[發(fā)明專利]基于下沉式再生水廠的水平地埋管地源熱泵開發(fā)能源系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211674760.1
• 申請日: 2022-12-26
• 公開（公告）號: CN116085884A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯鋒;朱柯;李朋;江樂勇;龐洪濤;孫事昊
• 申請（專利權(quán)）人: 國投信開水環(huán)境投資有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;E04H5/02
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 單雯

本發(fā)明提供了一種基于下沉式再生水廠的水平地埋管地源熱泵開發(fā)能源系統(tǒng)，包括自地面向下依次設(shè)置的設(shè)備層、構(gòu)筑層、水平埋管區(qū)以及底部巖土層；所述構(gòu)筑層用于進行再生水處理；所述水平埋管區(qū)包括水平地埋管換熱器，所述水平地埋管換熱器外接有熱泵機組，所述所述水平埋管區(qū)與所述熱泵機組形成流通回路。本發(fā)明通過自地面向下依次設(shè)置的設(shè)備層、構(gòu)筑層、水平埋管區(qū)以及底部巖土層，地下巖土層與構(gòu)筑物箱體底部同時與水平地埋管換熱進行熱量的交換，增加了換熱量，大大提高了換熱效率；結(jié)合下沉式再生水廠的設(shè)計，將土地資源利用最優(yōu)化，充分利用了土地資源，且減少了工程量，降低了初投資。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及綠色清潔能源開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于下沉式再生水廠的水平地埋管地源熱泵開發(fā)能源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

綠色清潔能源的大力發(fā)展，對于我國降碳減排意義重大，有利于我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，改善環(huán)境，實現(xiàn)“2030碳達峰”和“2060碳中和”宏偉目標。水平地埋管地源熱泵作為開發(fā)淺層地熱能這一綠色清潔能源的重要技術(shù)，將高密度聚乙烯管埋于地下巖土層中，利用管內(nèi)循環(huán)流體(水)作為傳熱介質(zhì)與周圍巖土進行換熱，將從巖土提取的熱量轉(zhuǎn)移到熱泵機組中，利用熱泵機組的逆卡諾原理，將低品位熱源向高品位熱源轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)冬季向建筑物供暖，夏季向建筑物制冷的目的，是一種有效利用資源的方式。該技術(shù)具備初投資低且設(shè)計施工簡單等特點，而備受大家的關(guān)注。然而該技術(shù)因其埋深淺，占地面積大，受地面溫度影響大等缺點，其發(fā)展受到了一定限制。為進一步開發(fā)利用淺層地熱能，實現(xiàn)資源與能源的高效利用，該技術(shù)需要進行創(chuàng)新，因地制宜的進行相關(guān)研究，拓展該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，實現(xiàn)多元綠色能源的綜合利用。

水平地埋管地源熱泵中水平埋管換熱器一般埋深在4-5米左右，受氣候變化影響較大，造成系統(tǒng)效率降低，影響建筑物供暖與制冷。與此同時，水平地埋管地源熱泵需要在地下鋪設(shè)大量的水平埋管，造成占地面積大的問題，與我國土地資源緊缺現(xiàn)象相悖，因此該技術(shù)在我國受到了一定的限制。在資源與能源高效利用的背景下，針對水平地埋管地源熱泵以上弊端，基于下沉式再生水廠優(yōu)勢條件，提出一種水平地埋管地源熱泵高效開發(fā)利用能源的系統(tǒng)。

因此，基于下沉式再生水廠的特點，結(jié)合地下巖土熱物性，彌補水平地埋管地源熱泵的缺陷，充分利用該技術(shù)可以進行穩(wěn)定而又高效的開發(fā)利用能源，為建筑物供暖和制冷，實現(xiàn)降碳減排，實現(xiàn)綠色發(fā)展的高質(zhì)量的道路，助力于實現(xiàn)“雙碳目標”。

目前水平地埋管埋深較淺，受氣候影響較大，周圍巖土溫度不穩(wěn)定，易造成系統(tǒng)效率降低的問題。水平地埋管埋深較淺，導(dǎo)致開采淺層地熱能效率較低，且周圍巖土熱量補充傳遞速率有限，資源利用率較低。一般水平地埋管受埋深限制，只能與周圍巖土換熱，導(dǎo)熱效率相對于具有液體流動換熱巖土低，因冷、熱負荷不均勻，也容易造成冷熱的堆積現(xiàn)象。水平地埋管地源熱泵為更好的對淺層地熱能的高效利用，需要鋪設(shè)大量的高效聚乙烯管，占地面積較大。一般的，水平地埋管埋深在4-5m，因此需要開挖大面積的土方，需要一定的資金較大，工程量較大。

因此，需要提供一種能夠?qū)⑼恋刭Y源利用最優(yōu)化，減少占地面積，降低工程量，同時能系統(tǒng)運行穩(wěn)定、效率高的基于下沉式再生水廠的水平地埋管地源熱泵開發(fā)能源系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于下沉式再生水廠的水平地埋管地源熱泵開發(fā)能源系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于下沉式再生水廠的水平地埋管地源熱泵開發(fā)能源系統(tǒng),包括自地面向下依次設(shè)置的設(shè)備層、構(gòu)筑層、水平埋管區(qū)以及底部巖土層；所述構(gòu)筑層用于進行再生水處理；所述水平埋管區(qū)包括水平地埋管換熱器，所述水平地埋管換熱器外接有熱泵機組，所述所述水平埋管區(qū)與所述熱泵機組形成流通回路。

優(yōu)選地，所述設(shè)備層包括風(fēng)機房、變配電室以及鼓風(fēng)機房。

優(yōu)選地，所述構(gòu)筑層包括由水泥澆筑的箱體，所述構(gòu)筑層的兩端分別設(shè)置有進水口和出水口，自所述進水口向所述出水口方向依次包括預(yù)處理室、生化處理室、深度處理室以及消毒處理室。