一种地热循环热量交换组件的制作方法

[0001]
本发明属于能源设备技术领域，具体涉及一种地热循环热量交换组件。


背景技术：

[0002]
地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。还有一小部分能量来自太阳，大约占总的地热能的5％，表面地热能大部分来自太阳。地热能是一种新的洁净能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。
[0003]
地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。其储量比人们所利用能量的总量多很多，大部分集中分布在构造板块边缘一带。地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。地热水中的水，按常规发电方法是不能直接送入汽轮机去做功的，必须以蒸汽状态输入汽轮机做功。对温度低于100℃的非饱和态地下热水发电，有两种方法：一是减压扩容法，另一种是利用低沸点物质。
[0004]
现有的地热循环热量交换组件，换热效率低，不利于提升热能的换热效率，为此我们提出一种地热循环热量交换组件。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种地热循环热量交换组件，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地热循环热量交换组件，包括换热单元、能量承载单元、水汽压安全单元、载体净化单元和能量限流单元所述水汽压安全单元为对称设置；
[0007]
所述换热单元包括换热输入管、换热输出管和换热箱，所述换热输入管和换热输出管的一端分别连接有三通连接管，所述三通连接管的一端连接有外环换热管、中环换热管和内环换热管；
[0008]
所述换热输入管的表面贯穿安装有第一止逆阀和输入流量表，所述换热输入管的顶部连接有输入接头，所述输入接头的内壁设置有连接螺纹；
[0009]
所述能量承载单元包括第一能量承载通道、第二能量承载通道和提升泵，所述第一能量承载通道和第二能量承载通道的一端分别贯穿连接于换热箱的两个相对侧面，所述提升泵的输入端与外部电源电性连接；
[0010]
所述水汽压安全单元包含泄压喷管、缓冲散热管和密封连接管，所述泄压喷管的底部与缓冲散热管的顶部固定连接，所述密封连接管的底部贯穿于换热箱的内部；
[0011]
所述载体净化单元包含一级净化筒、二级净化筒和缓冲箱，所述二级净化筒的内
直径为一级净化筒内直径的两倍；
[0012]
所述一级净化筒的内壁安装有卡圈，所述卡圈的内部卡接有净化网，所述净化网的表面开设有多个净化筛孔，所述卡圈分别设置于一级净化筒的内顶部和内底部，且每个卡圈的内部分别固定与一个净化网固定连接；
[0013]
所述二级净化筒的内部固定安装有过滤筛斗，所述过滤筛斗呈中空锥形状设置，所述过滤筛斗的表面开设有清洗孔，所述清洗孔呈圆锥放射状排列并成对设置；
[0014]
所述能量限流单元包含内板、外板和穿通杆，所述内板和外板关于穿通杆的中心面对称设置，所述穿通杆为圆柱管状设置。
[0015]
进一步的，所述换热输出管的表面贯穿安装有第二止逆阀，所述换热输出管的顶部固定连接有输出接头。
[0016]
进一步的，所述换热箱的表面固定卡接安装有固定支架，所述固定支架为框架式结构，所述固定支架的侧面设置有三角加强筋，且三角加强筋关于固定支架的侧面中心呈圆周阵列状设置。
[0017]
进一步的，所述第一能量承载通道的底部通过提升泵连接有中心管，所述中心管的表面安装有流体监测表，所述流体监测表的底部通过八角固定板连接有多头连接管。
[0018]
进一步的，所述多头连接管的表面贯穿连接有载入直管，所述多头连接管的三个固定端分别与一个载入直管固定连接，且每个载入直管的表面分别安装有流量开关，所述载入直管的一端连接有六角固定头。
[0019]
进一步的，所述缓冲散热管的表面贯穿安装有散热片，所述散热片呈放射状设置并设置有多块，所述密封连接管的表面安装有泄压阀，所述泄压阀为单向阀门。
[0020]
进一步的，所述缓冲箱的底部固定安装有支撑底板，所述缓冲箱的内部贯穿连接有排出管，所述排出管关于缓冲箱的中心线阵列排布并设置有三个，且相邻排出管的中心线互成九十度角。
[0021]
进一步的，所述一级净化筒的顶部安装有支撑连接顶腔，所述支撑连接顶腔的顶部贯穿安装有短管，所述支撑连接顶腔通过短管连接有水泵，所述水泵的顶部贯穿安装有弯管，所述弯管的一端与第二能量承载通道的顶部固定连接。
[0022]
进一步的，所述内板的表面开设有圆槽，所述内板的横截面呈工字型，所述外板的侧面轮廓与内板的侧面轮廓相似。
[0023]
进一步的，所述穿通杆的表面通过螺母固定连接有第一限流板和第二限流板，所述第一限流板的表面贯穿开设有月牙凹陷和水流孔，所述穿通杆的表面固定安装有稳定架。
[0024]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0025]
1.本发明通过设置外环换热管的内部依次与中环换热管以及内环换热管贯穿连接，从而通过三个内径不同的换热管对其内部介质进行承载，通过设置螺旋状的换热管，可通过螺旋之间的空隙供载热介质流通，从而提升了换热的充分性，较传统单管式换热管提升了载热介质能量的利用率。
[0026]
2.本发明通过设置对称的第一限流板配合第二限流板，从而可在换热箱的内部形成三段式热能限流结构，一方面有利于增加热能载体在换热箱内部的停留时间，另一方面，有利于换热箱内部充分换热，其中第一限流板的表面通过开设多个等间距的月牙凹陷，可
为热能载体介质提供流通空间，通过设置限流板，热能可在限流板附近集中换热，避免了热能介质热量的快速散失，从而提升换热效率。
[0027]
3.本发明通过设置一级净化筒和二级净化筒，通过一级净化筒内部对称的双层净化网，可对换热后的流体介质进行大颗粒杂质过滤，从而减少载热介质换热后杂质的含量，以便实现载热介质的循环使用，通过二级净化筒的内部固定安装过滤筛斗，可通过锥形状的过滤筛斗实现精细过滤，降低载热介质流体中的杂质含量，通过设置缓冲箱，可通过缓冲箱对过滤后的介质进行暂存，方便了介质的回收使用，节省资源。
附图说明
[0028]
图1为本发明的结构示意图；
[0029]
图2为本发明图1中a的放大图；
[0030]
图3为本发明的净化筒连接结构图；
[0031]
图4为本发明的底部视角结构图；
[0032]
图5为本发明的正视图；
[0033]
图6为本发明的换热管连接结构图；
[0034]
图7为本发明的外环换热管连接结构图；
[0035]
图8为本发明的三通连接管连接结构图；
[0036]
图9为本发明的穿通杆连接结构图；
[0037]
图10为本发明图9中b的放大图；
[0038]
图11为本发明的支撑连接顶腔连接结构图；
[0039]
图12为本发明的净化筒剖视图；
[0040]
图13为本发明的换热管连接侧视图。
[0041]
图中：1、换热单元；11、换热输入管；110、外环换热管；111、中环换热管；112、内环换热管；113、第一止逆阀；114、输入流量表；115、输入接头；12、换热输出管；121、第二止逆阀；122、输出接头；13、三通连接管；131、固定支架；132、三角加强筋；14、换热箱；2、能量承载单元；21、第一能量承载通道；211、中心管；212、流体监测表；213、多头连接管；214、载入直管；215、流量开关；216、六角固定头；22、第二能量承载通道；23、提升泵；3、水汽压安全单元；301、散热片；302、泄压阀；31、泄压喷管；32、缓冲散热管；33、密封连接管；4、载体净化单元；41、一级净化筒；401、卡圈；402、净化网；403、过滤筛斗；404、清洗孔；405、支撑底板；406、排出管；407、支撑连接顶腔；408、短管；409、水泵；410、弯管；42、二级净化筒；43、缓冲箱；5、能量限流单元；501、圆槽；502、第一限流板；503、第二限流板；504、月牙凹陷；505、水流孔；506、稳定架；51、内板；52、外板；53、穿通杆。
具体实施方式
[0042]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
请参阅图1，一种地热循环热量交换组件技术方案：包括换热单元1、能量承载单元
2、水汽压安全单元3、载体净化单元4和能量限流单元5水汽压安全单元3为对称设置，通过设置换热单元1可通过载热介质对换热管内部的冷介质进行换热，通过设置水汽压安全单元3，可通过水汽压安全单元3对换热箱内部的高气压进行泄压处理，从而提升装置使用过程中的安全性，通过设置载体净化单元4，可对换热后的介质进行除杂过滤。
[0044]
换热单元1包括换热输入管11、换热输出管12和换热箱14，换热输入管11和换热输出管12的一端分别连接有三通连接管13，三通连接管13的一端连接有外环换热管110、中环换热管111和内环换热管112，换热输入管11的表面贯穿安装有第一止逆阀113和输入流量表114，换热输入管11的顶部连接有输入接头115，输入接头115的内壁设置有连接螺纹。
[0045]
能量承载单元2包括第一能量承载通道21、第二能量承载通道22和提升泵23，第一能量承载通道21和第二能量承载通道22的一端分别贯穿连接于换热箱14的两个相对侧面，提升泵23的输入端与外部电源电性连接。
[0046]
水汽压安全单元3包含泄压喷管31、缓冲散热管32和密封连接管33，泄压喷管31的底部与缓冲散热管32的顶部固定连接，密封连接管33的底部贯穿于换热箱14的内部。
[0047]
载体净化单元4包含一级净化筒41、二级净化筒42和缓冲箱43，二级净化筒42的内直径为一级净化筒41内直径的两倍，一级净化筒41的内壁安装有卡圈401，卡圈401的内部卡接有净化网402，净化网402的表面开设有多个净化筛孔，卡圈401分别设置于一级净化筒41的内顶部和内底部，且每个卡圈401的内部分别固定与一个净化网402固定连接，二级净化筒42的内部固定安装有过滤筛斗403，过滤筛斗403呈中空锥形状设置，过滤筛斗403的表面开设有清洗孔404，清洗孔404呈圆锥放射状排列并成对设置。
[0048]
能量限流单元5包含内板51、外板52和穿通杆53，内板51和外板52关于穿通杆53的中心面对称设置，穿通杆53为圆柱管状设置。
[0049]
优选的，通过换热输入管11和换热输出管12的一端分别连接与三通连接管13互相连接，从而可通过三通连接管13分别与外环换热管110、中环换热管111和内环换热管112互相连接，从而可通过换热输入管11同时为三个换热管同时通入待换热介质，如工业常用冷水，方便了换热装置的使用，同时增加了换热量。
[0050]
本实施例中，如图2所示，第一能量承载通道21的底部通过提升泵23连接有中心管211，中心管211的表面安装有流体监测表212，流体监测表212的底部通过八角固定板连接有多头连接管213。
[0051]
优选的，通过设置多头连接管213的顶部与中心管211互相连接，同时，多头连接管213的底部通过多个连接接口分别与三个载入直管214固定连接，通过多个载入直管214的连接作用，可通过不同接头为中心管211提供载热介质，极大地提升了载热介质(如工业常用冷水等)通入的便捷性。
[0052]
本实施例中，如图3和图4所示，一级净化筒41的顶部安装有支撑连接顶腔407，支撑连接顶腔407的顶部贯穿安装有短管408，支撑连接顶腔407通过短管408连接有水泵409，水泵409的顶部贯穿安装有弯管410，弯管410的一端与第二能量承载通道22的顶部固定连接。
[0053]
优选的，通过一级净化筒41内部对称的双层净化网402，可对换热后的流体介质进行大颗粒杂质过滤，从而减少载热介质换热后杂质的含量，以便实现载热介质的循环使用，通过二级净化筒42的内部固定安装过滤筛斗403，可通过锥形状的过滤筛斗403实现精细过
滤，降低载热介质流体中的杂质含量，通过设置缓冲箱43，可通过缓冲箱43对过滤后的介质进行暂存。
[0054]
本实施例中，如图6，内板51的表面开设有圆槽501，内板51的横截面呈工字型，外板52的侧面轮廓与内板51的侧面轮廓相似。
[0055]
优选的，通过设置内板51的表面开设有圆槽501，且圆槽501为圆环状设置，通过设置圆环状的圆槽501可与换热箱14的内壁凸起部图中未画出适配卡接，从而提升换热箱14内部的密封性，通过设置外板52的侧面轮廓与内板51的侧面轮廓相似，方便了换热箱14的封装，同时有利于避免换热箱14内部热量的散失，提升换热效率。
[0056]
本实施例中，如图9和图10所示，穿通杆53的表面通过螺母固定连接有第一限流板502和第二限流板503，第一限流板502的表面贯穿开设有月牙凹陷504和水流孔505，穿通杆53的表面固定安装有稳定架506。
[0057]
优选的，通过设置对称的第一限流板502配合第二限流板503，可在换热箱14的内部形成三段式热能限流结构，通过第一限流板502与第二限流板503对热能的限流，有利于增加热能载体在换热箱14内部的停留时间，另一方面，有利于换热箱14内部充分换热，其中第一限流板502的表面通过开设多个等间距的月牙凹陷504，可为热能载体介质提供流通空间，通过设置限流板，热能可在限流板附近集中换热。
[0058]
本发明的具体使用步骤如下：
[0059]
启动装置的电气控制系统，各个电气元件初始化，并根据预设的控制程序分别同步地执行以下过程：
[0060]
1、待换热介质的导入：
[0061]
1.1打开第一止逆阀113，关闭第二止逆阀121，将换热介质导入至换热输入管11的内部，通过三通连接管13通入至外环换热管110、中环换热管111和内环换热管112的内部；
[0062]
1.2观察输入流量表114的流量示数，当流量达到外环换热管110、中环换热管111和内环换热管112的内部所能容纳流体体积的最大值时，关闭第一止逆阀113，并停止待换热介质的导入；
[0063]
2、载热介质的导入：
[0064]
2.1将装有载热流体介质的导管，通过六角固定头216通入至载入直管214的内部
[0065]
2.2通过提升泵23的输入端与外部电源电性连接，启动提升泵23，通过打开载入直管214表面的流量开关，可将载热流体介质通过中心管211配合提升泵23通入至第一能量承载通道21，并由第一能量承载通道21通入至换热箱14的内部；
[0066]
3、载热介质的过滤：
[0067]
3.1通过水泵409的输入端与外部电源电性连接，启动水泵409，打开第二止逆阀121，将换热后的载热介质通过换热输出管12以及弯管410通入至支撑连接顶腔407的内部，在重力作用下，换热后的载热介质通过落入一级净化筒41的内部，并通过双层净化网402将载热介质，可对换热后的流体介质进行大颗粒杂质过滤，减少载热介质换热后杂质的含量，实现载热介质的循环使用，通过二级净化筒42的内部固定安装过滤筛斗403，通过锥形状的过滤筛斗403实现精细过滤，降低载热介质流体中的杂质含量，通过设置缓冲箱43，可通过缓冲箱43对过滤后的介质进行暂存。
[0068]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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