CN104864444A - 一种利用地热水换热供暖系统 - Google Patents

一种利用地热水换热供暖系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用地热水换热供暖系统主要由地热井、回灌井、水处理装置、第一换热器、第二换热器、膨胀水箱、补水泵、循环泵、辅电加热器和控制柜组成,第一换热器的一次出口接有连接管与第二换热器的一次进口连接,第二换热器的二次进口接有供暖回水管,第二换热器的二次出口设有串接管与第一换热器的二次进口连接,第一换热器的二次出口与供暖供水管连接,绕过第一换热器设有旁通管分别与串接管和供暖供水管连接,在供暖供水管装有辅电加热器和超声波流量计,在旁通管上还装有流量调节阀。本发明的有益效果是,本发明具有节能、节电、经济、安全和使用效果好等优点,而且系统配置齐全,运行成本低,便于推广应用。

Description

一种利用地热水换热供暖系统
技术领域
[0001] 本发明涉及地热水供暖技术领域,具体地说是一种利用地热水换热供暖系统。
背景技术
[0002] 地热水是从地底下抽上来的天然热水,可以用于供暖。采用地热水供暖是清洁环保的供热方式和节能减排的好措施,由于地热水供暖比较其它热源供暖具有节约燃料和不造成环境污染的特殊优点,在地热水充足的地区,地热水正作为一种可供选择的新能源予以有效开发和利用。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种节能、经济和使用效果好的利用地热水换热供暖系统。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种利用地热水换热供暖系统主要由地热井、回灌井、水处理装置、第一换热器、第二换热器、膨胀水箱、补水泵、循环泵、辅电加热器和控制柜组成,地热井内装有抽水泵,抽水泵出水接有输配水管,输配水管再与第一换热器的一次进口连接,且在输配水管上装有水处理装置,第一换热器的一次出口接有连接管与第二换热器的一次进口连接,第二换热器的一次出口接有回灌水管与回灌井相连,第二换热器的二次进口接有供暖回水管,第二换热器的二次出口设有串接管与第一换热器的二次进口连接,第一换热器的二次出口与供暖供水管连接,而且绕过第一换热器设有旁通管分别与串接管和供暖供水管连接,供暖供水管在旁通管之后装有辅电加热器,供暖供水管在辅电加热器之后装有超声波流量计,供暖供水管在超声波流量计之前、辅电加热器之后设有压力传感器二及温控变送器,所述旁通管上还装有流量调节阀,所述供暖回水管上装有过滤器,供暖回水管在过滤器之后装有循环泵,供暖回水管在循环泵之前、过滤器之后设有压力传感器一、并接有补水稳压管,且补水稳压管再与膨胀水箱底部的出口连接,在补水稳压管上装有补水泵,绕过补水泵还设有泄压管分别与补水稳压管和膨胀水箱上部的进口连接,在膨胀水箱内装有水位传感器,在膨胀水箱上部还接有自来水补水管,在自来水补水管上装有补水电磁阀,自来水补水管在补水电磁阀之后装有软化水装置。所述补水电磁阀、软化水装置、水位传感器、补水泵、泄压电磁阀、压力传感器一、循环泵、流量调节阀、超声波流量计、压力传感器二、温控变送器和辅电加热器分别与控制柜接线连接,控制柜还与设置在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器连接,在控制柜内还装设有GPRS收发终端,所述GPRS收发终端主要对有关数据信号进行实时无线发送和接收,便于实现无线远程监控。
[0005] 本发明的工作原理是,抽水泵从地热井内抽取地热水、经提压进入水处理装置进行过滤和清除泥砂杂质处理后,首先进入第一换热器换热和输出热量,然后再进入第二换热器予以余热利用与换热,随后通过回灌水管回灌至回灌井形成循环,与此同时,供暖回水管经过过滤器清除污垢、循环泵加压后进入第二换热器进行预热,然后通过串接管再进入第一换热器加热、并通过供暖供水管输出和与供暖回水管形成循环,装有供暖供水管上的温控变送器检测供暖供水管的出水温度,控制柜系统依据室外温度传感器检测到的室外环境温度自适应地给出供暖供水管出水温度设定值、并计算出流量调节阀的开度信号,再通过流量调节阀按照系统给出的开度信号予以调节旁通管流量,进而调节供暖供水管的出水温度,使供暖供水管的出水温度维持在系统适于室外环境温度给出的出水温度设定值上,当流量调节阀全开、且温控变送器检测到供暖供水管的出水温度低于系统适于室外环境温度给出的出水温度设定值时,辅电加热器得电运行和对供暖供水管进行辅助式补偿加热,使供暖供水管的出水温度仍维持在系统适于室外环境温度给出的出水温度设定值上,直至温控变送器检测到供暖供水管的出水温度高于系统适于室外环境温度给出的出水温度设定值时,辅电加热器失电和停止加热,系统自动恢复为流量调节阀的自动调节状态;装在供暖回水管上的压力传感器一检测循环泵进水压力,当检测到循环泵进水压力低于系统预设的回水压力恒定值时,补水泵将自动启动和从膨胀水箱内取水,而且补水泵相对于压力传感器一依据系统预设的回水压力恒定值实行变频恒压补水、稳压运行,以使循环泵进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值上,当检测到循环泵进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值、并维持30s〜60s时,补水泵将自动停机和进入休眠待机状态,如此反复,实现本发明的稳压、定压和停泵节能效果,同时,装在膨胀水箱内的水位传感器检测膨胀水箱水位,当检测到膨胀水箱水位处于系统预设的低水位点及以下时,装在自来水补水管的补水电磁阀将自动打开补水,软化水装置得电运行,膨胀水箱水位上升,当检测到膨胀水箱水位上升至系统预设的高水位点及以上时,补水电磁阀自动关闭,软化水装置失电停机,当检测到膨胀水箱水位处于系统预设的缺水水位点及以下时,停止补水泵运行、并报警,待膨胀水箱水位恢复、且检测到膨胀水箱水位高于系统预设的低水位点时,报警自动消除,补水泵也将恢复为正常状态;当压力传感器一检测到循环泵进水压力高于系统预设的回水压力恒定值、且达到系统预设的超高压力值及以上时,装在泄压管上的泄压电磁阀将自动打开泄水、泄压,直至循环泵进水压力回落到系统预设的回水压力恒定值时,泄压电磁阀将自动关闭,当检测到循环泵进水压力低于系统预设的无水压力值时,循环泵将停机保护,待循环泵进水压力恢复、且检测到循环泵进水压力在系统预设的回水压力恒定值及以上时,循环泵自动启动和恢复为正常运行状态。而且控制柜系统还依据装在供暖供水管上的超声波流量计检测到的供暖循环流量自适应地给出供暖出水压力值,然后循环泵相对于压力传感器二依据系统适于供暖循环流量对应给出的供暖出水压力值实行变频调速运行,所述压力传感器二检测供暖供水管出水压力,当检测到供暖供水管出水压力低于系统适于供暖循环流量对应给出的供暖出水压力值时,将提高循环泵转速,供暖供水管出水压力升高,反之则降低循环泵转速,供暖供水管出水压力降低,从而使供暖供水管出水压力维持在系统适于供暖循环流量对应给出的供暖出水压力值上,实现本发明的变量变压的节电效果。
[0006] 所述控制柜依据所述的室外温度传感器、温控变送器、水位传感器、压力传感器一、压力传感器二和超声波流量计检测到的各相关温度信号、水位信号、压力信号、流量信号,对循环泵、补水泵、流量调节阀、补水电磁阀和泄压电磁阀分别进行全自动控制与保护,控制柜还对所述的软化水装置和辅电加热器分别实行自动配电和控制,同时控制柜还通过GPRS收发终端以GPRS方式接收和发送相关的无线数据信号,实现本发明无人值守的远程无线监控与管理。
[0007] 本发明的有益效果是,本发明具有节能、节电、经济、安全和使用效果好等优点,而且系统配置齐全,运行成本低,便于推广应用。
附图说明
[0008] 附图1为本发明的结构示意图。
[0009] 图中,1、抽水泵,2、地热井,3、输配水管,4、水处理装置,5、第一换热器,6、连接管,7、第二换热器,8、回灌水管,9、回灌井,10、自来水补水管,11、补水电磁阀,12、软化水装置,13、膨胀水箱,14、水位传感器,15、补水泵,16、补水稳压管,17、泄压管,18、泄压电磁阀,19、供暖回水管,20、过滤器,21、压力传感器一,22、循环泵,23、室外温度传感器,24、GPRS收发终端,25、控制柜,26、串接管,27、旁通管,28、流量调节阀,29、供暖供水管,30、超声波流量计,31、压力传感器二,32、温控变送器,33、辅电加热器。
具体实施方式
[0010] 下面就附图1对本发明的一种利用地热水换热供暖系统作以下详细地说明。
[0011] 如附图1所示,本发明的一种利用地热水换热供暖系统主要由地热井2、回灌井9、水处理装置4、第一换热器5、第二换热器7、膨胀水箱13、补水泵15、循环泵22、辅电加热器33和控制柜25组成,地热井2内装有抽水泵1,抽水泵I出水接有输配水管3,输配水管3再与第一换热器5的一次进口连接,且在输配水管3上装有水处理装置4,第一换热器5的一次出口接有连接管6与第二换热器7的一次进口连接,第二换热器7的一次出口接有回灌水管8与回灌井9相连,第二换热器7的二次进口接有供暖回水管19,第二换热器7的二次出口设有串接管26与第一换热器5的二次进口连接,第一换热器5的二次出口与供暖供水管29连接,而且绕过第一换热器5设有旁通管27分别与串接管26和供暖供水管29连接,供暖供水管29在旁通管27之后装有辅电加热器33,供暖供水管29在辅电加热器33之后装有超声波流量计30,供暖供水管29在超声波流量30计之前、辅电加热器33之后设有压力传感器二 31及温控变送器32,所述旁通管27上还装有流量调节阀28,所述供暖回水管19上装有过滤器20,供暖回水管19在过滤器20之后装有循环泵22,供暖回水管19在循环泵22之前、过滤器20之后设有压力传感器一 21、并接有补水稳压管16,且补水稳压管16再与膨胀水箱13底部的出口连接,在补水稳压管16上装有补水泵15,绕过补水泵15还设有泄压管17分别与补水稳压管16和膨胀水箱13上部的进口连接,在膨胀水箱13内装有水位传感器14,在膨胀水箱14上部还接有自来水补水管10,在自来水补水管10上装有补水电磁阀11,自来水补水管10在补水电磁阀11之后装有软化水装置12。所述补水电磁阀11、软化水装置12、水位传感器14、补水泵15、泄压电磁阀18、压力传感器一 21、循环泵22、流量调节阀28、超声波流量计30、压力传感器二 31、温控变送器32和辅电加热器33分别与控制柜25接线连接,控制柜25还与设置在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器23连接,在控制柜25内还装设有GPRS收发终端24,所述GPRS收发终端24主要对有关数据信号进行实时无线发送和接收,便于实现无线远程监控。
[0012] 本发明的工作原理是,抽水泵I从地热井2内抽取地热水、经提压进入水处理装置4进行过滤和清除泥砂杂质处理后,首先进入第一换热器5换热和输出热量,然后再进入第二换热器7予以余热利用与换热,随后通过回灌水管8回灌至回灌井9形成循环,与此同时,供暖回水管19经过过滤器20清除污垢、循环泵22加压后进入第二换热器7进行预热,然后通过串接管26再进入第一换热器5加热、并通过供暖供水管29输出和与供暖回水管19形成循环,装有供暖供水管29上的温控变送器32检测供暖供水管29的出水温度,控制柜25系统依据室外温度传感器23检测到的室外环境温度自适应地给出供暖供水管29出水温度设定值、并计算出流量调节阀28的开度信号,再通过流量调节阀28按照系统给出的开度信号予以调节旁通管27流量,进而调节供暖供水管29的出水温度,使供暖供水管29的出水温度维持在系统适于室外环境温度给出的出水温度设定值上,当流量调节阀28全开、且温控变送器32检测到供暖供水管29的出水温度低于系统适于室外环境温度给出的出水温度设定值时,辅电加热器33得电运行和对供暖供水管29进行辅助式补偿加热,使供暖供水管29的出水温度仍维持在系统适于室外环境温度给出的出水温度设定值上,直至温控变送器32检测到供暖供水管29的出水温度高于系统适于室外环境温度给出的出水温度设定值时,辅电加热器33失电和停止加热,系统自动恢复为流量调节阀28的自动调节状态;装在供暖回水管19上的压力传感器一 21检测循环泵22进水压力,当检测到循环泵22进水压力低于系统预设的回水压力恒定值时,补水泵15将自动启动和从膨胀水箱13内取水,而且补水泵15相对于压力传感器一 21依据系统预设的回水压力恒定值实行变频恒压补水、稳压运行,以使循环泵22进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值上,当检测到循环泵22进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值、并维持30s〜60s时,补水泵15将自动停机和进入休眠待机状态,如此反复,实现本发明的稳压、定压和停泵节能效果,同时,装在膨胀水箱13内的水位传感器14检测膨胀水箱13水位,当检测到膨胀水箱13水位处于系统预设的低水位点及以下时,装在自来水补水管10的补水电磁阀11将自动打开补水,软化水装置12得电运行,膨胀水箱13水位上升,当检测到膨胀水箱13水位上升至系统预设的高水位点及以上时,补水电磁阀11自动关闭,软化水装置12失电停机,当检测到膨胀水箱13水位处于系统预设的缺水水位点及以下时,停止补水泵15运行、并报警,待膨胀水箱13水位恢复、且检测到膨胀水箱13水位高于系统预设的低水位点时,报警自动消除,补水泵15也将恢复为正常状态;当压力传感器一 21检测到循环泵22进水压力高于系统预设的回水压力恒定值、且达到系统预设的超高压力值及以上时,装在泄压管17上的泄压电磁阀18将自动打开泄水、泄压,直至循环泵22进水压力回落到系统预设的回水压力恒定值时,泄压电磁阀18将自动关闭,当检测到循环泵22进水压力低于系统预设的无水压力值时,循环泵22将停机保护,待循环泵22进水压力恢复、且检测到循环泵22进水压力在系统预设的回水压力恒定值及以上时,循环泵22自动启动和恢复为正常运行状态。而且控制柜25系统还依据装在供暖供水管29上的超声波流量计30检测到的供暖循环流量自适应地给出供暖出水压力值,然后循环泵22相对于压力传感器二 31依据系统适于供暖循环流量对应给出的供暖出水压力值实行变频调速运行,所述压力传感器二 31检测供暖供水管29出水压力,当检测到供暖供水管29出水压力低于系统适于供暖循环流量对应给出的供暖出水压力值时,将提高循环泵22转速,供暖供水管29出水压力升高,反之则降低循环泵22转速,供暖供水管29出水压力降低,从而使供暖供水管29出水压力维持在系统适于供暖循环流量对应给出的供暖出水压力值上,实现本发明的变量变压的节电效果。
[0013] 所述控制柜25依据所述的室外温度传感器23、温控变送器32、水位传感器14、压力传感器一 21、压力传感器二 31和超声波流量计30检测到的各相关温度信号、水位信号、压力信号、流量信号,对循环泵22、补水泵15、流量调节阀28、补水电磁阀11和泄压电磁阀18分别进行全自动控制与保护,控制柜25还对所述的软化水装置12和辅电加热器33分别实行自动配电和控制,同时控制柜25还通过GPRS收发终端24以GPRS方式接收和发送相关的无线数据信号,实现本发明无人值守的远程无线监控与管理。

Claims (3)

1.一种利用地热水换热供暖系统主要由地热井、回灌井、水处理装置、第一换热器、第二换热器、膨胀水箱、补水泵、循环泵、辅电加热器和控制柜组成,地热井内装有抽水泵,抽水泵出水接有输配水管,输配水管再与第一换热器的一次进口连接,其特征在于,在输配水管上装有水处理装置,第一换热器的一次出口接有连接管与第二换热器的一次进口连接,第二换热器的一次出口接有回灌水管与回灌井相连,第二换热器的二次进口接有供暖回水管,第二换热器的二次出口设有串接管与第一换热器的二次进口连接,第一换热器的二次出口与供暖供水管连接,而且绕过第一换热器设有旁通管分别与串接管和供暖供水管连接,供暖供水管在旁通管之后装有辅电加热器,供暖供水管在辅电加热器之后装有超声波流量计,供暖供水管在超声波流量计之前、辅电加热器之后设有压力传感器二及温控变送器,所述旁通管上还装有流量调节阀,所述供暖回水管上装有过滤器,供暖回水管在过滤器之后装有循环泵。
2.根据权利要求1所述的一种利用地热水换热供暖系统,其特征在于,供暖回水管在循环泵之前、过滤器之后设有压力传感器一、并接有补水稳压管,且补水稳压管再与膨胀水箱底部的出口连接,在补水稳压管上装有补水泵,绕过补水泵还设有泄压管分别与补水稳压管和膨胀水箱上部的进口连接,在膨胀水箱内装有水位传感器,在膨胀水箱上部还接有自来水补水管,在自来水补水管上装有补水电磁阀,自来水补水管在补水电磁阀之后装有软化水装置。
3.根据权利要求1所述的一种利用地热水换热供暖系统,其特征在于,所述控制柜与设置在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器连接,在控制柜内还装设有GPRS收发终端。
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