[發明專利]一種同層回灌電熱泵式梯級利用供熱系統

在審

• 申請號: 201710665870.4
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107270371A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 周世武;孫桂祥;葉郭波;宋春節;閆麗果;張志強;岳瑞菊
• 申請（專利權）人: 中能服能源科技股份有限公司
• 主分類號: F24D3/10
• 分類號: F24D3/10;F24D3/12;F24J3/08
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技術領域

本發明涉及一種同層回灌地熱供熱系統，尤其是涉及一種同層回灌電熱泵式梯級利用供熱系統。

背景技術

地熱是指地球內部所蘊藏的熱能，它來源于地球的熔融巖漿和放射性元素衰變時發出的熱量。地熱資源是在當前技術經濟條件和地質條件下，能夠從地殼內科學、合理地開發出來的巖石熱能量、地熱流體熱能量及其伴生的有用組分，它與太陽能、風能、生物能、海洋能等統稱為新能源，將太陽能、風能、潮汐能與地熱能加以比較，地熱能是新能源中最為現實的能源。地熱資源按賦存形式可分4種類型：一是熱水型，即地球淺處(地下100～4500m)所見到的熱水或水蒸汽；二是地壓地熱能，即在某些大型沉積盆地深處(3～6km)存在著高溫、高壓流體，其中含有大量甲烷氣體；三是干熱巖地熱能，由于特殊地質構造條件造成高溫但少水甚至無水的干熱巖體；四是巖漿熱能，即儲存在高溫(7001 200℃)熔融巖漿體中的巨大熱能；根據地熱水的溫度地熱能可分為高溫型(>l50℃)、中溫型(90～150℃)和低溫型(<90℃)三大類，高溫地熱資源主要用于地熱發電，中、低溫地熱資源主要用于地熱直接利用。

應用地熱采暖主要是在我國北方，該利用方式不僅是節約煤炭、降低煤耗、減輕煙塵污染、改善環境的有效方法，還因地熱水溫穩定、供暖質量高而深受人們的歡迎。目前利用中低溫地熟供暖的地區有河北、遼寧、山東、河南、山西等地，全國地熱供暖面積超過2000萬平方米。

隨著地熱資源利用領域的拓寬和社會需求的增加會給人們的生活帶來越來越多的好處，但是人們對地熱資源的綜合利用價值和產業化開發利用的意義認識不足，將地熱混同于一般的礦產資源或水資源。一些地熱資源豐富的地區未能建立有自己特點的地熱產業，使寶貴的地熱資源開發停留在低層次、低效益的水平上，且資源浪費現象嚴重，相當一部分地區天然的溫泉沒有充分利用，被白白浪費；一些開發商對地熱資源的特點認識不清，造成地熱資源得不到合理開發和有效保護。地熱資源是在特定的地質、構造、水文地質條件和水文地球化學環境條件下形成的，由于埋藏深，補給途徑遠，再生能力弱，其資源量是有限的，并非取之不竭。要保持其資源的長期連續穩定開采，做到有計劃合理開發利用，防止盲目無序隨意開采造成資源浪費和環境地質問題的發生，否則就會造成資源的快速枯竭。為實現可持續開發利用的目的，在開發中，要采取行之有效的措施，建立資源利用中心的高教低耗體系，要積極推廣應用高新技術與設施，提高地熱開發的科技含量，發展節約型、效益型的開發利用模式，努力提高地熱利用率，減少資源浪費，使地熱創造更高的社會、環境、經濟效益。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足、提高地熱水的能源利用效率，實現地熱水資源的梯級利用，提供了一種同層回灌電熱泵式梯級利用供熱系統。

本發明的技術解決方案為：一種同層回灌電熱泵式梯級利用供熱系統，廣泛適用于地熱供暖，該系統主要由采熱循環系統、供熱循環系統兩部分組成，其特征在于：采熱循環系統包括：采水泵、采水井、板式換熱器、第一閥門、第二閥門、電熱泵、回灌井、第三閥門、第四閥門；供熱循環系統包括：第五閥門、熱用戶、第六閥門、第七閥門、第八閥門、第九閥門和第十閥門組成；地熱水通過采水泵從采水井中抽出，通過測量地熱水溫度，若地熱水水溫低于40℃，地熱水不進入板式換熱器中與供暖回水進行換熱，而是通過第一閥門和第二閥門進入到電熱泵蒸發器進行換熱，換熱后的全部低溫地熱水進入回灌井進行回灌，此時的第三閥門和第四閥門處于關閉狀態，進入電熱泵冷凝器的供暖回水通過第五閥門向熱用戶進行供熱，消耗掉熱量的供暖回水通過第六閥門和第七閥門進入到電熱泵冷凝器中繼續加熱，此時的第八閥門、第九閥門、第十閥門處于關閉狀態；若地熱水水溫高于40℃，地熱水通過第三閥門進入到板式換熱器中和供暖回水進行換熱，其后又通過第四閥門進入到電熱泵蒸發器進行換熱，換熱后的全部低溫地熱水進入回灌井進行回灌，此時的第一閥門和第二閥門處于關閉狀態，進入到板式換熱器中的供暖回水進行第一次加熱，又通過第七閥門和第八閥門進入到電熱泵冷凝器中進行第二次加熱，通過第五閥門向熱用戶進行供熱，通過第十閥門回到板式換熱器中再次加熱，此時的第六閥門和第九閥門處于關閉狀態。