CN115183305A - 一种地热利用系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种地热利用系统及其控制方法，包括：储液罐通过第一机械泵连接地下采热模块；地下采热模块通过第二机械泵连接第一控制阀门，第一控制阀门分别连接相变储能模块以及第二控制阀门；第二控制阀门连接热利用模块；热利用模块通过第三机械泵连接第三控制阀门，第三控制阀门连接储液罐；相变储能模块通过第四机械泵连接第四控制阀门，第四控制阀门连接第三控制阀门；相变储能模块通过第五控制阀门连接第三控制阀门，以及通过第六控制阀门连接第二控制阀门。本发明具有废弃油井再利用且取热不取水的特点，降低地热能开采成本，能够根据用热负荷需求切换工作模式，实现地热能采集、相变储能和热能利用的高效结合。

Description

一种地热利用系统及其控制方法
技术领域
本公开涉及地热能和储能技术领域，尤其涉及一种地热利用系统及其控制方法。
背景技术
储存在地球内部的地热能是一种储量丰富的清洁能源，其使用过程中不会对地球环境造成破坏，然而通过钻井获取地下地热能所需的巨大成本限制了地热能的广泛应用。与此同时，随着石油的开采，全球存在着大量废弃油井，其内部储存了大量热能。
现有的利用废弃油井改地热井方式分为地热井单井系统和多井系统，单井系统通过换热从地层获取地热能，多井系统由注入井、回收井和人工热储层组成。尽管多井系统热能利用效率高于单井系统，但是单封闭的单井系统可以避免废弃油井中存在的残油和杂质对管道设备的腐蚀和堵塞，同时无需建立人工热储层，因此单井系统更适合废弃油井地热开采。
目前地热井单井系统仍存在不少问题，单井地热采集装置中换热器传热系数低，导致循环工质出口温度不高；其次，地热能为全周期供能能源，与间歇性或波动性用热需求不匹配，容易造成热能浪费。
发明内容
本公开提出了一种地热利用系统及其控制方法，以解决利用钻井获取地热能的投入成本巨大，而利用废弃油井获取地热能时，多井系统容易造成废弃油井内的残油和杂质对管道设备腐蚀和堵塞，且需要建立人工热储层，单井系统的同心圆管换热器的传热系数低，导致出口温度低，无法满足供热需求，以及地热能的全周期供能与间歇或波动性用热需求不匹配的问题。
根据本公开的一方面，提供了一种地热利用系统，包括：储液罐、地下采热模块、相变储能模块以及热利用模块；
所述储液罐通过第一机械泵连接所述地下采热模块，所述地下采热模块处于废弃油井内；
所述地下采热模块通过第一控制阀门分别连接所述相变储能模块以及第二控制阀门，所述地下采热模块与所述第一控制阀门之间连接第二机械泵；
所述第二控制阀门连接所述热利用模块；
所述热利用模块通过第三机械泵连接第三控制阀门，所述第三控制阀门连接所述储液罐；
所述相变储能模块通过第四机械泵连接第四控制阀门，所述第四控制阀门连接所述第三控制阀门；
所述相变储能模块通过第五控制阀门连接所述第三控制阀门，以及通过第六控制阀门连接所述第二控制阀门。
优选地，所述地下采热模块，包括：同心圆管换热器；
所述同心圆管换热器包括：换热器内管以及换热器外管；
所述换热器内管处于所述换热器外管的内部，所述换热器外管底部为封闭结构，所述换热器内管底部开口与换热器外管的内部连通；
所述换热器外管的顶部与所述第一机械泵连接，所述换热器内管顶部与所述第二机械泵连接。
优选地，所述地下采热模块，还包括：若干个均热板；
若干个所述均热板套接在所述换热器内管的外部，沿所述换热器内管轴向分布；
所述均热板的侧壁穿过所述换热器外管的侧壁，向远离换热器内管方向延伸至地下水平方向第一预定位置；
所述均热板上设置有流体下行内孔或流体下行外孔，所述流体下行内孔的位置靠近所述换热器内管，所述流体下行外孔的位置靠近所述换热器外管的侧壁；
相邻的两个所述均热板上，一个具有所述流体下行内孔，另一个具有所述流体下行外孔。
优选地，所述地下采热模块，还包括：若干个扰流柱；
所述扰流柱垂直固定在所述换热器外管的内部，所述扰流柱的底端分别穿过所述均热板及所述换热器外管的底部，向下延伸至地下第二预定位置；
所述扰流柱在所述均热板上的位置按斐波那契图形分布。
优选地，以所述换热器内管为圆心，若与所述圆心的距离由近到远的扰流柱的直径分别为D1，D2…Dn，则：
所述扰流柱的直径满足公式：
Figure BDA0003762818730000031
式中：C1为常数，且0<C1<1。
优选地，所述相变储能模块，包括：若干个第一工质管道、若干个第二工质管道、若干个第三工质管道以及壳体；
若干个第一工质管道、若干个第二工质管道以及若干个第三工质管道分别排列组成三个矩形阵列，所述三个矩形阵列垂直交叉排列，构成工质管道阵列；
所述第一工质管道、第二工质管道以及第三工质管道处于所述壳体内部，所述壳体内部具有相变储能材料；
所述第一工质管道的入口与所述第二工质管道的入口分别连接所述第一控制阀门；
所述第一工质管道的出口连接所述第五控制阀门，所述第三工质管道的入口连接所述第四机械泵；
所述第二工质管道的出口与所述第三工质管道的出口分别连接所述第六控制阀门。
优选地，以所述矩形阵列的中心为中心点，距离所述中心点由近到远所构成的正方形中的所有工质管道的直径为分别d1，d2…dn，则所述第一工质管道、第二工质管道以及第三工质管道直径满足公式：
Figure BDA0003762818730000041
式中：C2为常数，且0<C2<1。
优选地，任意相邻的两个所述第一工质管道、第二工质管道以及第三工质管道之间中心间隔距离大于或等于：2dn，其中，dn为所述第一工质管道、第二工质管道以及第三工质管道的最大直径。
优选地，所述热利用模块，包括：第七控制阀门、第五机械泵、第六机械泵、供暖模块以及制冷模块；
所述第七控制阀门分别连接所述第二控制阀门、第五机械泵以及第六机械泵；
所述第五机械泵连接所述供暖模块，所述供暖模块连接所述第三机械泵；
所述第六机械泵连接所述制冷模块，所述制冷模块连接所述第三机械泵。
根据本公开的一方面，提供了一种地热利用系统的控制方法，包括：选择地热利用系统的工作模式，所述系统的工作模式包括：空载储能工作模式、储能供热并行工作模式、地热全供热工作模式以及地热及储能耦合供热工作模式；当选择空载储能工作模式时，控制第一机械泵、第二机械泵、第一控制阀门、第五控制阀门以及第三控制阀门打开，控制第二控制阀门、第四控制阀门、第六控制阀门、第三机械泵以及第四机械泵关闭；当选择储能供热并行工作模式时，控制第一机械泵、第二机械泵、第三机械泵、第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门以及第六控制阀门打开，控制第四机械泵、第四控制阀门以及第五控制阀门关闭；当选择地热全供热工作模式时，控制第一机械泵、第二机械泵、第三机械泵、第一控制阀门、第二控制阀门以及第三控制阀门打开，控制第四机械泵、第四控制阀门、第五控制阀门以及第六控制阀门关闭；当选择地热及储能耦合供热工作模式时，控制第一机械泵、第二机械泵、第三机械泵、第四机械泵、第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门、第四控制阀门以及第六控制阀门打开，控制第五控制阀门关闭。本发明至少具有如下有益效果：
本公开的一种地热利用系统及其控制方法，通过设置地下采热模块采集废弃油井内的地热能；通过设置相变储能模块对采集的地热能进行储存；通过设置热利用模块，将采集的地热能进行利用；通过在系统各处设置多个控制阀门以及机械泵，利用控制阀门和机械泵的开启或关闭，从而控制系统能够实现多种供热模式，同时满足间歇或非间歇性的供热需求。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
图1示出根据本公开实施例的地热利用系统的结构示意图。
图2示出根据本公开实施例中地下采热模块的结构示意图。
图3示出根据本公开实施例中均热板的结构示意图。
图4示出根据本公开实施例中扰流柱的分布示意图。
图5示出根据本公开实施例中扰流柱的结构示意图。
图6示出根据本公开实施例中相变储能模块的结构示意图。
图7示出根据本公开实施例中相变储能材料的剖视图。
在图中，1-储液罐，2-第一机械泵，3-第二机械泵、4-第一控制阀门，5-第二控制阀门，6-第三机械泵，7-第三控制阀门，8-第四控制阀门，9-第四机械泵，10-第五控制阀门，11-第六控制阀门，12-换热器内管，13-换热器外管，14-均热板，15-流体下行内孔，16-流体下行外孔，17-扰流柱，18-第一工质管道，19-第二工质管道，20-第三工质管道，21-相变储能材料，22-第七控制阀门，23-第五机械泵，24-第六机械泵，25-斐波那契螺旋线，26-相变储能模块，27-地下采热模块。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
图1示出根据本公开实施例的地热利用系统的结构示意图。图2示出根据本公开实施例中地下采热模块的结构示意图。图3示出根据本公开实施例中均热板的结构示意图。图4示出根据本公开实施例中扰流柱的分布示意图。
图5示出根据本公开实施例中扰流柱的结构示意图。图6示出根据本公开实施例中相变储能模块的结构示意图。图7示出根据本公开实施例中相变储能材料的剖视图。如图1、2、3、4、5、6、7所示，所述一种地热利用系统，包括：储液罐1、地下采热模块27、相变储能模块26以及热利用模块；所述储液罐1通过第一机械泵2连接所述地下采热模块27，所述地下采热模块27处于废弃油井内；所述地下采热模块27通过第一控制阀门4分别连接所述相变储能模块26以及第二控制阀门5，所述地下采热模块27与所述第一控制阀门4之间连接第二机械泵3；所述第二控制阀门5连接所述热利用模块；所述热利用模块通过第三机械泵6连接第三控制阀门7，所述第三控制阀门7连接所述储液罐1；所述相变储能模块26通过第四机械泵9连接第四控制阀门8，所述第四控制阀门8连接所述第三控制阀门7；所述相变储能模块26通过第五控制阀门10连接所述第三控制阀门7，以及通过第六控制阀门11连接所述第二控制阀门5。
在本公开实施例中，地下采热模块27安装在废弃油井内的底部，该废弃油井为改造为地热井后的废弃油井，废弃油井外部套接固井套管，底部设置封底盘，构成密闭装置。地下采热模块27用于采集地热能，相变储能模块26用于对采集的地热能进行存储，热利用模块用于将采集的地热能进行热利用。
在本公开实施例中，还包括：控制模块，控制模块分别连接第一、第二、第三、第四机械泵，以及分别连接第一、第二、第三、第四、第五、第六控制阀门；控制模块还连接室外温度感应机构，室外温度感应机构用于实时检测室外温度，控制模块根据室外温度感应机构检测的实时室外温度，自动控制切换地热利用系统的四种工作模式，其中，四种工作模式包括：空载储能工作模式、储能供热并行工作模式、地热全供热工作模式以及地热及储能耦合供热工作模式。其中，室外温度感应机构可以为温度传感器。其中，第一控制阀门4、第二控制阀门5和第三控制阀门7为三通阀门；第四控制阀门8、第五控制阀门10和第六控制阀门11为止流阀。
当控制模块将系统切换为空载储能工作模式时，控制模块控制第一机械泵2、第二机械泵3、第一控制阀门4、第五控制阀门10以及第三控制阀门7打开，控制第二控制阀门5、第四控制阀门8、第六控制阀门11、第三机械泵6以及第四机械泵9关闭；第一机械泵2启动后，储液罐1中的流体经过第一机械泵2进入地下采热模块27内，与地热能在地下采热模块27中进行换热，换热后的流体温度升高，流体通过第二机械泵3进入第一控制阀门4，经过第一控制阀门4进入相变储能模块26内，相变储能模块26将流体中的热能进行存储，流体从相变储能模块26经过第五控制阀门10和第三控制阀门7后，进入储液罐1中循环利用。在没有用热需求时，通过在相变储能模块26中存储热量，用于后续当地热能需求负荷过大时，通过相变储能模块26能够提供更多热能。
当控制模块将系统切换为储能供热并行工作模式时，控制模块控制第一机械泵2、第二机械泵3、第三机械泵6、第一控制阀门4、第二控制阀门5、第三控制阀门7以及第六控制阀门11打开，控制第四机械泵9、第四控制阀门8以及第五控制阀门10关闭；流体从储液罐1中经过第一机械泵2进入地下采热模块27进行换热后，经过第二机械泵3进入第一控制阀门4，在到达第一控制阀门4后，一部分流体通过第一控制阀门4的一个出口进入相变储能模块26，另一部分流体经过第一控制阀门4的另一个出口进入第二控制阀门5；进入相变储能模块26的部分流体的热量被相变储能模块26吸收存储后，经过第六控制阀门11再进入第二控制阀门5；第二控制阀门5处汇合了经过第一控制阀门4后直接进入第二控制阀门5的流体，以及经过相变储能模块26后进入第二控制阀门5的流体；第二控制阀门5还用于调节进入热利用模块的流体的温度，因经过相变储能模块26后的流体温度较低，则通过控制模块控制调节第二控制阀门5的两个入口处的开度，调整两部分流体在第二控制阀门5处的混合比例，从而能够调节在第二控制阀门5处汇合的流体的温度；流体经过第二控制阀门5后进入热利用模块进行供热或制冷利用，最后流体经过第三机械泵6驱动，从热利用模块出口流出经过第三控制阀门7后进入储液罐1中循环利用。储能供热并行工作模式适用于室外温度没有过高或过低，对于热利用模块的供热或制冷需求较小时，对于流体进入热利用模块的温度不需要太高，可以将地下采热模块27换热后的流体热量一部分储存在相变储能模块26中，经过相变储能模块26吸热后的流体温度降低，在第二控制阀门5处与直接从第一控制阀门4进入第二控制阀门5的流体进行混合调温，从而能够避免热能浪费。
当控制模块将系统切换为地热全供热工作模式时，控制模块控制第一机械泵2、第二机械泵3、第三机械泵6、第一控制阀门4、第二控制阀门5以及第三控制阀门7打开，控制第四机械泵9、第四控制阀门8、第五控制阀门10以及第六控制阀门11关闭；流体从储液罐1中经过第一机械泵2进入地下采热模块27进行换热后，经过第二机械泵3进入第一控制阀门4，因第四、第五、第六控制阀门11都为关闭状态，则流体将从第一控制阀门4直接进入第二控制阀门5，然后进入热利用模块，热利用模块进行供热或制冷利用，最后经过第三机械泵6及第三控制阀门7进入储液罐1中。地热全供热工作模式适用于当室外温度较高或较低时，热利用模块的热能负荷较大，需要将经过地下采热模块27换热后的流体的热能全部输入到热利用模块中，从而满足供热或制冷需求。
当控制模块将系统切换为地热及储能耦合供热工作模式时，控制模块控制第一机械泵2、第二机械泵3、第三机械泵6、第四机械泵9、第一控制阀门4、第二控制阀门5、第三控制阀门7、第四控制阀门8以及第六控制阀门11打开，控制第五控制阀门10关闭。因第一机械泵2启动，驱动储液罐1中的流体经过第一机械泵2进入地下采热模块27进行换热，同时因第四机械泵9启动，驱动储液罐1中流体经过第三控制阀门7和第四控制阀门8后进入相变储能模块26；进入地下采热模块27的流体通过第二机械泵3驱动后，经过第一控制阀门4和第二控制阀门5后进入热利用模块；经过第四机械泵9进入相变储能模块26中流体，在相变储能模块26中进行换热后使流体温度升高，流体从相变储能模块26出口经过第六控制阀门11和第二控制阀门5后进入热利用模块，热利用模块对经过地下采热模块27加热的流体和经过相变储能模块26加热的流体的热能进行利用，最后经过第三机械泵6驱动，流体从热利用模块出口流出经过第三阀门进入储液罐1中。地热及储能耦合供热工作模式适用于当室外温度过高或过低时，对热能的需求超过地下采热模块27单独能够提供的最大流量流体换热得到的热能，此时需要控制储液罐1中的流体分别进入地下采热模块27和相变储能模块26中同时进行换热，两部分流体经过第二控制阀门5混合进入热利用模块，从而满足热利用模块高热需求负荷。
在本公开中，所述地下采热模块27，包括：同心圆管换热器；所述同心圆管换热器包括：换热器内管12以及换热器外管13；所述换热器内管12处于所述换热器外管13的内部，所述换热器外管13底部为封闭结构，所述换热器内管12底部开口与换热器外管13的内部连通；所述换热器外管13的顶部与所述第一机械泵2连接，所述换热器内管12顶部与所述第二机械泵3连接。
在本公开实施例中，同心圆管换热器垂直布置于废弃油井中，第一机械泵2启动后，储液罐1中的流体经过第一机械泵2从同心圆管换热器的换热器外管13顶部开口进入其内部，因同心圆管换热器处于地下，进入换热器外管13内部的流体与地热能进行换热，使流体的温度升高；通过第二机械泵3驱动，到达换热器外管13内底部的流体，从处于换热器外管13内的，换热器内管12的底部开口进入换热器内管12，向上经过第二机械泵3进入第一控制阀门4。
在本公开中，所述地下采热模块27，还包括：若干个均热板14；若干个所述均热板14套接在所述换热器内管12的外部，沿所述换热器内管12轴向分布；所述均热板14的侧壁穿过所述换热器外管13的侧壁，向远离换热器内管12方向延伸至地下水平方向第一预定位置；所述均热板14上设置有流体下行内孔15或流体下行外孔16，所述流体下行内孔15的位置靠近所述换热器内管12，所述流体下行外孔16的位置靠近所述换热器外管13的侧壁；相邻的两个所述均热板14上，一个具有所述流体下行内孔15，另一个具有所述流体下行外孔16。
在本公开实施例中，均热板14为圆形，在换热器外管13内为水平设置，若干个均热板14等距离套接在换热器内管12的外部，且每个均热板14互相平行；均热板14的外圆周向外延伸，穿过换热器外管13的侧壁，延伸至地下水平方向深处，均热板14具体水平方向延伸的距离可以根据需要进行设置。
相邻的两个均热板14之间将换热器外管13的内部被分隔为一层空间，处于换热器外管13内的均热板14上具有流体下行外孔16或流体下行内孔15，且处于最上方的第一层均热板14，即最靠近换热器外管13顶部的均热板14上具有流体下行外孔16；在满足相邻的两个均热板14上一个具有流体下行内孔15，另一个具有流体下行外孔16的原则下，第二层均热板14具有流体下行内孔15，第三层均热板14具体流体下行外孔16，以此类推。每个均热板14上的流体下行内孔15或流体下行外孔16有若干个，流体下行内孔15靠近换热器内管12，且在均热板14上围绕换热器内管12的外壁等距离均匀分布；流体下行外孔16靠近换热器外管13内壁，且在均热板14上沿着换热器外管13内壁等距离均匀分布。
当储液罐1中的流体经过第一机械泵2，从换热器外管13顶部开口进入换热器外管13内部，将首先到达第一层均热板14，因均热板14向外水平方向延伸至地下深处，从而吸收地下的地热能，使均热板14温度升高，当流体流过均热板14时，流体吸收均热板14热量，从而使流体温度升高；流体在第一层均热板14上流动至流体下行外孔16时，继续向下流动到达第二次均热板14上，与第二层均热板14继续换热后，从第二层均热板14的流体下行内孔15通过向下落到第三层均热板14，流体依次向下直至到达换热器外管13的底部。向外延伸吸收地热能的均热板14能够增大传热温差以强化换热，同时，通过配合流体下行内、外孔的位置交错，形成“弓形”折流板，增加流体在均热板14上流动面积，减小流动传热的滞留死区，使均热板14的传热面积得到充分利用。
其中，靠近换热器外管13内底部的均热板14设置为向下开口的伞状，从而使到达换热器外管13内底部的流体，能够尽可能吸收地层热量，且通过第二机械泵3的驱动能够使流体沿着伞状均热板14的底面顺利进入换热器内管12。
在本公开中，所述地下采热模块27，还包括：若干个扰流柱17；所述扰流柱17垂直固定在所述换热器外管13的内部，所述扰流柱17的底端分别穿过所述均热板14及所述换热器外管13的底部，向下延伸至地下第二预定位置；所述扰流柱17在所述均热板14上的位置按斐波那契图形分布。
在本公开中，以所述换热器内管12为圆心，若与所述圆心的距离由近到远的扰流柱17的直径分别为D1，D2…Dn，则：
所述扰流柱17的直径满足如下公式(1)：
Figure BDA0003762818730000121
式中：C1为常数，且0<C1<1。
在本公开实施例中，扰流柱17为圆柱形，在换热器外管13内部，穿过若干层均热板14以及换热器外管13底部，延伸至地下深处，具体延伸的长度根据需要调整。若干个扰流柱17在均热板14上按斐波那契图形分布，斐波那契图形即斐波那契螺旋线25，在处于换热器外管13内的均热板14上绘制的斐波那契螺旋线25如图4所示，斐波那契螺旋线25是由以斐波那契数列为边的正方形拼成的长方形中画一个90°的扇形所连接起来的弧线，斐波那契数列通项为：
Figure BDA0003762818730000131
即a1＝1，a2＝1，an＝an-1+an-2；
斐波那契图形是以换热器内管12为起点的斐波那契螺旋线25逆时针和顺时针旋转构造产生，扰流柱17布置在均匀旋转分布的斐波那契螺旋线25交点上。扰流柱17按斐波那契图形分布的排列方式可以使流体在向外或向内流动过程中具有螺旋流动的趋势，这种螺旋运动符合自然运动规律，可进一步增强绕流，提高换热效果。
在扰流柱17按斐波那契图形分布的同时，靠近换热器内管12与逐渐远离换热器内管12的扰流柱17的直径不同，且越靠近换热器内管12的扰流柱17直径越小，若最靠近换热器内管12的扰流柱17直径为D1，逐渐向外距离换热器内管12越来越远的扰流柱17的直径分别为D2，D3，…Dn，则各个扰流柱17的直径满足公式1。换热器内管12附近扰流柱17直径较小能够保证足够的流体流通空间，减小流动阻力；扰流柱17直径由内向外逐渐增大以确保获得足够的换热面积和流动扰动强度。扰流柱17直径由内向外逐渐增大能够减小扰流柱17后的流动死区，减小流动阻力，同时保障传热面积。
流体在流动过程中不断掠过贯穿均热板14的扰流柱17，通过促使流体产生边界层分离流，破坏传热边界层，扩大低热阻区域，提高传热系数，并且延伸至地层深处的扰流柱17能够将地层深处热量传递到流体，增大传热温差以强化换热，进一步提高流体到达热利用模块时的温度。流体经流体下行内、外孔吸收每层的均热板14与扰流柱17热量后，进入换热器外管13内底部，吸热后的流体通过换热器内管12在第二机械泵3的驱动下进入第二控制阀门5。
在本公开中，所述相变储能模块26，包括：若干个第一工质管道18、若干个第二工质管道19、若干个第三工质管道20以及壳体；若干个第一工质管道18、若干个第二工质管道19以及若干个第三工质管道20分别排列组成三个矩形阵列，所述三个矩形阵列垂直交叉排列，构成工质管道阵列；所述第一工质管道18、第二工质管道19以及第三工质管道20处于所述壳体内部，所述壳体内部具有相变储能材料21；所述第一工质管道18的入口与所述第二工质管道19的入口分别连接所述第一控制阀门4；所述第一工质管道18的出口连接所述第五控制阀门10，所述第三工质管道20的入口连接所述第四机械泵9；所述第二工质管道19的出口与所述第三工质管道20的出口分别连接所述第六控制阀门11。
在本公开实施例中，矩形阵列为：将第一工质管道18、第二工质管道19以及第三工质管道20分别排列为横向数量为x，纵向数量为y的矩形阵列，上下左右相邻的两个工质管道之间互相平行，且具有间隙；每一横排的工质管道为一层；
工质管道阵列为，将第二工质管道19的每一层，分别插入第一工质管道18的相邻两层的间隙之间，使第一工质管道18与第二工质管道19的矩形阵列互相穿插排列，且第一工质管道18与第二工质管道19互相垂直；最后将第三工质管道20阵列插入互相垂直的第一工质管道18与第二工质管道19之间组成的间隙内，从而使第一工质管道18，第二工质管道19与第三工质管道20都为互相垂直；最终组成的工质管道阵列如图6所示，若干个垂直交叉排列的第一工质管道18、第二工质管道19以及第三工质管道20组成立体矩形工质管道阵列；
工质管道阵列处于壳体内，壳体内部充有相变储能材料21，其中，相变储能材料21为固液相变材料，相变储能材料21可以为：石蜡、水、共晶盐或其组合成分。其中，壳体、第一工质管道18、第二工质管道19以及第三工质管道20的材质选择抗压性及导热性能好，且不与相变储能材料21反应的铜或铝等材质。
当控制模块将系统切换为空载储能工作模式时，流体经过第一控制阀门4进入第一工质管道18内，相变储能材料21通过第一工质管道18侧壁，吸收其内部流体中的热量，将流体中热能进行存储；流体从第一工质管道18出口经过第五控制阀门10和第三控制阀门7后，进入储液罐1中循环利用。
当控制模块将系统切换为储能供热并行工作模式时，流体通过第一控制阀门4从第二工质管道19的进入，流体的热量通过第二工质管道19侧壁被相变储能材料21吸收存储后，从第二工质管道19出口进入第六控制阀门11。
当控制模块将系统切换为地热及储能耦合供热工作模式时，流体经过第四机械泵9从第三工质管道20入口进入，流体通过第三工质管道20的侧壁吸收壳体内部的相变储能材料21中的热量，吸热后的流体从第三工质管道20出口进入第六控制阀门11。
垂直交叉排列的第一工质管道18、第二工质管道19以及第三工质管道20能够提高相变储能能量密度和储热放热速率，实现切换两种储热模式以及一种加热模式；相变储能材料21与第一、第二、第三工质管道充分均匀接触，使储能密度增大，储热和供热速率增快；同时，垂直交叉排列方式能够节约管道排布占用的空间，在有限大小的壳体内部实现最多工质管道均匀排布，提升流体进入工质管道的流量。
在本公开中，以所述矩形阵列的中心为中心点，距离所述中心点由近到远所构成的正方形中的所有工质管道的直径为分别d1，d2…dn，则所述第一工质管道18、第二工质管道19以及第三工质管道20直径满足公式(2)：
Figure BDA0003762818730000151
式中：C2为常数，且0<C2<1。
在本公开实施例中，以第一工质管道18为例，若第一工质管道18组成的矩形阵列的中心为第一中心点，以第一中心点为中心，且距离第一中心点最近的第一工质管道18所组成的正方形为第一正方形，第一正方形中所有第一工质管道18的直径都为d1；以第一中心点为中心，与第一正方形中的第一工质管道18相邻，且将第一正方形包围在内的第一工质管道18组成的正方形为第二正方形，第二正方形中的所有第一工质管道18的直径都为d2；以第一中心点为中心，与第二正方形中的第一工质管道18相邻，且包围第二正方形的第一工质管道18组成的正方形为第三正方形，第三正方形中的第一工质管道18的直径都为d3，以此类推，最外层的第一工质管道18组成的正方形中，所有第一工质管道18的直径为dn。
同理，第二工质管道19与第三工质管道20组成的矩形阵列中，以矩形阵列的中心为第二、第三中心点，以第二、第三中心点为中心，距离第二、第三中心点由近到远形成的正方形中的第二工质管道19与第三工质管道20的直径分别为d1，d2…dn；根据公式2可确定具体每个工质管道应符合的直径大小。
第一工质管道18、第二工质管道19以及第三工质管道20的直径设置为以工质管道阵列的中心由内向外逐渐增大的结构的作用，是为了使工质管道间能够填充更多的相变材料，若使用直径相同的工质管道组成工质管道阵列，则工质管道之间距离过于紧凑，会导致没有空间填充相变材料，使得传热和储热能力降低。同时工质管道的直径由内向外逐渐增大是可以增加靠近中心部分的工质管道中流体进口阻力，减小外围工质管道内流体流动阻力，使工质管道中流体与相变储能材料21的换热更均匀，防止热量集中。
在本公开中，任意相邻的两个所述第一工质管道18、第二工质管道19以及第三工质管道20之间中心间隔距离大于或等于：2dn，其中，dn为所述第一工质管道18、第二工质管道19以及第三工质管道20的最大直径。
在本公开实施例中，处于矩形阵列最外层的工质管道的直径dn最大，则相邻两个第一工质管道18轴线中心之间、相邻两个第二工质管道19轴线之间以及相邻两个第三工质管道20的轴线之间的距离应大于或等于2dn。从而使管道分布更加均匀，从而使其受热更加均匀。
在本公开中，所述热利用模块，包括：第七控制阀门22、第五机械泵23、第六机械泵24、供暖模块以及制冷模块；所述第七控制阀门22分别连接所述第二控制阀门5、第五机械泵23以及第六机械泵24；所述第五机械泵23连接所述供暖模块，所述供暖模块连接所述第三机械泵6；所述第六机械泵24连接所述制冷模块，所述制冷模块连接所述第三机械泵6。
在本公开实施例中，控制模块分别连接第七控制阀门22、第五机械泵23以及第六机械泵24，其中，第七控制阀门22为三通阀门。当流体通过第二控制阀门5进入第七控制阀门22时，控制模块可以根据获取的实时室外温度控制第七控制阀门22进行开关切换。当室外温度较低，需要进行供暖时，控制模块控制第七阀门与第五机械泵23之间管路连通，同时控制第七阀门与第六机械泵24之间管路关闭；控制模块控制启动第五机械泵23，流体从第二控制阀门5经过第七控制阀门22和第五机械泵23进入供暖模块，供暖模块将流体输送至需要供暖的位置；当室外温度较高，需要进行制冷时，控制模块控制第七控制阀门22与第六机械泵24之间的管路连通，同时控制第七控制阀门22与第五机械泵23之间的管路关闭，控制模块控制第六机械泵24启动，流体通过第二控制阀门5经过第七控制阀门22和第六机械泵24进入吸收式制冷模块，吸收式制冷模块通过吸收流体中的热量进行制冷，并输送至需要供冷的位置。其中，吸收式制冷模块可以为氨水或溴化锂吸收式制冷机。
本公开实施例还提供一种地热利用系统的控制方法，包括：选择地热利用系统的工作模式，所述系统的工作模包括：空载储能工作模式、储能供热并行工作模式、地热全供热工作模式以及地热及储能耦合供热工作模式；当选择空载储能工作模式时，控制第一机械泵2、第二机械泵3、第一控制阀门4、第五控制阀门10以及第三控制阀门7打开，控制第二控制阀门5、第四控制阀门8、第六控制阀门11、第三机械泵6以及第四机械泵9关闭；当选择储能供热并行工作模式时，控制第一机械泵2、第二机械泵3、第三机械泵6、第一控制阀门4、第二控制阀门5、第三控制阀门7以及第六控制阀门11打开，控制第四机械泵9、第四控制阀门8以及第五控制阀门10关闭；当选择地热全供热工作模式时，控制第一机械泵2、第二机械泵3、第三机械泵6、第一控制阀门4、第二控制阀门5以及第三控制阀门7打开，控制第四机械泵9、第四控制阀门8、第五控制阀门10以及第六控制阀门11关闭；当选择地热及储能耦合供热工作模式时，控制第一机械泵2、第二机械泵3、第三机械泵6、第四机械泵9、第一控制阀门4、第二控制阀门5、第三控制阀门7、第四控制阀门8以及第六控制阀门11打开，控制第五控制阀门10关闭。
在本公开实施例中，当控制模块将系统切换为空载储能工作模式时，控制模块控制第一机械泵2、第二机械泵3、第一控制阀门4、第五控制阀门10以及第三控制阀门7打开；控制第二控制阀门5、第四控制阀门8、第六控制阀门11、第七控制阀门22、第三机械泵6、第四机械泵9、第五机械泵23及第六机械泵24关闭；第一机械泵2启动后，储液罐1中的流体经过第一机械泵2从同心圆管换热器的换热器外管13顶部开口进入其内部，流体流经换热器外管13内部的若干层均热板14及均热板14上设置的若干个扰流柱17，均热板14与扰流柱17因吸收地热能温度升高，流体与均热板14和扰流柱17进行换热后，温度升高后的流体通过均热板14上的流体下行内孔15和流体下行外孔16向下到达换热器外管13内的底部；流体从换热器外管13底部进入换热器内管12，从换热器内管12顶部出口经过第二机械泵3和第一控制阀门4的第一出口，从第一工质管道18的入口进入，在相变储能模块26内部，流体与相变储能材料21进行换热，使相变储能材料21温度升高，最后流体从第一工质管道18出口，经过第五控制阀门10与第三控制阀门7进入储液罐1中。
当控制模块将系统切换为储能供热并行工作模式时，控制模块控制第一机械泵2、第二机械泵3、第三机械泵6、第一控制阀门4、第二控制阀门5、第三控制阀门7、第六控制阀门11打开；控制第四机械泵9、第四控制阀门8、第五控制阀门10关闭；流体从储液罐1中经过第一机械泵2进入地下采热模块27进行换热后，经过第二机械泵3进入第一控制阀门4，在到达第一控制阀门4后，一部分流体通过第一控制阀门4的一个出口进入相变储能模块26的第二工质管道19内部，与相变储能材料21进行换热，换热后的流体温度降低，经过第六控制阀门11进入第二控制阀门5内，与经过第一控制阀门4分流的另一部分流体汇合；第二控制阀门5处安装有温度传感器，控制模块根据温度传感器检测的汇合于第二控制阀门5内流体温度，从而控制第二控制阀门5开度，调节两部分流体的混合比例，从而调节汇合后流体的温度，使其等于预设供热温度；控制模块根据室外温度感应机构检测的实时室外温度，判断若实时室外温度处于供暖预设温度范围内时，控制模块控制第七控制阀门22的第一出口以及第五机械泵23打开，控制第六机械泵24关闭，使流体进入供暖模块进行供暖；控制模块判断若实时室外温度处于供冷预设温度范围内时，控制模块控制第五机械泵23关闭，控制第七控制阀门22的第二出口以及第六机械泵24打开，使流体进入吸收式制冷模块进行制冷。经过供暖模块或吸收式制冷模块后的流体经过第三机械泵6和第三控制阀门7进入储液罐1。
当控制模块将系统切换为地热全供热工作模式时，控制模块控制第一机械泵2、第二机械泵3、第三机械泵6、第一控制阀门4、第二控制阀门5以及第三控制阀门7打开，控制第四机械泵9、第四控制阀门8、第五控制阀门10以及第六控制阀门11关闭；流体从储液罐1中经过第一机械泵2进入地下采热模块27进行换热后，经过第二机械泵3进入第一控制阀门4，因第四、第五、第六控制阀门11都为关闭状态，则流体将从第一控制阀门4的第二出口直接进入第二控制阀门5；控制模块判断若实时室外温度处于供暖预设温度范围内时，控制模块控制第七控制阀门22的第一出口以及第五机械泵23打开，控制第六机械泵24关闭，使流体进入供暖模块进行供暖；控制模块判断若实时室外温度处于供冷预设温度范围内时，控制模块控制第五机械泵23关闭，控制第七控制阀门22的第二出口以及第六机械泵24打开，使流体进入吸收式制冷模块进行制冷。经过供暖模块或吸收式制冷模块后的流体经过第三机械泵6和第三控制阀门7进入储液罐1。
当控制模块将系统切换为地热及储能耦合供热工作模式时，控制模块控制第一机械泵2、第二机械泵3、第三机械泵6、第四机械泵9、第一控制阀门4、第二控制阀门5、第三控制阀门7、第四控制阀门8以及第六控制阀门11打开，控制第五控制阀门10关闭。因第一机械泵2启动，驱动储液罐1中的流体经过第一机械泵2进入地下采热模块27进行换热；同时因第四机械泵9启动，驱动储液罐1中流体经过第三控制阀门7、第四控制阀门8和第四机械泵9后从相变储能模块26的第三工质管道20入口进入，与相变储能材料21进行换热，流体的温度升高后，从第三工质管道20出口经过第六控制阀门11进入第二控制阀门5；进入地下采热模块27换热后的流体通过第二机械泵3驱动，经过第一控制阀门4进入第二控制阀门5，与经过相变储能机构加热后的流体汇合；控制模块判断若实时室外温度处于供暖预设温度范围内时，控制模块控制第七控制阀门22的第一出口以及第五机械泵23打开，控制第六机械泵24关闭，使第二控制阀门5处的汇合的流体进入供暖模块进行供暖；控制模块判断若实时室外温度处于供冷预设温度范围内时，控制模块控制第五机械泵23关闭，控制第七控制阀门22的第二出口以及第六机械泵24打开，使流体进入吸收式制冷模块进行制冷。经过供暖模块或吸收式制冷模块后的流体经过第三机械泵6和第三控制阀门7进入储液罐1。
其中，控制模块分别连接供热模块和吸收式制冷模块，控制模块可以根据供热模块和吸收式制冷模块的用热需求，以地热能的充分利用为目标，控制系统在上述四种工作模式中进行自动切换。
在所述两种热能利用方式下，根据用热需求负荷高低，控制模块控制系统可依次启用四种工作模式：
空载储能工作模式：无用热需求时，通过相变储能模块26将采集的地热能通过相变潜热存储在相变储能材料21中，换热后的流体工质在机械泵驱动下回到储液罐1形成循环通路。实现地热能全周期供能的特性在无用热需求时的供需不匹配问题，同时储存的地热能可以供用热需求增大时使用。
储热供热并行工作模式：用热需求负荷升高，地下采热模块27出口的流体工质一部分进入相变储能模块26中进行储能，之后与剩余部分流体工质混合后为热利用模块供热，通过调控流体工质分流比例实现控制混合流体工质温度的目的，以达到为热利用模块提供用热需求的目的。热利用模块中换热后的流体工质在机械泵驱动下回到储液罐1形成循环通路。
地热全供热工作模式：用热需求负荷进一步升高，地下采热模块27出口的流体工质停止通过相变储能模块26储能，全部进入热利用模块中作为热源，满足热利用模块中的用热负荷需求。流体工质进入热利用模块中释放热量后经机械泵驱动回流进入储液罐1构成工质循环通路。
地热及储热耦合供热工作模式：当用热需求负荷高于地热全供热工作模式下所能提供的峰值负荷时，采集的地热能全部作为热利用模块热源满足部分用热需求负荷的同时，相变储能模块26开始释放储存的地热能弥补地热能供热负荷的不足。流体工质进入热利用模块中释放热量后经机械泵驱动回流进入储液罐1构成工质循环通路。
根据室外空气温度情况有两种形式的地热能利用方式，吸收式制冷模式主要用于夏季；供暖模式主要用于冬季。吸收式制冷模块即以采集的地热能作为热源驱动吸收式制冷装置，为热利用模块提供制冷量；供暖模式即以采集的地热能作为热源直接为终端供热或通过热转换将热量传递给终端供暖工质，为热利用模块提供用热需求。
本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
可以理解，本公开提及的上述各个方法实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。
在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
本发明具有废弃油井再利用且取热不取水的特点，降低地热能开采成本，且系统可以根据用热负荷需求自行切换工作模式，实现地热能采集、相变储能和热能利用的高效结合。以地热利用率最大化为目标，通过控制模块自行切换所述四种系统工作模式实现地热能利用；通过所述地下采热模块27，将采集的地热能用于热储能和满足热利用模块用热需求负荷；通过所述相变储能模块26的热储实现地热全周期供能与间歇波动性用热需求负荷相匹配，实现热量储存和释放同步运行的同时提高储能密度。
采用所述空载储能工作模式时，地下采热模块27和相变储能模块26分别起供热和储热作用，地下采热模块27输出热量全部用于热储；采用储能供热并行工作模式时，地下采热模块27、相变储能模块26和热利用模块分别起供热、储热和用热作用，地下采热模块27输出热量一部分用于热储后与剩余部分混合以满足热利用模块用热负荷需求；采用所述地热全供热工作模式时，地下采热模块27和热利用模块分别起供热和用热作用，地下采热模块27输出热量全部用于满足热利用模块用热负荷需求；采用地热及储能耦合供热工作模式时，地下采热模块27、相变储能模块26和热利用模块分别起供热、放热和用热作用，地下采热模块27输出热量全部用于满足部分用热负荷需求的同时，相变储能模块26释放储热满足剩余部分用热负荷需求。
本公开采用均热板14阵列和扰流柱17协同作用的地下采热模块27通过循环流体工质收集地层热能，提高换热器的热有效性；
通过相变储能模块26实现地热全周期供能与波动性用热需求负荷的协调配合，根据室外空气温度切换冬季夏季工作模式的同时根据用热需求负荷切换多种工作模式，达到充分利用地热能的目的。
本公开中的通过改造废弃油井作为地热井，能够降低地热开采成本和解决废弃油井对环境的污染隐患问题；地下采热模块27、相变储能模块26和热利用模块协同配合，实现地热能全周期供能能源与间歇性或波动性用热需求的匹配，并能够根据热负荷需求自行切换工作模式，提高地热能利用率。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种地热利用系统，其特征在于，包括：储液罐(1)、地下采热模块(27)、相变储能模块(26)以及热利用模块；
所述储液罐(1)通过第一机械泵(2)连接所述地下采热模块(27)，所述地下采热模块(27)处于废弃油井内；
所述地下采热模块(27)通过第一控制阀门(4)分别连接所述相变储能模块(26)以及第二控制阀门(5)，所述地下采热模块(27)与所述第一控制阀门(4)之间连接第二机械泵(3)；
所述第二控制阀门(5)连接所述热利用模块；
所述热利用模块通过第三机械泵(6)连接第三控制阀门(7)，所述第三控制阀门(7)连接所述储液罐(1)；
所述相变储能模块(26)通过第四机械泵(9)连接第四控制阀门(8)，所述第四控制阀门(8)连接所述第三控制阀门(7)；
所述相变储能模块(26)通过第五控制阀门(10)连接所述第三控制阀门(7)，以及通过第六控制阀门(11)连接所述第二控制阀门(5)。
2.根据权利要求1所述的地热利用系统，其特征在于，所述地下采热模块(27)，包括：同心圆管换热器；
所述同心圆管换热器包括：换热器内管(12)以及换热器外管(13)；
所述换热器内管(12)处于所述换热器外管(13)的内部，所述换热器外管(13)底部为封闭结构，所述换热器内管(12)底部开口与换热器外管(13)的内部连通；
所述换热器外管(13)的顶部与所述第一机械泵(2)连接，所述换热器内管(12)顶部与所述第二机械泵(3)连接。
3.根据权利要求2所述的地热利用系统，其特征在于，所述地下采热模块(27)，还包括：若干个均热板(14)；
若干个所述均热板(14)套接在所述换热器内管(12)的外部，沿所述换热器内管(12)轴向分布；
所述均热板(14)的侧壁穿过所述换热器外管(13)的侧壁，向远离换热器内管(12)方向延伸至地下水平方向第一预定位置；
所述均热板(14)上设置有流体下行内孔(15)或流体下行外孔(16)，所述流体下行内孔(15)的位置靠近所述换热器内管(12)，所述流体下行外孔(16)的位置靠近所述换热器外管(13)的侧壁；
相邻的两个所述均热板(14)上，一个具有所述流体下行内孔(15)，另一个具有所述流体下行外孔(16)。
4.根据权利要求3所述的地热利用系统，其特征在于，所述地下采热模块(27)，还包括：若干个扰流柱(17)；
所述扰流柱(17)垂直固定在所述换热器外管(13)的内部，所述扰流柱(17)的底端分别穿过所述均热板(14)及所述换热器外管(13)的底部，向下延伸至地下第二预定位置；
所述扰流柱(17)在所述均热板(14)上的位置按斐波那契图形分布。
5.根据权利要求4所述的地热利用系统，其特征在于：
以所述换热器内管(12)为圆心，若与所述圆心的距离由近到远的扰流柱(17)的直径分别为D1，D2…Dn，则：
所述扰流柱(17)的直径满足公式(1)：
Figure FDA0003762818720000021
式中：C1为常数，且0<C1<1。
6.根据权利要求1所述的地热利用系统，其特征在于，所述相变储能模块(26)，包括：若干个第一工质管道(18)、若干个第二工质管道(19)、若干个第三工质管道(20)以及壳体；
若干个第一工质管道(18)、若干个第二工质管道(19)以及若干个第三工质管道(20)分别排列组成三个矩形阵列，所述三个矩形阵列垂直交叉排列，构成工质管道阵列；
所述第一工质管道(18)、第二工质管道(19)以及第三工质管道(20)处于所述壳体内部，所述壳体内部具有相变储能材料(21)；
所述第一工质管道(18)的入口与所述第二工质管道(19)的入口分别连接所述第一控制阀门(4)；
所述第一工质管道(18)的出口连接所述第五控制阀门(10)，所述第三工质管道(20)的入口连接所述第四机械泵(9)；
所述第二工质管道(19)的出口与所述第三工质管道(20)的出口分别连接所述第六控制阀门(11)。
7.根据权利要求6所述的地热利用系统，其特征在于：
以所述矩形阵列的中心为中心点，距离所述中心点由近到远所构成的正方形中的所有工质管道的直径为分别d1，d2…dn，则所述第一工质管道(18)、第二工质管道(19)以及第三工质管道(20)直径满足公式(2)：
Figure FDA0003762818720000031
式中：C2为常数，且0<C2<1。
8.根据权利要求7所述的地热利用系统，其特征在于：
任意相邻的两个所述第一工质管道(18)、第二工质管道(19)以及第三工质管道(20)之间中心间隔距离大于或等于：2dn，其中，dn为所述第一工质管道(18)、第二工质管道(19)以及第三工质管道(20)的最大直径。
9.根据权利要求1-8任一项所述的地热利用系统，其特征在于，所述热利用模块，包括：第七控制阀门(22)、第五机械泵(23)、第六机械泵(24)、供暖模块以及制冷模块；
所述第七控制阀门(22)分别连接所述第二控制阀门(5)、第五机械泵(23)以及第六机械泵(24)；
所述第五机械泵(23)连接所述供暖模块，所述供暖模块连接所述第三机械泵(6)；
所述第六机械泵(24)连接所述制冷模块，所述制冷模块连接所述第三机械泵(6)。
10.一种地热利用系统的控制方法，其特征在于，包括：
选择地热利用系统的工作模式，所述系统的工作模式包括：空载储能工作模式、储能供热并行工作模式、地热全供热工作模式以及地热及储能耦合供热工作模式；
当选择空载储能工作模式时，控制第一机械泵、第二机械泵、第一控制阀门、第五控制阀门以及第三控制阀门打开，控制第二控制阀门、第四控制阀门、第六控制阀门、第三机械泵以及第四机械泵关闭；
当选择储能供热并行工作模式时，控制第一机械泵、第二机械泵、第三机械泵、第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门以及第六控制阀门打开，控制第四机械泵、第四控制阀门以及第五控制阀门关闭；
当选择地热全供热工作模式时，控制第一机械泵、第二机械泵、第三机械泵、第一控制阀门、第二控制阀门以及第三控制阀门打开，控制第四机械泵、第四控制阀门、第五控制阀门以及第六控制阀门关闭；
当选择地热及储能耦合供热工作模式时，控制第一机械泵、第二机械泵、第三机械泵、第四机械泵、第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门、第四控制阀门以及第六控制阀门打开，控制第五控制阀门关闭。
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