CN204943634U - 地热水燃气热泵联合供热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种地热水燃气热泵联合供热系统，该系统的一级板式换热器与采水井通过水井侧采水主管连接，采水主管延伸端与采水井中潜水泵相连，所述潜水泵设置在采水井中的含水层下部；所述一级板式换热器与燃气热泵的冷凝器、缸套冷却水换热器和烟气-水换热器以串联方式连接所述二级板式换热器与回灌井通过水井侧回水主管连接，回水主管上设有井水加压泵，回水主管延伸端伸入回灌井水体中连通；所述的二级板式换热器与燃气热泵的蒸发器之间设有中间循环水环路，在中间循环水环路上设有中间循环泵。有益效果是通过燃气热泵联合供热系统实现地热梯级利用，降低了地热水的回灌温度，提高了地热利用率；余热回收系统提高了一次能源利用率，使得热量利用高达80％-90％，减少了能源的浪费。
Description
技术领域
本实用新型涉及能源开发利用技术，特别是一种地热水燃气热泵联合供热系统。
背景技术
近年来随着经济发展，不可再生能源消耗加速，供应出现短缺，人们愈加重视对新能源和可再生能源的研究开发和利用，地热能就是主要的新能源和可再生能源之一。但目前地热的开采利用仍普遍存在回灌温度偏高，地热利用率低等问题。
伴随着电力需求的增加和世界能源危机的加剧，调整能源结构，提高能源利用率，改善能源安全，解决环境污染己经成为我国能源战略的重点。天然气是清洁的一次能源，以天然气作为热源的燃气热泵具有较高的能源利用率且不依赖于电网，是一种较好的系统形式。但目前，燃气发动机的排烟温度较高，大量高温余热被烟气带走，同时，为冷却发动机缸套，大量中低温余热被排放到大气中，造成能源浪费，同时也污染了环境。因此，如何进一步降低排烟温度，减少热污染，实现能源的梯级利用，实现节能减排效果，具有重要意义。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种地热水燃气热泵联合供热系统，以利于解决地热水的回灌温度偏高，地热利用率低；燃气热泵的高温烟气余热得不到回收利用，中低温冷却余热流失于大气中，既浪费能源又污染环境的问题。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是提供一种地热水燃气热泵联合供热系统，该系统包括采水井、一级板式换热器、二级板式换热器、燃气热泵、缸套冷却水换热器、烟气-水换热器、热用户、回灌井；其中：所述一级板式换热器与采水井通过水井侧采水主管连接，采水主管延伸端与采水井中潜水泵相连，所述潜水泵设置在采水井中的含水层下部；所述一级板式换热器与燃气热泵的冷凝器、缸套冷却水换热器和烟气-水换热器以串联方式连接所述二级板式换热器与回灌井通过水井侧回水主管连接，回水主管上设有井水加压泵，回水主管延伸端伸入回灌井水体中连通；所述的二级板式换热器与燃气热泵的蒸发器之间设有中间循环水环路，在中间循环水环路上设有中间循环泵。
本发明的效果是：
1.通过燃气热泵实现地热梯级利用，降低了地热水的回灌温度，提高了地热利用率；
2.燃气热泵以燃气作为热源，克服了电驱动热泵对于电网的依赖性；而且余热回收系统大大提高了一次能源利用率，使得热量利用高达80％-90％，减少了能源的浪费；
3.用户循环水先经过板式换热器充分换热后，再由热泵进一步加热升温，最大限度利用板换换热，以克服以往板换与热泵并联模式运行时开启热泵导致板换流量减小，进而板换换热量减少的问题，使得热泵承担的负荷最小化，进而缩短热泵开启时间，降低运行费用，使经济效益最大化。
附图说明
图1为本实用新型并联系统原理结构示意图；
图2为本实用新型串联系统原理结构示意图；
图3为本实用新型局部并联、整体串联系统原理结构示意图。
图中：
1.采水井2.一级板式换热器3.二级板式换热器4.燃气热泵5.缸套冷却水换热器6.烟气-水换热器7.热用户8.回灌井9.蒸发器10.膨胀阀11.冷凝器12.压缩机13.燃气发动机14.潜水泵15.井水加压泵16.中间循环泵17.冷却水泵18.用户循环泵19.第一阀门20.第二阀门
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的地热水燃气热泵联合供热系统结构作进一步说明。
如图1、2、3所示，本实用新型的地热水燃气热泵联合供热系统，该系统包括采水井1、一级板式换热器2、二级板式换热器3、燃气热泵4、缸套冷却水换热器5、烟气-水换热器6、热用户7、回灌井8；所述一级板式换热器2与采水井1通过水井侧采水主管连接，采水主管延伸端与采水井1中潜水泵14相连，所述潜水泵14设置在采水井9中的含水层下部；所述一级板式换热器2与燃气热泵4的冷凝器11、缸套冷却水换热器5和烟气-水换热器6以串联方式连接所述二级板式换热器3与回灌井8通过水井侧回水主管连接，回水主管上设有井水加压泵15，回水主管延伸端伸入回灌井8水体中连通；所述的二级板式换热器3与燃气热泵4的蒸发器9之间设有中间循环水环路，在中间循环水环路上设有中间循环泵16。
所述的燃气热泵4包括蒸发器9、冷凝器11、膨胀阀10、压缩机12和燃气发动机13；蒸发器9的出口与冷凝器11的入口之间设有由燃气发动机13驱动的压缩机12，冷凝器11的出口与蒸发器9的入口之间设有膨胀阀10。
所述的燃气发动机13与缸套冷却水换热器5之间设有冷却水环路，且环路上设有冷却水泵17。所述的一级板式换热器2与热用户7之间设有用户循环泵18。所述的燃气发动机13与烟气-水换热器6之间设有烟气通道，使得燃气发动机13产生的高温烟气经烟气-水换热器6放热降温后排放。
实施例1：如图1所示，关闭第二阀门20，打开第一阀门19，地热水和燃气热泵联合供热，且燃气热泵系统采用并联连接。地热水采水经潜水泵14从采水井1抽出后依次经过一级板式换热器2、二级板式换热器3放热降温后由井水加压泵15加压至回灌井8；热用户循环水回水在用户循环泵18的驱动下先经过一级板式换热器2加热，再分别进入燃气热泵4的冷凝器11、燃气发动机13的缸套冷却水换热器5和烟气-水换热器6处理到供水温度送至热用户7；中间循环水在中间循环泵16的驱动下从二级板式换热器3吸收热量，并在燃气热泵4的蒸发器9放出热量，实现地热水梯级利用。
所述的燃气热泵4由蒸发器9、冷凝器11、膨胀阀10和燃气发动机13驱动的压缩机12组成。
所述的燃气发动机13设有冷却水环路，在冷却水泵17的驱动下，通过缸套冷却水换热器5实现冷却水余热的回收利用。
所述的燃气发动机13所排出的高温烟气经烟气-水换热器6回收余热后排放，实现高温烟气的余热回收利用。
在用热需求较小的供热初期和末期，也可关闭热泵系统，只开启一级板式换热器2换热，即关闭第一阀门19，打开第二阀门20，地热水独立供热。地热水采水经潜水泵14从采水井1抽出后经过一级板式换热器2放热降温后由井水加压泵15加压至回灌井8；热用户循环水回水在用户循环泵18的驱动下经过一级板式换热器2加热处理到供水温度送至热用户7。
实施例2：如图2所示，关闭第二阀门20，打开第一阀门19，地热水和燃气热泵联合供热，且燃气热泵系统采用串联连接。地热水采水经潜水泵14从采水井1抽出后依次经过一级板式换热器2、二级板式换热器3放热降温后由井水加压泵15加压至回灌井8；热用户循环水回水在用户循环泵18的驱动下先经过一级板式换热器2加热，再依次进入燃气热泵4的冷凝器11、燃气发动机13的缸套冷却水换热器5和烟气-水换热器6处理到供水温度送至热用户7；中间循环水在中间循环泵16的驱动下从二级板式换热器3吸收热量，并在燃气热泵4的蒸发器9放出热量，实现地热水梯级利用。
所述的燃气热泵4由蒸发器9、冷凝器11、膨胀阀10和燃气发动机13驱动的压缩机12组成。
所述的燃气发动机13设有冷却水环路，在冷却水泵17的驱动下，通过缸套冷却水换热器5实现冷却水余热的回收利用。
所述的燃气发动机13所排出的高温烟气经烟气-水换热器6回收余热后排放，实现高温烟气的余热回收利用。
在用热需求较小的供热初期和末期，也可关闭热泵系统，只开启一级板式换热器2换热，即关闭第一阀门19，打开第二阀门20，地热水独立供热。地热水采水经潜水泵14从采水井1抽出后经过一级板式换热器2放热降温后由井水加压泵15加压至回灌井8；热用户循环水回水在用户循环泵18的驱动下经过一级板式换热器2加热处理到供水温度送至热用户7。
实施例3：如图3所示，关闭第二阀门20，打开第一阀门19，地热水和燃气热泵联合供热，且燃气热泵系统采用局部并联、整体串联连接。地热水采水经潜水泵14从采水井1抽出后依次经过一级板式换热器2、二级板式换热器3放热降温后由井水加压泵15加压至回灌井8；热用户循环水回水在用户循环泵18的驱动下先经过一级板式换热器2加热，再进入燃气热泵4的冷凝器11进一步加热升温后分别进入燃气发动机13的缸套冷却水换热器5和烟气-水换热器6处理到供水温度送至热用户7；中间循环水在中间循环泵16的驱动下从二级板式换热器3吸收热量，并在燃气热泵4的蒸发器9放出热量，实现地热水梯级利用。
所述的燃气热泵4由蒸发器9、冷凝器11、膨胀阀10和燃气发动机13驱动的压缩机12组成。
所述的燃气发动机13设有冷却水环路，在冷却水泵17的驱动下，通过缸套冷却水换热器5实现冷却水余热的回收利用。
所述的燃气发动机13所排出的高温烟气经烟气-水换热器6回收余热后排放，实现高温烟气的余热回收利用。
在用热需求较小的供热初期和末期，也可关闭热泵系统，只开启一级板式换热器2换热，即关闭第一阀门19，打开第二阀门20，地热水独立供热。地热水采水经潜水泵14从采水井1抽出后经过一级板式换热器2放热降温后由井水加压泵15加压至回灌井8；热用户循环水回水在用户循环泵18的驱动下经过一级板式换热器2加热处理到供水温度送至热用户7。
Claims (5)
1.一种地热水燃气热泵联合供热系统，该系统包括采水井(1)、一级板式换热器(2)、二级板式换热器(3)、燃气热泵(4)、缸套冷却水换热器(5)、烟气-水换热器(6)、热用户(7)、回灌井(8)；其特征是：所述一级板式换热器(2)与采水井(1)通过水井侧采水主管连接，采水主管延伸端与采水井(1)中潜水泵(14)相连，所述潜水泵(14)设置在采水井(9)中的含水层下部；所述一级板式换热器(2)与燃气热泵(4)的冷凝器(11)、缸套冷却水换热器(5)和烟气-水换热器(6)以串联方式连接所述二级板式换热器(3)与回灌井(8)通过水井侧回水主管连接，回水主管上设有井水加压泵(15)，回水主管延伸端伸入回灌井(8)水体中连通；所述的二级板式换热器(3)与燃气热泵(4)的蒸发器(9)之间设有中间循环水环路，在中间循环水环路上设有中间循环泵(16)。
2.根据权利要求1所述的地热水燃气热泵联合供热系统，其特征是：所述的一级板式换热器(2)与热用户(7)之间设有用户循环泵(18)。
3.根据权利要求1所述的地热水燃气热泵联合供热系统，其特征是：所述的燃气热泵(4)包括蒸发器(9)、冷凝器(11)、膨胀阀(10)、压缩机(12)和燃气发动机(13)；蒸发器(9)的出口与冷凝器(11)的入口之间设有由燃气发动机(13)驱动的压缩机(12)，冷凝器(11)的出口与蒸发器(9)的入口之间设有膨胀阀(10)。
4.根据权利要求3所述的地热水燃气热泵联合供热系统，其特征是：所述的燃气发动机(13)与缸套冷却水换热器(5)之间设有冷却水环路，且环路上设有冷却水泵(17)。
5.根据权利要求3所述的地热水燃气热泵联合供热系统，其特征是：所述的燃气发动机(13)与烟气-水换热器(6)之间设有烟气通道，使得燃气发动机(13)产生的高温烟气经烟气-水换热器(6)放热降温后排放。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107504547A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-12-22 | 北京建筑大学 | 一种基于深层地热能的供热系统 |
| CN113074409A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-07-06 | 浙江正泰聚能科技有限公司 | 一种供热系统及地热能源站 |
| CN117308165A (zh) * | 2023-11-22 | 2023-12-29 | 烟台蓝德空调工业有限责任公司 | 一种多级高效余热回收热泵系统及其运行方法 |
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