般小于200米的深度范围内岩土体、地下水和地表水中的热能，是由地球内部能量传导和太阳辐射共同作用而产生，但主要受太阳辐射影响，且温度随季节变化很小，温度多年几乎无变化，一般低于25℃，为低品质热能，浅层地热能一般是通过热泵技术进行开采利用，即利用高位能，如电能等使热量从低位热源流向高位热源的节能装置，地源热泵正是利用了浅层地热能作为冷热源进行热量提取与释放。

国内目前中深层地热能的开发为两种模式，一是开采抽取地下热水模式，即从数十米至数千米深的地下将热水抽出，再经过地面设置的换热系统将热能提取，该模式对地下水消耗过大，热水在抽取到地面的过程中消耗热能多，资源利用率低，且回灌困难等问题对环境造成很大影响，现已不提倡；二是无干扰地热模式，该模式就是取热不取水，通过钻井向地下深部热储层钻孔，然后在孔中放置换热器，通过介质在换热器内循环吸热，将地层的热量带上地面利用，但其为单组换热器，由于地下水自然流速缓慢，影响其吸热效率。

技术实现要素：

针对上述背景技术的阐述，本实用新型提供一种地热井下换热器，在无干扰地热利用模式中使用，通过不抽取地下水的闭式循环换热方式，实现介质充分与高温地层进行换热。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种地热井下换热器，包括底部集水仓、冷水集水仓、外围毛细管、中心管，所述底部集水仓顶部与冷水集水仓底部通过外围毛细管连通，中心管贯通穿过冷水集水仓，连接至底部集水仓内，所述冷水集水仓设置进水管。

上述技术方案中，所述外围毛细管的横截面积小于中心管的横截面积。

上述技术方案中，所述外围毛细管数量至少在三根。

上述技术方案中，所述外围毛细管的横截面积之和大于中心管的横截面积。

上述技术方案中，所述外围毛细管在于底部集水仓和冷水集水仓的接口部位设置密封胶垫。

上述技术方案中，所述底部集水仓、冷水集水仓横截面分别为圆形。

上述技术方案中，所述进水管设置在冷水集水仓顶部。

上述技术方案中，所述中心管位于底部集水仓和冷水集水仓中心位置。

上述技术方案中，所述中心管内、外壁的表面分别涂设隔热保温涂层。

上述技术方案中，所述外围毛细管以中心管为圆心，形成环形排列。

上述技术方案中，所述外围毛细管均匀设置在中心管周围。

上述技术方案中，所述外围毛细管外径220mm，厚度3mm。

上述技术方案中，所述中心管外径480mm，厚度4mm。

本实用新型具本实用新型专利设计简单合理，介质通过毛细管换热，增大了换热面积延长了换热时间，是介质充分与高温地层进行换热，采暖效率高，工作性能稳定、可靠，可大范围推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型专利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专利的一些实施例，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为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型结构截面图。

其中，底部集水仓1、顶板11、冷水集水仓2、底板21、外围毛细管3、中心管4、进水管5。

具体实施方式

下面将结合本实用新型专利的附图，对本实用新型专利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专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型专利中的实施例，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，都属于本实用新型专利保护的范围。

根据图1所示，作为实施例所示的一种地热井下换热器，包括底部集水仓、冷水集水仓、外围毛细管、中心管，冷水集水仓设置进水管。

底部集水仓、冷水集水仓横截面分别为圆形，在底部集水仓和冷水集水仓的圆心中心位置设置中心管，中心管外径480mm，厚度4mm，中心管贯通穿过冷水集水仓顶部和底部，穿过底部集水仓的顶板，连接至底部集水仓内。

底部集水仓顶部的顶板上设置开口，冷水集水仓底部的底板上设置开口，开口的数量根据外围毛细管的数量确定，实施例中，设置12根外径为220mm，厚度3mm的外围毛细管，外围毛细管将底部集水仓顶部的顶板上设置的开口与冷水集水仓底部的底板上设置的开口连通，外围毛细管在于底部集水仓和冷水集水仓的接口部位设置密封胶垫，保证换热器的密封性。

外围毛细管以中心管为圆心，均匀围绕中心管形成环形排列。

本实用新型的外围毛细管直径小于中心管，但外围毛细管的横截面积之和大于中心管的横截面积，在系统流量一定的条件下，介质在毛细管中的流速较低，存留时间较长，大限度吸收地层的热量，另一方面，介质在毛细管中流动，其换热面积也变大，两方面原因促使介质充分吸热；随后介质进入中心管往上返，此时流速增大，再加上中心管的隔热保温涂层，可以有效减少热损失。

本实用新型在工作时，介质通过进水管进入冷水集合仓，经过外围毛细管向下流动，最后汇入底部集水仓，在介质向下流动过程中，充分吸收地热储层的热量，经过中心管迅速将热介质带上地面加以利用。

本换热器不受地区自然环境、季节温度变化等限制，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。

以上所述，仅为本实用新型专利的具体实施方式，但本实用新型专利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专利揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。