一種深度利用地熱水的供熱系統的製作方法
2023-07-10 17:19:01 1
本發明涉及一種供熱系統，特別涉及一種深度利用地熱水的供熱系統。
背景技術：
地熱資源是一種清潔可再生能源，採用地熱資源供熱是清潔環保的供熱方式和節能減排的好措施；目前利用地熱水供暖的方式，從地下抽上的地熱水利用常規換熱器將高溫地熱水的熱量換給二次網用戶側，經換熱後的地熱水側溫度仍然較高，一般情況下仍高於二次網用戶的回水溫度，地熱水流回地下的溫度仍然很高，使地熱資源沒有得到充分的利用。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠實現地熱資源充分利用的供熱系統。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：一種深度利用地熱水的供熱系統，其特徵在於：它包括抽水井、回灌井、吸收式熱泵、一次網管路和二次網管路；所述吸收式熱泵包括發生器、第一冷凝器、吸收器和第一蒸發器；所述抽水井經所述一次網管路連接所述發生器、第一蒸發器和回灌井；二次網回水經所述二次網管路連接所述吸收器、第一冷凝器和供暖端。
它還包括水水板換熱器，所述抽水井經所述一次網管路連接發生器、水水板換熱器的一次水側、第一蒸發器和回灌井；二次網回水經所述二次網管路連接所述吸收器、第一冷凝器、水水板換熱器的二次水側和供暖端。
它還包括電動壓縮式熱泵，所述電動壓縮式熱泵包括第二蒸發器和第二冷凝器，所述抽水井經所述一次網管路連接發生器、水水板換熱器的一次水側、第一蒸發器、第二蒸發器和回灌井；二次網回水經所述二次網管路連接所述第二冷凝器、吸收器、第一冷凝器、水水板換熱器的二次水側和供暖端。
它還包括燃氣補燃裝置，所述水水板換熱器的二次水側通過所述燃氣補燃裝置與所述供暖端相連。
所述燃氣補燃裝置採用燃氣鍋爐。
在所述吸收式熱泵的所述發生器串聯補充發生器，所述補充發生器以燃氣、熱水或蒸汽作為熱源，將所述發生器和補充發生器作為一體，所述補充發生器的水側進口作為共有的水側進口，所述發生器的水側出口作為共有的水側出口。
所述二次網管路分為兩支路，二次網回水經一支路連接所述吸收式熱泵的吸收器、第一冷凝器和供暖端，二次網回水經另一支路經所述水水板換熱器的二次水側連接所述供暖端。
所述二次網管路分為第一支路、第二支路和第三支路，二次網回水經所述第一支路連接所述第二冷凝器和供暖端；二次網回水經所述第二支路連接所述吸收式熱泵的吸收器、第一冷凝器和供暖端；二次網回水經所述第三支路連接所述水水板換熱器的二次水側和供暖端。
所述電動壓縮式熱泵採用以燃氣、熱水或蒸汽作為驅動熱源的吸收式熱泵替代。
本發明採用以上技術方案，其具有如下優點：1、本發明的抽水井通過一次網管路連接吸收式熱泵的發生器、水水板換熱器一次水側、吸收式熱泵的蒸發器、電動壓縮式熱泵的蒸發器和回灌井，二次網回水通過二次網管路連接電動壓縮式熱泵的冷凝器、吸收式熱泵的吸收器、冷凝器、水水板換熱器二次水側以及供水端，能夠將抽水井內的地熱水的熱量梯級深度利用來加熱二次網回水，滿足城市供暖需求，實現地熱資源的充分利用。2、本發明的水水板換熱器二次水側可通過燃氣補燃裝置連接供暖端，能夠實現冬季供暖調峰的作用。3、本發明的電動壓縮式熱泵可換用以燃氣、熱水、蒸汽或其它形式熱源作為驅動熱源的吸收式熱泵，在換熱站的電力裝機容量小或者不具備使用電動壓縮式熱泵的條件時，仍能夠實現地熱資源的充分利用，提高整個供熱系統的通用性。4、本發明的吸收式熱泵的發生器串聯一補充發生器，將發生器和補充發生器視為一體，補充發生器的水側進口作為共有的水側進口，發生器的水側出口作為共有的水側出口，能夠進一步充分利用一次網管路的地熱水的熱量，對二次網管路進行調峰，實現地熱資源充分利用的同時實現供暖調峰。
附圖說明
圖1是本發明第一實施例的原理示意圖；
圖2是本發明第二實施例的原理示意圖；
圖3是本發明第三實施例的原理示意圖；
圖4是本發明第四實施例的原理示意圖；
圖5是本發明第五實施例的原理示意圖；
圖6是本發明第六實施例的原理示意圖；
圖7是本發明第七實施例的原理示意圖；
圖8是本發明第八實施例的原理示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
在圖1～圖8中，各管路上的箭頭方向表示該管路內的流體的流動方向。
第一實施例
如圖1所示，本發明提供了一種深利用地熱水的供熱系統，它包括抽水井1、回灌井2、吸收式熱泵3、電動壓縮式熱泵4、水水板換熱器5和一次網管路6和二次網管路7；其中，吸收式熱泵3、電動壓縮式熱泵4和水水板換熱器5作為整體稱為換熱站，吸收式熱泵3包括發生器31、冷凝器32、吸收器33和蒸發器34，電動壓縮式熱泵4包括蒸發器41和冷凝器42，一次網管路6包括一次網供水管61和一次網回水管62，二次網管路7包括二次網回水管71和二次網供水管72；
抽水井1經一次網供水管61與吸收式熱泵3的發生器31進口相連；吸收式熱泵3的發生器31出口與水水板換熱器5的一次水側進口相連，水水板換熱器5的一次水側出口與吸收式熱泵3的蒸發器34水側進口相連；吸收式熱泵3的蒸發器34水側出口與電動壓縮式熱泵4的蒸發器41水側進口相連，電動壓縮式熱泵4的蒸發器41水側出口經一次網回水管62與回灌井2相連。城市二次網回水經二次網管路7中的二次網回水管71與電動壓縮式熱泵4的冷凝器42水側進口相連，電動壓縮式熱泵4的冷凝器42水側出口與吸收式熱泵3的吸收器33水側進口相連，吸收式熱泵3的吸收器33水側出口與吸收式熱泵3的冷凝器32水側進口相連，吸收式熱泵3的冷凝器32水側出口與水水板換熱器5的二次水側進口相連，水水板換熱器5的二次水側出口與二次網供水管72相連。
本實施例的工作原理如下：抽水井1內的地熱水經一次網供水管61進入吸收式熱泵3中，地熱水沿流體流動方向依次經過吸收式熱泵3的發生器31、水水板換熱器5的一次水側、吸收式熱泵3的蒸發器34、電動壓縮式熱泵4的蒸發器41換熱降溫後經一次網回水管62回到回灌井2；同時，二次網回水經二次網回水管71進入電動壓縮式熱泵4，二次網回水依次經過電動壓縮式熱泵4的冷凝器42、吸收式熱泵3的吸收器和冷凝器32、水水板換熱器的二次水側吸熱升溫後經二次網供水管72進入千家萬戶供暖，整個流程能夠實現地熱水的熱量的梯級、深度利用。
第二實施例
如圖2所示，與第一實施例相比，其它連接關係不變，僅是二次網回水管71分為三支路，一支路經電動壓縮式熱泵4的冷凝器42與二次網供水管72相連；一支路依次經吸收式熱泵3的吸收器33、冷凝器32與二次網供水管72相連，一支路經水水板換熱器5的二次水側與二次網供水管72相連；這樣設置，各支路之間溫度不相互幹擾，二次網的支路更易調節。
第三實施例
如圖3所示，與第一實施例相比，當換熱站的電力裝機容量小或者不具備使用電動壓縮式熱泵的條件時，而換熱站具有其他形式的能源，如燃氣、熱水、蒸汽等，電動壓縮式熱泵4改用以燃氣、熱水、蒸汽或其它形式熱源作為驅動熱源的吸收式熱泵10，二次網回水管71通過吸收式熱泵10的吸收器101和冷凝器102與吸收式熱泵3的吸收器33相連，吸收式熱泵3的蒸發器34通過吸收式熱泵10的蒸發器103與一次網回水管62相連，其它連接關係不變。
第四實施例
如圖4所示，與第一實施例相比，當自然條件導致地熱水從抽水井1抽出的水溫低，地熱水經吸收式熱泵3和水水板換熱器5換熱後，地熱水的熱量已經得到充分利用，地熱水的溫度已經很低，利用電動壓縮式熱泵4對地熱水進一步降溫的效率很低，則可以不設置電動壓縮式熱泵4，此時，吸收式熱泵3的蒸發器34水側出口直接經一次網回水管62與回灌井2相連，二次網回水管71與吸收式熱泵3的吸收器33水側進口相連，其他連接關係不變。
第五實施例
如圖5所示，與第四實施例相比，二次網回水管71分為兩支路，一支路依次經吸收式熱泵3的吸收器33、冷凝器32與二次網供水管72相連；一支路經水水板換熱器5的二次水側進出口與二次網供水管72相連，其它連接關係不變。這樣設置，各支路之間溫度不相互幹擾，二次網的支路更易調節。
第六實施例
如圖6所示，與第四實施例相比，在吸收式熱泵3的發生器31串聯一補充發生器8，補充發生器8以燃氣、熱水或蒸汽作為熱源，此時可以將發生器31和補充發生器8視為一體，補充發生器8的水側進口作為共有的水側進口，發生器31的水側出口作為共有的水側出口，即抽水井1經一次網供水管61與補充發生器8的水側進口相連，補充發生器8的水側出口與發生器31的水側進口相連，發生器31的水側出口與水水板換熱器5的一次水側進口相連，其它連接關係不變，這樣設置能夠進一步利用一次網管路6的地熱水熱量，對二次網管路7進行調峰。
其中，發生器31處於低壓狀態，補充發生器8處於高壓狀態。
第七實施例
如圖7所示，與第六實施例相比，水水板換熱器5的二次水側出口通過燃氣補燃裝置9與二次網供水管72相連，能夠在冬天嚴寒期起到供熱調峰的作用。
其中，燃氣補燃裝置9為燃氣鍋爐。
第八實施例
如圖8所示，與第四實施例相比，當自然條件導致地熱水從抽水井1中抽出的水溫很低時，地熱水的熱量僅經吸收式熱泵3即可得到充分利用，流回回灌井2的地熱水的溫度已經很低，則供熱系統可以不設置水水板換熱器5，此時，抽水井1內的地熱水經一次網供水管61與吸收式熱泵3的發生器31水側進口連接，吸收式熱泵3的發生器31水側出口與吸收式熱泵3的蒸發器34水側進口相連，吸收式熱泵3的蒸發器34水側出口經一次網回水管62與回灌井2相連；二次網回水管71直接與吸收式熱泵3的吸收器33水側進口相連，吸收式熱泵3的冷凝器32水側出口直接與二次網供水管72相連。
本發明僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置及其連接都是可以有所變化的。在本發明技術方案的基礎上，凡根據本發明原理對個別部件進行的改進或等同變換，均不應排除在本發明的保護範圍之外。