CN206959108U - 一种基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统，包括采热端、换热器、用户端，所述采热端通过水管与换热器联通，用户端通过水管也与换热器联通，所述换热器包括第一换热器和第二换热器，所述采热端供给的高温水通过水管首先进入第二换热器，进行一次换热，然后，再进入第一换热器，进行二次换热，最后，再进入第二换热器，进行三次换热，变成低温水通过水管回流到采热端；所述用户端低温水出通过水管与第一换热器或者第二换热器联通，进行换热后，通过水管回流到用户端；该基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统，通过设置三次热量交换过程，将热量分次进行交换，使得热量的利用率大大提高，不仅节省了成本，而且挺高了供热效率。

Description

一种基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统

技术领域

本实用新型属于供暖系统技术领域，具体涉及一种基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统。

背景技术

联合国有关新能源报告显示：全球地热能源资源总量，相当于全球资源总消耗量的45万倍。放射性元素的衰变是地球热能的主要来源。运动的地球不断的储积和释放着能量。每年通过热传导散失，火山喷发，地震，温泉等释放大量的能量。大陆地壳一般厚度为30～70公里，地热梯度从上向下逐渐增高，一般每下100m，温度升高3℃，地热型地热埋深至地下数千米，内部为不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。由于大量的地热型地热得不到有效的利用，造成了能源的大量流失和浪费。

近年来，随着地热能源采暖技术的不断发展，出现了很多利用地热能源的供暖系统，然而，现有的地热采暖系统，依然存在着热能浪费较多，难以很好利用地热能源的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有地热能源采暖系统无法有效利用地热能的问题。

为此，本实用新型提供了一种基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统，包括采热端、换热器、用户端，所述采热端通过水管与换热器联通，用户端通过水管也与换热器联通，所述换热器包括第一换热器和第二换热器，所述采热端供给的高温水通过水管首先进入第二换热器，进行一次换热，然后，再进入第一换热器，进行二次换热，最后，再进入第二换热器，进行三次换热后，变成低温水，通过水管回流到采热端；所述用户端低温水出通过水管与第一换热器或者第二换热器联通，进行换热后，通过水管回流到用户端。

所述第二换热器包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器，所述发生器与冷凝器相对设置，吸收器与蒸发器相对设置；

所述采热端高温水首先沿水管进入发生器，用户端低温水沿水管分流进入冷凝器，高温水与低温水进行热量交换，完成第一次热交换后，用户端低温水变成用户端高温水，沿水管回流到用户端；

蒸发器内的采热端高温水继续沿水管流向第一换热器，与沿水管分流进入第一换热器的用户端低温水进行第二次热交换，完成第二次热交换后，用户端低温水变成用户端高温水沿水管回流到用户端；

第一换热器内的采热端高温水再继续沿水管流向蒸发器，与沿水管分流进入吸收器的用户端低温水进行第三次热交换，完成第三次热交换后，用户端低温水变成用户端高温水，沿水管回流到用户端；蒸发器内的采热端高温水变成采热端低温水，沿水管回流到采热端。

所述第二换热器内还设置有换热溶液、冷剂水，膨胀阀，溶液泵以及溶液热交换器；采热端高温水在蒸发器内被来自冷凝器，经过膨胀阀减压节流后的低温冷剂水冷却，冷剂水自身吸收采热端高温水的热量后蒸发，成为冷剂蒸气，沿冷剂水循环管进入吸收器内，被换热浓溶液吸收，换热浓溶液变成换热稀溶液；

吸收器里的换热稀溶液，由溶液泵送往溶液热交换器，经过加热后温度升高，最后沿冷剂水循环管进入蒸发器；

在蒸发器中换热稀溶液被采热端高温水加热后，产生高温的冷剂水蒸气，并且换热稀溶液成为最终换热浓溶液；换热浓溶液沿溶液循环管流经溶液热交换器，进行换热后，温度被降低，再沿溶液循环管流入吸收器，吸收来自蒸发器的冷剂水蒸气，成为稀溶液；

蒸发器中产生的高温的冷剂水蒸气沿冷剂水循环管进入冷凝器被用户端低温水冷却，变成低温冷剂水，经膨胀阀减压节流，进入蒸发器，冷却进入蒸发器的采热端高温水。

所述换热溶液为溴化锂与水组成的二元溶液。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统，通过设置三次热量交换过程，将热量分次进行交换，使得热量的利用率大大提高，不仅节省了成本，而且挺高了供热效率。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统结构示意图。

图2是第一换热器与第二换热器换热过程原理图。

图3是第二换热器内部换热溶液、冷剂水流向示意图。

图4是基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统结构热量利用示意图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

为了克服现有地热能源采暖系统无法有效利用地热能的问题，本实施例提供了一种如图1所示的基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统，包括采热端、换热器、用户端，采热端为U形井，采集的是地热能，采热端通过水管与换热器联通，用户端通过水管也与换热器联通，但是，而是各自构成循环；采热端的水管与用户端的水管不进行联通，而是通过换热器将采热端的热量交换到用户端的水管中。

如图2所示，上述换热器包括第一换热器和第二换热器，采热端供给的高温水通过水管首先进入第二换热器，进行一次换热，然后，再进入第一换热器，进行二次换热，最后，再进入第二换热器，进行三次换热后，变成低温水，通过水管回流到采热端；用户端低温水出通过水管与第一换热器或者第二换热器联通，进行换热后，通过水管回流到用户端。

这样，U形井采集地热能的供暖系统，通过设置三次热量交换过程，将热量分次进行交换，使得热量的利用率大大提高，不仅节省了成本，而且挺高了供热效率。

如图2、图3所示，上述的第二换热器包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器，发生器与冷凝器相对设置，用于完成第一换热，吸收器与蒸发器相对设置，用于完成第三换热；具体换热过程如下：

采热端高温水首先沿水管进入发生器，用户端低温水沿水管分流进入冷凝器，采热端高温水与用户端低温水进行热量交换，完成第一次热交换后，用户端低温水变成用户端高温水，沿水管回流到用户端；

蒸发器内的采热端高温水继续沿水管流向第一换热器，与沿水管分流进入第一换热器的用户端低温水进行第二次热交换，完成第二次热交换后，用户端低温水变成用户端高温水沿水管回流到用户端；

第一换热器内的采热端高温水再继续沿水管流向蒸发器，与沿水管分流进入吸收器的用户端低温水进行第三次热交换，完成第三次热交换后，用户端低温水变成用户端高温水，沿水管回流到用户端；蒸发器内的采热端高温水变成采热端低温水，沿水管回流到采热端。

上述三次换热，第一换热后，采热端高温水的温度由90°下降到70°，第二次换热后，采热端高温水的温度由70°下降到41°，第三次换热后，采热端高温水的温度由41°下降到25°；而三次换热，用户端低温水的温度需要由40°上升到50°变成用户端高温水，相比之下，第三次换热的温度在常用换热模式下是无法实现的，因此，在第二换热器内还设置有辅助完成第三次热交换的媒介。

为了完成第三次热交换过程，第二换热器内还设置有换热溶液、冷剂水，膨胀阀，溶液泵以及溶液热交换器；采热端高温水在蒸发器内被来自冷凝器、经过膨胀阀减压节流后的低温冷剂水冷却，冷剂水自身吸收采热端高温水的热量后蒸发，成为冷剂蒸气，冷剂蒸气沿冷剂水循环管进入吸收器内，被换热浓溶液吸收，换热浓溶液变成换热稀溶液；

吸收器里的换热稀溶液，由溶液泵送往溶液热交换器，经过加热后温度升高，最后沿冷剂水循环管进入蒸发器；

在蒸发器中换热稀溶液被采热端高温水加热后，产生高温的冷剂水蒸气，并且换热稀溶液成为最终换热浓溶液；换热浓溶液沿溶液循环管流经溶液热交换器，进行换热后，温度被降低，再沿溶液循环管流入吸收器，吸收来自蒸发器的冷剂水蒸气，成为稀溶液；

蒸发器中产生的高温的冷剂水蒸气沿冷剂水循环管进入冷凝器被用户端低温水冷却，变成低温冷剂水，经膨胀阀减压节流，进入蒸发器，冷却进入蒸发器的采热端高温水；这样，往复循环，就完成了第一次和第三次热交换。

上述换热溶液为溴化锂与水组成的二元溶液；换热溶液起的作用为也太制冷器的作用，利用液态制冷剂在低温低压条件下蒸发汽化，吸收载冷剂的热负荷，从而产生制冷效应的。

如图4所示，为基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统结构热量利用示意图，可以发现，采热端的水温由90°一直被利用下降到25°，水的温差高达65°，相比于现有技术的热交换技术(温差为20°左右)，使得热量的输配能力提高了300％。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统，包括采热端、换热器、用户端，所述采热端通过水管与换热器联通，用户端通过水管也与换热器联通，其特征在于：所述换热器包括第一换热器和第二换热器，所述采热端供给的高温水通过水管首先进入第二换热器，进行一次换热，然后，再进入第一换热器，进行二次换热，最后，再进入第二换热器，进行三次换热后，变成低温水，通过水管回流到采热端；所述用户端低温水出通过水管与第一换热器或者第二换热器联通，进行换热后，通过水管回流到用户端。

2.如权利要求1所述的一种基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统，其特征在于：所述第二换热器包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器，所述发生器与冷凝器相对设置，吸收器与蒸发器相对设置；

所述采热端高温水首先沿水管进入发生器，用户端低温水沿水管分流进入冷凝器，高温水与低温水进行热量交换，完成第一次热交换后，用户端低温水变成用户端高温水，沿水管回流到用户端；

蒸发器内的采热端高温水继续沿水管流向第一换热器，与沿水管分流进入第一换热器的用户端低温水进行第二次热交换，完成第二次热交换后，用户端低温水变成用户端高温水沿水管回流到用户端；

第一换热器内的采热端高温水再继续沿水管流向蒸发器，与沿水管分流进入吸收器的用户端低温水进行第三次热交换，完成第三次热交换后，用户端低温水变成用户端高温水，沿水管回流到用户端；蒸发器内的采热端高温水变成采热端低温水，沿水管回流到采热端。

3.如权利要求2所述的一种基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统，其特征在于：所述第二换热器内还设置有换热溶液、冷剂水，膨胀阀，溶液泵以及溶液热交换器；采热端高温水在蒸发器内被来自冷凝器，经过膨胀阀减压节流后的低温冷剂水冷却，冷剂水自身吸收采热端高温水的热量后蒸发，成为冷剂蒸气，沿冷剂水循环管进入吸收器内，被换热浓溶液吸收，换热浓溶液变成换热稀溶液；

吸收器里的换热稀溶液，由溶液泵送往溶液热交换器，经过加热后温度升高，最后沿冷剂水循环管进入蒸发器；

在蒸发器中换热稀溶液被采热端高温水加热后，产生高温的冷剂水蒸气，并且换热稀溶液成为最终换热浓溶液；换热浓溶液沿溶液循环管流经溶液热交换器，进行换热后，温度被降低，再沿溶液循环管流入吸收器，吸收来自蒸发器的冷剂水蒸气，成为稀溶液；

蒸发器中产生的高温的冷剂水蒸气沿冷剂水循环管进入冷凝器被用户端低温水冷却，变成低温冷剂水，经膨胀阀减压节流，进入蒸发器，冷却进入蒸发器的采热端高温水。

4.如权利要求3所述的一种基于大温差吸收式换热器的地热能供暖系统，其特征在于：所述换热溶液为溴化锂与水组成的二元溶液。