CN209181039U - 一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统。该供热系统包括：潜水泵、旋流除砂器、第一类吸收式热泵机组的热水发生器、板式换热器、第一类吸收式热泵机组的蒸发器、过滤装置、回灌加压泵依次连接；供热需求端、吸收式热泵机组的吸收器和冷凝器依次连接；供热需求端与板式换热器连接，供热需求端出水端管路设有采暖循环泵；吸收式热泵机组还集成有燃气发生器。本实用新型够通过应用第一类吸收式热泵原理将传统的地热直供系统、热泵系统和燃气锅炉调峰系统集成，弥补了传统供热系统的不足，实现了减小设备占地面积、方便维护、降低噪音、能源互补、调峰灵活、降低运营成本、节能减排的有益效果。

Description

一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统

技术领域

本实用新型涉及清洁能源供热的领域，更具体地，涉及一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统。

背景技术

地热资源是一种可再生的清洁能源，具有清洁环保、用途广泛、稳定性好、可循环利用等特点，不受季节、气候、昼夜变化等外界因素干扰，是一种现实并具有竞争力的新能源。随着化石能源日益匮乏、环境污染加剧，地热能对于未来能源供应与节能减排的巨大潜力受到了世界各国的高度认同与重视。

天然气是一种清洁能源，由于其不同于燃煤，自身不含有氮、硫、灰份等成份，因此在燃烧过程中不产生二氧化硫和烟尘，在合理控制燃烧温度的情况下氮氧化物的产生量也远低于燃煤，因此是目前被广泛用于供暖的清洁能源。

由于中深层地热资源集中供热具有运营成本低的优势，因此地热供暖领域通常采用“直供+电热泵提温”的方式，负荷不足部分采用天然气锅炉作为补充调峰，以此实现经济效益最大化。但该工艺形式具有设备数量多、占地面积大、维护不方便、热泵噪音大、热泵电耗偏高等不足。

我国蕴藏有丰富的中深层地热资源，部分地区在可经济开发的深度范围内地热资源品位高，大量水热型中温地热资源随着第一类吸收式热泵技术理论的不断发展，已经具备了利用该技术的基础。

公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其能够通过应用第一类吸收式热泵原理将传统的地热直供系统、热泵系统和燃气锅炉调峰系统集成，实现能源互补、调峰灵活、降低运营成本、节能减排的有益效果。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，包括：第一类吸收式热泵机组、板式换热器，所述第一类吸收式热泵机组包括热水发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器；

所述热水发生器、板式换热器、蒸发器依次连接，所述板式换热器连接于供热需求端；

所述吸收器、冷凝器、供热需求端依次连接；

所述吸收式热泵机组还包括燃气加热装置，所述燃气加热装置和所述热水发生器连接。

优选地，所述燃气加热装置为燃气发生器，所述燃气发生器的进气端管路设有阀门，所述燃气发生器还设有排烟口。

优选地，所述吸收器的出水端和冷凝器的进水端连接。

优选地，所述吸收器的进水端依次通过阀门、采暖循环泵与所述供热需求端的出水端连接，所述冷凝器的出水端通过阀门与所述供热需求端的进水端连接。

优选地，所述板式换热器通过所述采暖循环泵与所述供热需求端的出水端连接。

优选地，还包括旋流除砂器，所述旋流除砂器通过阀门连接于所述热水发生器的进水端，所述旋流除砂器与所述板式换热器之间设有第一旁路阀门。

优选地，还包括过滤装置，所述过滤装置连接于所述蒸发器的出水端，所述过滤装置与所述板式换热器之间设有第二旁路阀门。

优选地，所述蒸发器的进水端通过阀门与所述板式换热器连接。

优选地，所述热水发生器的出水端通过阀门与板式换热器连接。

优选地，还包括潜水泵、回灌加压泵，所述潜水泵连接于所述旋流除砂器，所述回灌加压泵连接于过滤装置。

本实用新型的有益效果在于：根据本实用新型提出的一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其能够通过应用第一类吸收式热泵原理将传统的地热直供系统、热泵系统和燃气锅炉调峰系统集成，弥补了传统系统的不足，实现了减小设备占地面积、方便维护、降低噪音、能源互补、调峰灵活、降低运营成本、节能减排的有益效果。

本实用新型的和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其特征在于，在本实用新型示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、地热生产井；2、潜水泵；3、旋流除砂器；4、燃气进口；5、排烟口；6、第一类吸收式热泵机组；6-1、热水发生器；6-2、燃气发生器；6-3、蒸发器；6-4、吸收器；6-5、冷凝器；7、采暖循环泵；8、采暖需求侧；9、板式换热器；10、过滤装置；11、回灌加压泵；12、地热回灌井；V1、V2、旁路阀门。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型的一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，包括：第一类吸收式热泵机组、板式换热器，第一类吸收式热泵机组包括热水发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器；

热水发生器、板式换热器、蒸发器依次连接，板式换热器连接于供热需求端；

吸收器、冷凝器、供热需求端依次连接；

吸收式热泵机组还包括燃气加热装置，燃气加热装置和热水发生器连接。

具体地，热水发生器、板式换热器、蒸发器、依次连接构成了主供热管路，吸收器、冷凝器、供热需求端依次连接构成第一采暖循环支路，供热需求端与板式换热器连接构成了第二采暖循环支路，充分利用了地热资源，避免资源浪费。

更具体地，在第一类吸收式热泵机组增设燃气加热装置，当采暖严寒期地热水负荷不足时，开启燃气加热装置通过燃烧天然气对地热水提供驱动热源，弥补供热不足，实现调峰效果。

在一个示例中，燃气加热装置为燃气发生器，燃气发生器的进气端管路设有阀门，燃气发生器还设有排烟口。

具体地，当采暖严寒期地热水负荷不足时，开启燃气进口的管路阀门，燃气发生器内燃烧提供驱动热源，尾气由排烟口排出室外。

在一个示例中，吸收器的出水端和冷凝器的进水端连接。

在一个示例中，吸收器的进水端依次通过阀门、采暖循环泵与供热需求端的出水端连接，冷凝器的出水端通过阀门与供热需求端的进水端连接。

具体地，由于吸收器所需冷却水温度比冷凝器所需冷却水温度低，因此作为冷却水的采暖循环水回水通常采用串联的形式依次流过吸收器和冷凝器，温度逐级提升后达到供暖所需温度再流回供暖需求端供热；第一采暖循环支路的采暖回水依次流过吸收器的进水端、吸收器的出水端、冷凝器的进水端、冷凝器的出水端，采暖循环泵设于第一采暖循环支路的回水管道上，送水管道和回水管道均设有阀门。

在一个示例中，板式换热器通过采暖循环泵与供热需求端的出水端连接。

具体地，供热需求端与板式换热器连接构成了第二采暖循环支路，采暖循环泵设于回水管道上。

更具体地，第一类吸收式热泵机组、板式换热器和采暖循环泵可以按照撬装机组模式组装生产，进一步节约系统占地空间。

在一个示例中，还包括旋流除砂器，旋流除砂器通过阀门连接于热水发生器的进水端，旋流除砂器与板式换热器之间设有第一旁路阀门。

具体地，当地热水含气量较高时，在旋流除砂器后可以配置气-水分离装置和管道加压泵。

在一个示例中，还包括过滤装置，过滤装置连接于蒸发器的出水端，过滤装置与板式换热器之间设有第二旁路阀门。

在一个示例中，蒸发器的进水端通过阀门与板式换热器连接。

在一个示例中，热水发生器的出水端通过阀门与板式换热器连接。

具体地，第一旁路阀门并连于设在热水发生器进水管道和出水管道中的两个阀门。第二旁路阀门连接在主供热管路中的板式换热器的回水管和过滤装置进水管路之间，系统正常工作时两个旁路阀门处于关闭状态。

更具体地，第一类吸收式热泵机组需要临时维修时可开启第一、第二旁路阀门并关闭其他所有阀门，切换至板式换热器单独供暖模式，避免整个供热系统停运。

在一个示例中，还包括潜水泵、回灌加压泵，潜水泵连接于旋流除砂器，回灌加压泵连接于过滤装置。

具体地，潜水泵设于地热生产井中用于抽取地热水，回灌加压泵设于地热回灌井前用于将过滤后的地热尾水进行同层回灌处理。

实施例：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统的结构示意图，如图1所示，一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统包括：潜水泵2、旋流除砂器3、第一类吸收式热泵机组6的热水发生器6-1、板式换热器9、第一类吸收式热泵机组6的蒸发器6-3、过滤装置10、回灌加压泵11依次连接；采暖需求侧分为2个循环支路；第一采暖循环支路：供热需求端8、第一类吸收式热泵机组6的吸收器6-4和冷凝器6-5依次连接；第二采暖循环支路：供热需求端8与板式换热器9连接，供热需求端8出水端管路设有采暖循环泵7；在热水发生器6-1位置设有第一旁路阀门V1，板式换热器9位置设有第二旁路阀门V2；第一类吸收式热泵机组6还集成有燃气发生器6-2，燃气发生器6-2设有燃气进口4和排烟口5。以上设备的连接方式均为管道连接，其他阀门位置如图1中所示。

本系统工作原理为：地热流体由生产井1经潜水泵2抽至地面，首先通过旋流除砂器3进行除砂，然后送入第一类吸收式热泵机组6的热水发生器6-1，在热水发生器6-1内地热水释放热量，加热机组内的混合溶液使其制冷剂沸腾并产生冷剂蒸汽，经过机组内溶液泵的升压和热源的加热，提高制冷机蒸汽压力(混合溶液除常规的LiBr-水外，还可以使用NaOH-水、KOH-水、CsOH-水等，在比例配置适当的条件下均可达到相近的效果和效率，水均作为制冷剂)。混合溶液释放出制冷剂蒸汽后浓度和温度都有所提高，经节流降压后送回至吸收器6-4具有了吸收制冷剂蒸汽的能力。热水发生器6-1内产生的高压制冷剂蒸汽送入冷凝器6-5中被冷凝成冷剂液体，节流后被送入压力较低的蒸发器6-3并被第二次进入机组的地热水加热蒸发，产生低压制冷剂蒸汽并被送入吸收器6-4，被其中的高浓度混合溶液吸收，从而完成第一类吸收式热泵机组6内的循环。

由于吸收器6-4所需冷却水温度比冷凝器6-5所需冷却水温度低，因此作为冷却水的采暖循环水回水通常采用串联的形式依次流过吸收器6-4和冷凝器6-5，温度逐级提升后达到供暖所需温度。

由于发生器6-1的热源驱动温度与蒸发器6-3所需的蒸发温度之间有较大的中温段不能直接利用，因此地热水在发生器6-1中放热后先被送至板式换热器9加热一部分采暖循环水后再被送回至蒸发器6-3中。蒸发器6-3中放热后的地热尾水进入过滤装置10后，由回灌加压泵11送至回灌井12完成地热水同层回灌处理。

当采暖严寒期地热水负荷不足时，开启燃气进口4的管路阀门，燃气在第一类吸收式热泵机组6的燃气发生器6-2内燃烧提供驱动热源，尾气由排烟口5排出室外。

当第一类吸收式热泵机组6需要临时维修时可开启第一旁路阀门V1和第二旁路阀门V2，并关闭图1中所示的其它阀门，使系统切换至板式换热器9单独供暖模式保持低负荷运行，避免整个供热系统停运。当机组可以投入运行时，关闭第一旁路阀门V1和第二旁路阀门V2，并开启图1中所示的其它阀门，系统即可满负荷投入运行。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，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。

Claims (10)

1.一种中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其特征在于，包括：第一类吸收式热泵机组、板式换热器，所述第一类吸收式热泵机组包括热水发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器；

所述热水发生器、板式换热器、蒸发器依次连接，所述板式换热器连接于供热需求端；

所述吸收器、冷凝器、供热需求端依次连接；

所述吸收式热泵机组还包括燃气加热装置，所述燃气加热装置和所述热水发生器连接。

2.根据权利要求1所述的中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其特征在于，所述燃气加热装置为燃气发生器，所述燃气发生器的进气端管路设有阀门，所述燃气发生器还设有排烟口。

3.根据权利要求1所述的中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其特征在于，所述吸收器的出水端和冷凝器的进水端连接。

4.根据权利要求1所述的中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其特征在于，所述吸收器的进水端依次通过阀门、采暖循环泵与所述供热需求端的出水端连接，所述冷凝器的出水端通过阀门与所述供热需求端的进水端连接。

5.根据权利要求4所述的中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其特征在于，所述板式换热器通过所述采暖循环泵与所述供热需求端的出水端连接。

6.根据权利要求1所述的中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其特征在于，还包括旋流除砂器，所述旋流除砂器通过阀门连接于所述热水发生器的进水端，所述旋流除砂器与所述板式换热器之间设有第一旁路阀门。

7.根据权利要求1所述的中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其特征在于，还包括过滤装置，所述过滤装置连接于所述蒸发器的出水端，所述过滤装置与所述板式换热器之间设有第二旁路阀门。

8.根据权利要求1所述的中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其特征在于，所述蒸发器的进水端通过阀门与所述板式换热器连接。

9.根据权利要求1所述的中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其特征在于，所述热水发生器的出水端通过阀门与板式换热器连接。

10.根据权利要求6所述的中深层地热能和燃气双驱动调峰型吸收式供热系统，其特征在于，还包括潜水泵、回灌加压泵，所述潜水泵连接于所述旋流除砂器，所述回灌加压泵连接于过滤装置。