[發明專利]一種無干擾中深層同軸地熱聯合地源熱泵供暖系統

在審

• 申請號: 202110299958.5
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112902270A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 劉強斌;張延軍;張心;鄭劍橋;婁俊慶;李曉光
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F24D3/04
• 分類號: F24D3/04;F24D3/10;F24D3/18;F24T10/20
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張巖

1.一種無干擾中深層同軸地熱聯合地源熱泵供暖系統，其特征在于：包括無干擾中深層同軸地熱系統(1)、第一循環泵(3)、地源熱泵(6)、供暖區(8)、第二循環泵(10)和多根水管，所述水管上分布多個閥門；

所述無干擾中深層同軸地熱系統(1)與地源熱泵(6)存在串聯和并聯兩種模式，能夠通過控制水管上閥門的開啟與關閉，使無干擾中深層同軸地熱系統(1)、地源熱泵(6)和供暖區(8)分別形成循環回路；

所述無干擾中深層同軸地熱系統(1能夠連接第一循環泵(3)輸送供暖水給地源熱泵(6)，地源熱泵(6)根據供暖區面積和/或多級階梯供暖所需溫度將水溫加熱至規定溫度，供暖區(8)使用后低溫水能夠通過第二循環泵(10)流經地源熱泵(6)返回無干擾中深層同軸地熱系統(1)；所述述無干擾中深層同軸地熱系統(1)還能通過第一循環泵(3直接供給供暖區(8)，供暖區(8)使用后低溫水通過第二循環泵(10)返回無干擾中深層同軸地熱系統(1)。

2.根據權利要求1所述的一種無干擾中深層同軸地熱聯合地源熱泵供暖系統，其特征在于：所述多根水管分別為水管Ⅰ(2)、水管Ⅱ(4)、水管Ⅲ(5)、水管Ⅳ(7)、水管Ⅴ(9)、水管Ⅵ(11)、水管Ⅶ(12)和水管Ⅷ(13)，水管Ⅱ(4)上設有閥門Ⅰ(41)和閥門Ⅱ(42)，水管Ⅲ(5上設有閥門Ⅲ(51)，水管Ⅳ(7)上設有閥門Ⅳ(71)，水管Ⅵ(11)上設有閥門Ⅴ(111)，水管Ⅶ(12)上設有閥門Ⅵ(121)，水管Ⅷ(13)上設有閥門Ⅶ(122)和閥門Ⅷ(131)。

3.根據權利要求2所述的一種無干擾中深層同軸地熱聯合地源熱泵供暖系統，其特征在于：所述閥門Ⅰ(41)、閥門Ⅱ(42)、閥門Ⅵ(121)和閥門Ⅶ(122)關閉，閥門Ⅲ(51)、閥門Ⅳ(71)、閥門Ⅴ(111)和閥門Ⅷ(131)打開，則無干擾中深層同軸地熱系統(1)與地源熱泵(6)之間構成回路且地源熱泵(6與供暖區(8)之間構成回路，關閉閥門Ⅲ(51)、閥門Ⅳ(71)、閥門Ⅴ(111)和閥門Ⅷ(131)，打開閥門Ⅰ(41)、閥門Ⅱ(42)、閥門Ⅵ(121)和閥門Ⅶ(122)，則無干擾中深層同軸地熱系統(1)直接與供暖區(8)構成回路。

4.根據權利要求3所述的一種無干擾中深層同軸地熱聯合地源熱泵供暖系統，其特征在于：所述無干擾中深層同軸地熱系統(1)包括固井水泥(102)、外管(101)、內管(103)和套管頭(105)，且貫穿地層(107)，與地層(107)交換熱量，外管(101)與地層(107)通過固井水泥固定(102)，內管(103)嵌套與外管101內，內管(103)與外管(101)之間形成環狀空間(108)與套管頭(105)連接用于進水，內管(103)內通道(109)與套管頭(105)連接用于出水，內管(103)最底端為環狀空間(108)與內管(103)內通道(109)之間的進水通道(106)，地層(107)能夠對外管(101)和內管(103)之間的環狀空間(108)中的循環水進行加熱。

5.根據權利要求4所述的一種無干擾中深層同軸地熱聯合地源熱泵供暖系統，其特征在于：所述無干擾中深層同軸地熱系統(1)與地源熱泵(6)之間構成回路，內管(103)出水口與套管頭(105)連接，套管頭(105)出口連接水管Ⅰ(2)，水管Ⅰ(2)與第一循環泵(3)的進口相連，第一循環泵(3)的出口與水管Ⅲ(5)連接，水管Ⅲ(5)與地源熱泵(6)進口相連，地源熱泵(6)出口連接水管Ⅷ(13)，水管Ⅷ(13)與套管頭(105)連接，內管(103)與外管(101)之間的環狀空間(108)進水口與套管頭(105)相連，構成循環回路。

6.根據權利要求4所述的一種無干擾中深層同軸地熱聯合地源熱泵供暖系統，其特征在于：所述地源熱泵(6)與供暖區(8)構成回路，地源熱泵(6)出口與水管Ⅳ(7)連接，水管Ⅳ(7)與供暖區(8)進水口連接，供暖區(8)出水口與水管Ⅴ(9)連接，水管Ⅴ(9)與第二循環泵(10)的進口連接，第二循環泵(10)的出口與水管Ⅵ(11)連接，水管Ⅵ(11)與地源熱泵(6)進口連接，構成循環回路。