[發(fā)明專利]一種基于深層地熱能的供熱系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710758324.5
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107504547A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫方田;程麗嬌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京建筑大學
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F24D3/10;F24D19/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 張文寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地熱能高效供熱領(lǐng)域，特別地，涉及一種基于深層地熱能的供熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著城市化進程的快速發(fā)展，我國建筑能耗急劇增加、消耗嚴重，開發(fā)利用地熱能成為建筑節(jié)能的主要措施。目前的淺層地熱能的利用由于冬夏冷熱不均，從而導(dǎo)致運行效果逐年下降；另外由于地埋管敷設(shè)的建設(shè)條件限制，使得淺層地熱能的利用在大型供熱工程中受到一定的限制。深層地熱能由于能源密度高、熱穩(wěn)定性能好等有點，逐漸受到國內(nèi)外的極大關(guān)注，因為較高溫度的地熱水不僅可以作為水-水換熱器的加熱熱源，而且可以作為熱泵機組的低溫熱源，逐步加熱一次網(wǎng)回水，地熱水能量得到梯級利用，從而達到高效開發(fā)利用地熱能的目的。然而，采用何種技術(shù)及設(shè)備以高效利用深層地熱能是目前亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于深層地熱能的供熱系統(tǒng)，具體技術(shù)方案如下：

供熱系統(tǒng)包括熱源站、一次網(wǎng)管路、熱力站和二次網(wǎng)管路，其特征在于，所述熱源站包括深層地熱井、水-水換熱器和熱泵機組，所述深層地熱井包括抽水井、回灌井和地熱水泵；所述熱力站包括水-水換熱機組或大溫差高效換熱機組；所述一次網(wǎng)管路連接方式設(shè)置為一次網(wǎng)各個回水支管與一次網(wǎng)回水干管相連，一次網(wǎng)回水干管與熱源站的水-水換熱器入口相連，水-水換熱器出口與熱泵機組入口相連，熱泵機組出口與一次網(wǎng)供水干管相連，一次網(wǎng)供水干管與一次網(wǎng)各個供水支管相連，一次網(wǎng)各個供水支管與熱力站的水-水換熱機組或大溫差高效換熱機組相連；所述供熱系統(tǒng)還包括地熱水與熱源站的連接管路，連接方式設(shè)置為所述抽水井出口與熱源站的水-水換熱器入口相連，水-水換熱器出口與熱泵機組入口相連，熱泵機組出口與回灌井入口相連。

進一步地，所述一次網(wǎng)管路、地熱水與熱源站的連接管路上均設(shè)置有閥門，其中閥門v1設(shè)置在熱源站的水‐水換熱器出口與一次網(wǎng)供水干管之間；閥門v2設(shè)置在熱源站的熱泵機組出口與一次網(wǎng)供水干管之間；閥門v3設(shè)置在熱源站的水‐水換熱器出口與熱泵機組出口之間；閥門v4設(shè)置在熱源站的水‐水換熱器出口與熱泵機組入口之間。

進一步地，所述供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)水有以下兩種運行方式：

1)在供熱初末期的低負荷運行階段，熱源站的水-水換熱器單獨運行：閥門v1打開，閥門v2關(guān)閉，一次網(wǎng)回水經(jīng)熱源站的水-水換熱器加熱升溫后被輸配至熱力站，通過熱力站的水-水換熱機組或大溫差高效換熱機組加熱二次網(wǎng)回水；

2)在供熱寒期的高負荷運行階段，熱源站的水-水換熱器和熱泵機組串聯(lián)運行：閥門v2打開，閥門v1關(guān)閉，一次網(wǎng)回水依次經(jīng)過熱源站的水-水換熱器和熱泵機組逐級加熱升溫后被輸配至熱力站，通過熱力站的水-水換熱機組或大溫差高效換熱機組加熱二次網(wǎng)回水。

進一步地，所述供熱系統(tǒng)的地熱水有以下兩種運行方式：

1)在供熱初末期的低負荷運行階段，熱源站的水-水換熱器單獨運行：閥門v3打開，閥門v4關(guān)閉，抽水井中的地熱水經(jīng)地熱水泵進入熱源站的水-水換熱器，放熱降溫后返回至回灌井；

2)在供熱寒期的高負荷運行階段，熱源站的水-水換熱器和熱泵機組串聯(lián)運行：閥門v4打開，閥門v3關(guān)閉，抽水井中的地熱水經(jīng)地熱水泵依次進入熱源站的水-水換熱器和熱泵機組，逐級放熱降溫后返回至回灌井。

進一步地，所述熱源站還包括鍋爐或汽‐水換熱器，此時，所述一次網(wǎng)管路連接方式設(shè)置為一次網(wǎng)各個回水支管與一次網(wǎng)回水干管相連，一次網(wǎng)回水干管與熱源站的水‐水換熱器入口相連，水‐水換熱器出口與熱泵機組入口相連，熱泵機組出口與鍋爐入口或汽‐水換熱器入口相連，鍋爐出口或汽‐水換熱器出口與一次網(wǎng)供水干管相連，一次網(wǎng)供水干管與一次網(wǎng)各個供水支管相連，一次網(wǎng)各個供水支管分別與各個熱力站的水‐水換熱機組或大溫差高效換熱機組相連。

進一步地，所述一次網(wǎng)管路、地熱水與熱源站的連接管路上均設(shè)置有閥門，閥門v1設(shè)置在熱源站的水-水換熱器出口與一次網(wǎng)供水干管之間；閥門v2設(shè)置在熱源站的熱泵機組出口與一次網(wǎng)供水干管之間；閥門v3設(shè)置在熱源站的水-水換熱器出口與熱泵機組出口之間；閥門v4設(shè)置在熱源站的水-水換熱器出口與熱泵機組入口之間；閥門v5設(shè)置在熱源站的熱泵機組出口與鍋爐入口之間。

進一步地，所述供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)水有以下三種運行方式：

1)在供熱初末期的低負荷運行階段，熱源站的水-水換熱器單獨運行：閥門v1打開，閥門v2、v5關(guān)閉，一次網(wǎng)回水經(jīng)熱源站的水-水換熱器加熱升溫后被輸配至熱力站，通過熱力站的水-水換熱機組或大溫差高效換熱機組加熱二次網(wǎng)回水；