[發明專利]一種低運行成本的地熱梯級利用供暖系統

在審

• 申請號: 202010698493.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112283789A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 張彬彬;岳玉亮;齊月松;錢堃
• 申請（專利權）人: 中國建筑股份有限公司;中建工程產業技術研究院有限公司
• 主分類號: F24D15/04
• 分類號: F24D15/04;F24T10/20;F25B30/06
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 周娓娓

本發明公開了一種低運行成本的地熱梯級利用供暖系統,包括地熱井、設置在地熱井內的地熱井取水泵、地熱直供換熱器、熱泵中介換熱器組、地熱回灌井、水源熱泵機組、第一切換閥門和第二切換閥門，所述地熱井取水泵的出水口通過管路與地熱直供換熱器的入水口連通，地熱直供換熱器出水口通過管路與熱泵中介換熱器組的第一入水口連通，熱泵中介換熱器組的第一出水口通過管路與地熱回灌井的入水口連通。在供暖初末期熱負荷需求較少時，通過閥門切換，采用地熱直供換熱器和熱泵中介換熱器聯合運行模式，減少了水源熱泵機組投入運行的時間，降低了供暖系統的運行費用。

技術領域

本發明涉及地熱能供暖技術領域，特別是一種低運行成本的地熱梯級利用供暖系統。

背景技術

隨著社會的不斷發展，各國對能源的需求量不斷加大，我們現在不得不尋找新型能源來代替傳統的能源。

相對于太陽能和風能的不穩定性，地熱能是較為可靠的可再生能源，這讓人們相信地熱能可以作為煤炭、天然氣和核能的最佳替代能源。地熱能開發利用對環境的有害影響小，因此地熱能作為替代能源直接熱利用，能大幅度減輕對環境的不利影響。

目前我國新能源和可再生能源發展綱要中地熱能也被列為主要任務，進一步擴大地熱開采利用。地熱能用于采暖、供熱和供熱水，是目前地熱能最廣泛的利用形式，我國利用地熱供暖和供熱水發展也非常迅速，在京津地區已成為地熱利用中最普遍的方式。

發明內容

本發明的目的是提供一種低運行成本的地熱梯級利用供暖系統，要解決冬季地熱水供暖系統中水源熱泵機組耗電量偏大，運行費用偏高的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：本發明提供一種低運行成本的地熱梯級利用供暖系統，包括地熱井、設置在地熱井內的地熱井取水泵、地熱直供換熱器、熱泵中介換熱器組、地熱回灌井、水源熱泵機組、第一切換閥門和第二切換閥門，所述地熱井取水泵的出水口通過管路與地熱直供換熱器的入水口連通，地熱直供換熱器出水口通過管路與熱泵中介換熱器組的第一入水口連通，熱泵中介換熱器組的第一出水口通過管路與地熱回灌井的入水口連通：熱泵中介換熱器組的第二出水口通過管路與水源熱泵機組的第一入水口連通，水源熱泵機組的第一出水口通過管路與熱泵中介循環泵的入水口連通，熱泵中介循環泵的出水口與第一主管連通，第一主管的出水口管路設置有第一支管和第二支管，第一支管與熱泵中介換熱器組的第二入水口連通，

水源熱泵機組的第二出水口通過管路與供暖用戶的入水主管連通，供暖用戶的出水口通過管路與供暖循環泵的入水口連通，供暖循環泵的出水口與第二主管連通，第二主管的出水口管路設置有第三支管和第四支管，第三支管與水源熱泵機組第二入水口連通，第四支管與地熱直供換熱器第二入水口連通，

第四支管與地熱直供換熱器第二入水口之間的管路與第二支管連通。

進一步，所述第一切換閥門設置在第二支管上。

進一步，熱泵中介換熱器組的第二出水口與水源熱泵機組的第一入水口之間的管路上設置有第五支管，第五支管與供暖用戶的入水主管連通。

進一步，第二切換閥門設置在第五支管上。

進一步，熱泵中介換熱器組包括至少兩個并聯設置的熱泵中介換熱器。

進一步，水源熱泵機組包括至少兩個串聯設置的水源熱泵機。

本發明的有益效果體現在：

1，本發明提供的一種低運行成本的地熱梯級利用供暖系統，在供暖初末期熱負荷需求較少時，通過閥門切換，采用地熱直供換熱器和熱泵中介換熱器聯合運行模式，減少了水源熱泵機組投入運行的時間，降低了供暖系統的運行費用。

2，在供暖中期熱負荷需求較大時，多臺水源熱泵機組冷凝器側及蒸發器側采取串聯連接方式，提升了水源熱泵機組能效比，降低了機組運行電耗，減少了供暖系統的運行費用。