一種地源熱泵系統的製作方法
2024-04-16 15:42:05
1.本發明涉及地熱能供暖的技術領域，尤其是涉及一種地源熱泵系統。
背景技術：
2.我國石油資源豐富，因此全國每年有許多廢棄油井產生。油井深度一般在1000-3000m，有的更深，而地層深處蘊藏豐富的地熱資源。對廢棄油井稍加改造，就可變廢為寶，用於綠色、清潔能源地熱能的開發，還可以減少常規地熱能開發所需的鑽井費用。
3.對於地熱的開採可以採用「取水式採熱」的方式進行，即在需要對地熱進行開採時，工作人員可以將保溫管插入至地熱井中並形成同心套管，而後將冷水注入到保溫管與廢棄油井井壁之間的環形空間內，而後地熱對冷水進行持續加熱，當冷水完全轉化為熱水後，工作人員便可以通過抽水泵將熱水從保溫管轉移到地面，從而完成對地熱的回收利用。
4.然而，受氣候的影響，人們對供熱的需求主要集中的冬季，而在春、夏、秋等季節時，地熱井將長時間處於閒置狀態，存在地熱能源利用率相對較低的缺陷。
技術實現要素：
5.為了改善地熱能源利用率相對較低的問題，本技術提供一種地源熱泵系統。
6.本技術提供的一種地源熱泵系統採用如下的技術方案：
7.一種地源熱泵系統，包括地熱井採熱裝置、熱泵機組以及加熱爐，所述地熱井採熱裝置上設置有接地源出水管以及接地源入水管，所述加熱爐上設置有接熱源出水管以及接熱源入水管，且所述接地源出水管、所述接地源入水管、所述接熱源出水管以及所述接熱源入水管上均設置有控制閥組以及數據表組；
8.所述熱泵機組上設置有接地源入口、接地源出口、接熱源入口以及接熱源出口，所述接地源出水管遠離地熱井採熱裝置的一端與接地源入口相互連通，所述接地源入水管遠離地熱井採熱裝置的一端與接地源出口相互連通；所述接熱源出水管遠離加熱爐的一端與接熱源入口相互連通，所述接熱源入水管遠離加熱爐的一端與接熱源出口相互連通。
9.通過採用上述技術方案，當需要對用戶進行供熱時，工作人員可以直接通過接地源入水管將冷水轉移至地熱井內，通過接熱源入水管將冷水轉移至加熱爐內，此時，地熱井以及加熱爐同時進行熱水轉化，再之後，熱水便可以通過接地源出水管以及接熱源出水管轉移至熱泵機組處，而熱泵機組則將熱水傳輸至用戶處。通過對地熱井熱能的回收利用，有效減少對地熱資源的浪費。
10.而在春夏秋等不需要供暖的季節時，從地熱井傳輸至熱泵機組內的熱水可以通過接熱源入水管轉移至加熱爐內，此時，加熱爐作為儲水箱對熱水進行儲存並保溫，從而進一步減少對地熱資源的浪費，有效提高對地熱資源的利用率。
11.可選的，還包括集成增壓橇，所述集成增壓橇上設置有集成增壓入口以及集成增壓出口，所述接熱源出水管上設置有集成增壓出水管，所述接熱源入水管上設置有集成增壓入水管，且所述集成增壓出水管以及所述集成增壓入水管上均設置有控制閥組以及數據
表組；
12.所述集成增壓出水管遠離所述接熱源出水管的一端與所述集成增壓出口相互連通，所述集成增壓入水管遠離所述接熱源入水管的一端與所述集成增壓入口相互連通。
13.通過採用上述技術方案，在進行冷熱水傳輸的過程中，集成增壓撬可以對熱泵機組的壓力進行控制，從而有效降低冷熱水傳輸的操作難度，間接減少因為冷熱水傳輸緩慢而對地熱資源的浪費。
14.可選的，還包括旁通管網，所述旁通管網包括接地源出水支管、接地源入水支管、接熱源出水支管、接熱源入水支管、第一控制管以及第二控制管，所述接地源出水支管、所述接熱源出口、所述接熱源入口、所述第一控制管以及所述第二控制管均設置有蝶閥；
15.所述接地源出水支管的一端與所述接地源出水管相互連通，所述接地源出水支管的另一端與所述接地源入口相互連通，所述接地源入水支管的一端與所述接地源入水管相互連通，所述接地源入水支管的另一端與所述接地源出口相互連通；
16.所述接熱源出水支管的一端與所述接熱源出水管相互連通，所述接熱源出水支管的另一端與所述接熱源入口相互連通，所述接熱源入水支管的一端與所述接熱源入水管相互連通，所述接熱源入水支管的另一端與所述接熱源出口相互連通；
17.所述第一控制管的一端設置於所述接地源出水支管與所述接地源入口的連接處，所述第一控制管的另一端設置於所述熱源出水支管與所述接熱源入口的連接處；所述第二控制管的一端設置於所述接地源出水支管與所述接地源出水管的連接處，所述接地源出水支管上的蝶閥設置於所述第一控制管與所述第二控制管之間，所述第二控制管的另一端設置於所述熱源入水支管與所述接熱源出口的連接處。
18.通過採用上述技術方案，當從地熱井傳輸的熱水溫度正常時，工作人員可以開啟接地源出水支管、接熱源出口以及接熱源入口上的蝶閥，關閉第一控制管以及第二控制管上的蝶閥，從而促使熱水可以正常通過接地源出水支管以及接熱源出水支管進入至熱泵機組內。
19.而當從地熱井傳輸的熱水溫度過高或者過低時，工作人員可以關閉接地源出水支管、接熱源出口以及接熱源入口上的蝶閥，開啟第一控制管以及第二控制管上的蝶閥，此時，從地熱井傳輸上來的熱水直接通過第二控制管、接熱源入水支管以及接熱源入水管轉移至加熱爐內進行溫度控制。當加熱爐內的熱水轉化為指定溫度後，熱水再通過接熱源出水管、接熱源出水支管、第一控制管以及接地源出口轉移至熱泵機組內，最後熱泵機組再將熱水傳輸給客戶，有效提高熱水溫度的穩定性。
20.可選的，所述第一控制管以及所述第二控制管上設置有止回閥以及壓力表。
21.通過採用上述技術方案，在對正常熱水或者溫度過高過低的熱水進行傳輸時，止回閥可以對傳輸方向進行限制，有效減少熱水回流的可能性，而壓力表可以促使工作人員實時了解系統管路情況，從而促使對系統的壓力調節更為簡單方便。
22.可選的，所述控制閥組包括依次相連的放空閥、對夾式止回閥、對夾式蝶閥以及電動閥。
23.通過採用上述技術方案，在對冷熱水進行傳輸的過程中，對夾式止回閥可以對冷熱水的傳輸方向進行限制，有效減少冷熱水回流的可能性。電動閥可以自動對管路進行截斷，從而完成對冷熱水進行阻擋，而對夾式蝶閥則可以在電動閥出現損壞時，代替電動閥的
功能。而放空閥則可以在系統非工作狀態或者緊急狀態下將管路中的空氣進行排出，有效提高系統的安全性。
24.可選的，所述數據表組包括依次相連的溫度計以及壓力表。
25.通過採用上述技術方案，在對冷熱水進行傳輸的過程中，溫度計可以對水流的溫度進行實時檢測，從而促使工作人員可以快速了解水流溫度，從而決定將水流轉移至何處。而壓力表可以對系統管路內的壓力進行檢測，從而促使工作人員可以快速對系統管路內的壓力進行控制。
26.可選的，所述接地源出水管、所述接地源入水管、所述接熱源出水管、所述接熱源入水管、所述集成增壓出水管以及所述集成增壓入水管上還設置有橡膠軟接。
27.通過採用上述技術方案，在對冷熱水進行傳輸的過程中，橡膠軟接可以起到抗震降噪的作用，同時還可以吸收系統運行時管路產生的位移，有效減少管路發生損壞的可能性，有效提高系統的安全性。
28.可選的，所述接地源出水管、所述接地源入水管、所述接熱源出水管、所述接熱源入水管、所述集成增壓出水管以及所述集成增壓入水管上還設置有y型過濾器。
29.通過採用上述技術方案，在對冷熱水進行傳輸的過程中，y型過濾器可以對冷熱水中的雜質進行過濾，有效提高熱水的純淨度。
30.可選的，所述地熱井採熱裝置包括支撐座、注水管以及保溫管，所述注水管與所述接地源入水管相互連通，所述保溫管與所述接熱源出水管相互連通；
31.所述支撐座固定連接於地熱井的管口，所述注水管容置於地熱井內，所述注水管的外壁與地熱井的井壁抵接，地熱井通過所述注水管將熱量轉移至冷水處，所述注水管的上端與支撐座固定連接；所述保溫管容置於所述注水管內，所述保溫管的上端與支撐座固定連接。
32.通過採用上述技術方案，當需要進行取熱操作時，工作人員可以首先通過接地源入水管將熱水轉移至注水管內，此時，地熱井通過注水管將熱量轉移至冷水中，從而將冷水轉化為熱水，再之後，工作人員便可以通過保溫管以及接地源出水管將熱水轉移至熱泵機組處，而熱泵機組再將熱水傳輸給用戶。
33.另外，注水管還可以對地熱井的井壁進行保護，從而有效減少冷水對地熱井井壁的損壞，有效提高取熱時的安全性。
34.綜上所述，本技術包括以下至少一種有益技術效果：
35.1.在春夏秋等不需要供暖的季節時，從地熱井傳輸至熱泵機組內的熱水可以轉移至加熱爐內進行儲存並保溫，從而進一步減少對地熱資源的浪費；
36.2.進行冷熱水傳輸的過程中，集成增壓撬可以對熱泵機組的壓力進行控制，從而有效降低冷熱水傳輸的操作難度，間接減少因為冷熱水傳輸緩慢而對地熱資源的浪費；
37.3.當從地熱井傳輸的熱水溫度過高或者過低時，工作人員可以通過旁通管網將熱水轉移至加熱爐內並進行溫度控制；而當加熱爐內的熱水轉化為指定溫度後，旁通管網又可以將熱水轉移至熱泵機組內，最後熱泵機組再將熱水傳輸給客戶，有效提高熱水溫度的穩定性。
附圖說明
38.圖1是地源熱泵系統的示意圖。
39.圖2是圖1中a部的放大示意圖。
40.圖3是旁通管網的示意圖。
41.圖4是地熱井採熱裝置的示意圖。
42.附圖標記說明：1、地熱井採熱裝置；2、熱泵機組；3、集成增壓橇；4、旁通管網；5、加熱爐；11、接地源出水管；12、接地源入水管；13、支撐座；14、注水管；15、保溫管；21、接地源入口；22、接地源出口；23、接熱源入口；24、接熱源出口；31、集成增壓入口；32、集成增壓出口；41、接地源出水支管；42、接地源入水支管；43、接熱源出水支管；44、接熱源入水支管；45、第一控制管；46、第二控制管；51、接熱源出水管；52、接熱源入水管；53、集成增壓出水管；54、集成增壓入水管；61、控制閥組；62、數據表組；63、橡膠軟接；64、y型過濾器；611、放空閥；612、對夾式止回閥；613、對夾式蝶閥；614、電動閥；615、蝶閥；616、止回閥；621、溫度計；622、壓力表；6151、蝶閥一；6152、蝶閥二；6153、蝶閥三；6154、蝶閥四；6155、蝶閥五。
具體實施方式
43.以下結合附圖1-4對本技術作進一步詳細說明。
44.本技術實施例公開一種地源熱泵系統。參照圖1，地源熱泵系統包括地熱井採熱裝置1、熱泵機組2、集成增壓橇3、旁通管網4以及加熱爐5，其中，地熱井採熱裝置1用於對地熱進行收集，加熱爐5用於進行輔助供熱，熱泵機構用於將熱水輸送至用戶，且在本實施例中，熱泵機組2為一體式橇裝熱泵機組2，集成增壓橇3用於對系統的壓力進行調節，旁通管網4用於對不同溫度下的水流進行分流調節。
45.具體的，地熱井採熱裝置1上安裝有接地源出水管11以及接地源入水管12，熱泵機組2上安裝有接地源入口21以及接地源出口22，接地源出水管11遠離地熱井採熱裝置1的一端通過旁通管網4與接地源入口21相互連通，接地源入水管12遠離地熱井採熱裝置1的一端則通過旁通管網4與接地源出口22相互連通。
46.加熱爐5上安裝有接熱源出水管51以及接熱源入水管52，熱泵機組2上還安裝有接熱源入口23以及接熱源出口24，接熱源出水管51遠離加熱爐5的一端通過旁通管網4與接熱源入口23相互連通，接熱源入水管52遠離加熱爐5的一端通過旁通管網4與接熱源出口24相互連通。
47.集成增壓橇3上安裝有集成增壓入口31以及集成增壓出口32，接熱源出水管51上連通有集成增壓出水管53，接熱源入水管52上連通有集成增壓入水管54，集成增壓出水管53遠離接熱源出水管51的一端與集成增壓出口32相互連通，集成增壓入水管54遠離接熱源入水管52的一端與集成增壓入口31相互連通。
48.當需要進行供熱時，工作人員可以直接通過接地源入水管12將冷水轉移至地熱井採熱裝置1內，通過接熱源入水管52將冷水轉移至加熱爐5內，此時，地熱井以及加熱爐5同時進行熱水轉化，再之後，熱水便可以通過接地源出水管11以及接熱源出水管51轉移至熱泵機組2處，而熱泵機組2則將熱水傳輸至用戶處。而集成增壓橇3始終對系統管路內的壓力進行調節。
49.而在春夏秋等不需要供熱的季節時，從地熱井傳輸至熱泵機組2內的熱水直接通
過接熱源入水管52轉移至加熱爐5內，此時，加熱爐5作為儲水箱對熱水進行儲存並保溫，而在需要對用戶進行供熱時，加熱爐5內的熱水再通過接熱源出水管51轉移至熱泵機組2處。
50.而為了促使工作人員可以更為準確的了解管路內部狀態並對管路進行控制，在本實施例中，接地源出水管11的兩端、接地源入水管12的兩端、接熱源出水管51的兩端、接熱源入水管52的兩端、集成增壓出水管53遠離接熱源出水管51的一端以及集成增壓入水管54遠離接熱源入水管52的一端上均設置有控制閥組61以及數據表組62。
51.參照圖1和圖2，控制閥組61包括依次相連的放空閥611、對夾式止回閥612、對夾式蝶閥613以及電動閥614，其中，對夾式止回閥612用於對冷熱水的傳輸方向進行限制，電動閥614用於自動對管路進行截斷，對夾式蝶閥613用於在電動閥614出現損壞時代替電動閥614的功能，則用於在放空閥611系統非工作狀態或者緊急狀態下對管路內的空氣進行排出。
52.數據表組62包括依次相連的溫度計621以及壓力表622，其中，溫度計621用於對水流的溫度進行實時檢測，從而幫助工作人員決定將水流轉移至何處。而壓力表622用於對系統管路內的壓力進行檢測，從而幫助工作人員可以快速對系統管路內的壓力進行控制。
53.另外，接地源出水管11的兩端、接地源入水管12的兩端、接熱源出水管51的兩端、接熱源入水管52的兩端、集成增壓出水管53遠離接熱源出水管51的一端以及集成增壓入水管54遠離接熱源入水管52的一端還安裝有橡膠軟接63以及y型過濾器64，其中，橡膠軟接63起到抗震降噪的作用，同時還可以吸收系統運行時管路產生的位移，而y型過濾器64用於將冷熱水中的雜質進行過濾。
54.然而，由於地熱井的溫度難以預測，所以從地熱井傳輸上來的熱水溫度可能過高或者過低，從而導致輸送給用戶的熱水溫度存在不穩定的缺陷。對此，在本實施例中，旁通管網4便是用於將溫度過高或過低的熱水進行轉移轉化。
55.參照圖1和圖3，旁通管網4包括接地源出水支管41、接地源入水支管42、接熱源出水支管43、接熱源入水支管44、第一控制管45以及第二控制管46，且接地源出水支管41、接熱源出口24、接熱源入口23、第一控制管45以及第二控制管46均設置有蝶閥。
56.以下為了方便敘述，將接地源出水支管41上的蝶閥定義為蝶閥一6151。將第一控制管45上的蝶閥定義為蝶閥二6152、將接熱源入口23上的蝶閥定義為蝶閥三6153，將接熱源出口24上的蝶閥定義為蝶閥四6154，將第二控制管46上的蝶閥定義為蝶閥五6155。
57.接地源出水支管41的一端與接地源出水管11相互連通，接地源出水支管41的另一端與接地源入口21相互連通。接地源入水支管42的一端與接地源入水管12相互連通，接地源入水支管42的另一端與接地源出口22相互連通。
58.接熱源出水支管43的一端與接熱源出水管51相互連通，接熱源出水支管43的另一端與接熱源入口23相互連通，接熱源入水支管44的一端與接熱源入水管52相互連通，接熱源入水支管44的另一端與接熱源出口24相互連通。
59.第一控制管45的一端安裝於接地源出水支管41與接地源入口21的連接處，第一控制管45的另一端安裝於接熱源出水支管43與接熱源入口23的連接處。第二控制管46的一端安裝於接地源出水支管41與接地源出水管11的連接處，蝶閥一6151安裝於第一控制管45與第二控制管46之間，第二控制管46的另一端安裝於接熱源入水支管44與接熱源出口24的連接處。
60.當從地熱井傳輸的熱水溫度正常時，工作人員可以開啟蝶閥一6151、蝶閥三6153以及蝶閥四6154，關閉蝶閥二6152和蝶閥五6155，從而促使熱水可以正常通過接地源出水支管41以及接熱源出水支管43進入至熱泵機組2內。
61.而當從地熱井傳輸的熱水溫度過高或者過低時，工作人員可以關閉蝶閥一6151、蝶閥三6153以及蝶閥四6154，開啟蝶閥二6152和蝶閥五6155，而後，從地熱井傳輸上來的熱水直接通過第二控制管46、接熱源入水支管44以及接熱源入水管52轉移至加熱爐5內進行溫度控制。當加熱爐5內的熱水轉化為指定溫度後，熱水再通過接熱源出水管51、接熱源出水支管43、第一控制管45以及接地源出口22轉移至熱泵機組2內，最後熱泵機組2再將熱水傳輸給客戶。
62.而為了促使第一控制管45與第二控制管46內的熱水傳輸更為安全，在本實施例中，第一控制管45以及第二控制管46上還安裝有止回閥616以及壓力表622，從而對第一控制管45以及第二控制管46內的傳輸方向和壓力進行監控控制。
63.參照圖1和圖4，地熱井採熱裝置1包括支撐座13、注水管14以及保溫管15，其中，支撐座13固定連接於地熱井的井口處，而注水管14以及保溫管15均固定連接於支撐座13上。
64.其中，注水管14的一端與接地源入水管12相互連通，而注水管14的另一端容置於地熱井內，且注水管14的外壁與地熱井的井壁抵接。保溫管15的一端與接地源出水管11相互連通，而保溫管15的另一端容置於注水管14內。
65.需要說明的是，注水管14的下端可以為封閉式，也可以為開放式，而當注水管14的下端為開放式時，為了減少雜質進入注水管14內的可能性，注水管14的下端需要安裝過濾網，而在本實施例中，以注水管14的下端為封閉式為例進行敘述，且注水管14的下端安裝有溫度傳感器，而注水管14的材質可以根據實際任意選擇導熱材料，從而促使地熱油井的熱量可以通過注水管14正常轉移至冷水處。而對於注水管14以及保溫管15與支撐座13的固定連接方式可以根據實際選用螺紋連接、卡接固定等常規固定連接方式。
66.本技術實施例一種地源熱泵系統的實施原理為：
67.當需要進行供熱時，工作人員可以直接通過接地源入水管12將冷水轉移至地熱井採熱裝置1內，通過接熱源入水管52將冷水轉移至加熱爐5內，此時，地熱井以及加熱爐5同時進行熱水轉化，再之後，熱水便可以通過接地源出水管11以及接熱源出水管51轉移至熱泵機組2處，而熱泵機組2則將熱水傳輸至用戶處。而集成增壓橇3始終對系統管路內的壓力進行調節。
68.而在春夏秋等不需要供熱的季節時，從地熱井傳輸至熱泵機組2內的熱水直接通過接熱源入水管52轉移至加熱爐5內，此時，加熱爐5作為儲水箱對熱水進行儲存並保溫，而在需要對用戶進行供熱時，加熱爐5內的熱水再通過接熱源出水管51轉移至熱泵機組2處。
69.以上均為本技術的較佳實施例，並非依此限制本技術的保護範圍，故：凡依本技術的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋於本技術的保護範圍之內。