[發明專利]全封閉真空負壓深層地源熱泵系統

在審

• 申請號: 202010019878.5
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111102633A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 崔國華;李世敬;姜洪濤;崔玉艾;劉中成
• 申請（專利權）人: 崔國華
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F24T10/20
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 曹志磊

本發明屬于地源熱泵技術領域，具體涉及一種全封閉真空負壓深層地源熱泵系統，包括深入到地下的深層地源熱泵采水井和深層地源熱泵回灌井，兩者中下部通過若干橫向的井道相連通，深層地源熱泵采水井、深層地源熱泵回灌井、橫向的井道內鋪設管道；深層地源熱泵采水井的出口經電潛泵連接板式換熱器，所述的深層地源熱泵采水井、板式換熱器、深層地源熱泵回灌井和橫向的井道形成封閉水循環回路；板式換熱器通過熱源循環管網連接地源熱泵機組，地源熱泵機組通過一級循環管網連接換熱站，換熱站通過二級循環管網連接用戶散熱器。可以直接替代燃煤熱水鍋爐，不對原有供暖系統進行改造，產生高溫熱水，滿足一級循環管網運行要求，解決了水源回灌問題。

技術領域

本發明涉及一種全封閉真空負壓深層地源熱泵系統，屬于地源熱泵技術領域。

背景技術

燃煤鍋爐房供暖系統主要是由燃煤鍋爐18、一級循環管網16、換熱站2、二級循環管網17、用戶散熱器3構成，系統原理圖如圖2所示。現有燃煤鍋爐房供暖逐步將被淘汰，由10噸及以下的供暖燃煤鍋爐禁止投入使用已經擴大到35噸，絕大部分社區供暖鍋爐房已經不能繼續供暖，部分接入到市政供暖系統，也有部分面臨沒有熱源接入的難題，由于燃煤鍋爐房采用的是高溫循環水，采用普通的地源熱泵系統或者空氣源熱泵系統主要受到以下幾個方面的限制一：普通的地源熱泵系統產生的熱水溫度滿足不了原有供暖系統的溫度要求，燃煤鍋爐房高溫一級熱網管線采用的是高溫熱水90℃/70℃，淺層地源熱泵的地源井循環溫度是12℃/7℃，通過熱泵機組提溫最高產生溫度55℃的熱水；二：如果采用二級管網當成一級管網使用，原有管線太細不能滿足低溫水大流量的循環要求，采用低溫水循環不能滿足供暖需求，需要投入大量資金為管網系統進行改造；三：普通地源熱泵系統造價太高，且在供暖鍋爐房改造系統中場地受限沒有施工空間。現有燃煤鍋爐的替換均是老舊的小區，場地均硬化，綠化也全部完工成熟，如果破壞施工會造成巨大的浪費，需要破拆，還要重新栽種，道路，廣場恢復成本高，最主要的是即便全部新建也沒有施工空間，淺層地源熱泵井的間距是4米一個，一個10萬㎡的小區大約需要鉆孔1500口。四：由于淺層水源井回灌問題一直沒有得到有效的解決，水源熱泵機組供暖系統已經大部分被禁止投入使用。

發明內容

根據以上現有技術中的不足，本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種全封閉真空負壓深層地源熱泵系統，在不改變現有燃煤鍋爐供暖管線的基礎上，采用深層地源熱泵系統直接替代燃煤熱水鍋爐作為冬季供暖的熱源，以解決上述問題。

本發明所述的全封閉真空負壓深層地源熱泵系統，包括深入到地下的深層地源熱泵采水井和深層地源熱泵回灌井，兩者中下部通過若干橫向的井道相連通，深層地源熱泵采水井、深層地源熱泵回灌井、橫向的井道內鋪設管道；深層地源熱泵采水井的出口經電潛泵連接板式換熱器，所述的深層地源熱泵采水井、板式換熱器、深層地源熱泵回灌井和橫向的井道形成封閉水循環回路；板式換熱器通過熱源循環管網連接地源熱泵機組，地源熱泵機組通過一級循環管網連接換熱站，換熱站通過二級循環管網連接用戶散熱器。

利用電潛泵將深層地源熱泵采水井的水提取到地面上，利用板式換熱器與熱泵機組進行換熱，系統運行過程中回灌井與采水井會形成液位差，利用建立好的地下水通道，尾水重新進入到采水井中，這樣會形成一個循環系統。地源熱泵機組將提取熱量通過壓縮機轉化到供熱管網中。深層地源熱泵井的循環溫度達到50℃/30℃，高溫地源熱泵機組出水90℃～100℃，如果地熱資源豐富，地源井提供的出水溫度可以達到70℃左右，高溫地源熱泵機組出水甚至可以達到120℃，完全滿足一級循環管網運行的要求。

本系統主要是通過地源熱泵機組將地源熱泵采水井的熱水溫度提取出來，直接轉化成高溫的熱水通過原一級循環管網與換熱站進行換熱，提取溫度后的地源采水井的尾水回灌到地源熱泵回灌井中。系統運行過程中全程絕對密閉，真空負壓回灌，回水井的井口壓力是負的，形成了一個大的吸力，完全解決了水源回灌問題。