CN211739236U - 一种地热水采暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地热水采暖系统，包括供暖系统和射流泵，射流泵设置于第一地热水深井中，射流泵的被抽吸介质入口连接有被抽吸介质管，被抽吸介质管的入口插入第一地热水深井内的地热水中，供暖系统回水管的出口通过射流介质进水管连接射流泵的射流介质入口，射流介质进水管上设有循环泵，射流泵的混合介质出口通过混合介质出水管连接供暖系统进水管的入口，射流介质进水管的热交换部设置于第二地热水深井内的地热水中。该系统采用供暖系统的回水与地热水混合进行供暖，充分地利用了地热水的热能，同时回收了供暖系统的回水热能和水资源，回水与地热水混合前先通过地热水加热，可大幅度提高其温度，从而减少地热水的抽取量，节省地热水资源。

Description

一种地热水采暖系统

技术领域

本实用新型涉及一种地热水利用系统，具体涉及一种利用地热水采暖的地热水采暖系统。

背景技术

地热水具有水资源和矿产资源的双重属性，是《可再生能源法》中被列为鼓励和支持开发的可再生能源之一。由于其具有清洁、廉价和可再生的特点，被广泛的应用于建筑采暖和空调方面。

现有的地热水采暖技术为，地热水用热水井泵泵抽出来后直接进入用户的采暖系统（地热盘管系统、暖气片系统或中央空调的风机盘管系统），经过采暖系统散热的水直接排放到下水道中。

现有的地热水采暖技术主要存在以下不足：

1、由于地热水温度高（50℃至90℃）、含盐量高和含沙量大的特点，实际使用中的深井泵电机和轴套水泵经常损坏，影响采暖效果和造成大量的浪费，同时深井泵和循环泵的同时存在，造成系统复杂和耗电量大等缺点。每年国内仅山东、河北、河南以及京津地区在利用地热采暖和温泉洗浴方面利用地热资源，由于地热泵损坏造成的直接损失不低于亿元人民币；

2、经过采暖系统散热的水直接排放到下水道中，地热水及其所含热能都不能充分利用，浪费巨大；

3、存在地热水温度分布不均匀的现象，造成采暖系统温度不均匀稳定的现象时而发生；

4、地热水抽取量大，区域型大范围使用时，使区域内地热水/地下水的水位下降严重。

实用新型内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种地热水采暖系统，以充分利用地热水热能，减少地下水资源消耗或浪费。

本实用新型实现上述目的的技术方案是：一种地热水采暖系统，包括供暖系统，还包括射流泵，所述射流泵设置于第一地热水深井中，所述射流泵的被抽吸介质入口连接有被抽吸介质管，所述被抽吸介质管的入口插入所述第一地热水深井内的地热水中，供暖系统回水管的出口通过射流介质进水管连接所述射流泵的射流介质入口，所述射流介质进水管上设有循环泵，所述射流泵的混合介质出口通过混合介质出水管连接供暖系统进水管的入口，所述射流介质进水管设有热交换部，所述热交换部设置于第二地热水深井内的地热水中。

优选的，所述被抽吸介质管上设有流量控制阀。

优选的，所述供暖系统进水管的管路上设有旋流除沙器。

优选的，所述旋流除沙器与所述供暖系统之间的供暖系统进水管上设有分水器，所述分水器的出水口分别连接所述供暖系统中的各采暖装置的进水口。

优选的，所述旋流除沙器和/或所述分水器设有直排支管，所述直排支管上设有截止阀。

优选的，所述旋流除沙器与所述分水器之间的供暖系统进水管上设有供热总阀门。

优选的，所述循环泵与所述射流泵之间的射流介质进水管上设有止逆阀。

优选的，所述循环泵采用一用一备的相互并联的的两个高压泵或多用一备的相互并联的多个高压泵。

优选的，所述第一地热水深井和第二地热水深井的井口均设有井口设备，所述井口设备包括焊接为一体的底座和井管，所述底座设有上、下法兰盘，所述下法兰盘与地热水深井的井台固定连接，从地热水深井的外面插入其内部的管道固定连接在所述上法兰盘上。

优选的，所述地热水采暖系统还包括砂滤池，还包括砂滤池，所述砂滤池的池体内铺设有过滤砂床，所述供暖系统回水管的出口接入所述砂滤池的进水侧，所述射流介质进水管的入口连接所述砂滤池的出水侧，由此实现所述供暖系统回水管的出口通过射流介质进水管与所述射流泵的射流介质入口的连接，所述供暖系统回水管上设有砂滤池进水控制阀，所述砂滤池与所述循环泵之间的射流介质进水管上设有循环控制阀，所述砂滤池的出水侧设有排水管，所述排水管插入回灌井中，所述排水管上设有排水控制阀。

所述热交换部可以为所述射流介质进水管中的一段管体，优选呈竖向的螺旋管状或相互串联的竖向列管状。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用供暖系统散热后的回水作为射流泵的射流介质，利用供暖系统的回水与地热水的混合水进行供暖，既避免了供暖系统的回水直接排放造成水资源的浪费，又回收了供暖系统的回水中的热能进行再利用，避免了能源的浪费。

2、本实用新型在供暖系统的回水与地热水通过射流泵混合前，先通过地热水对供暖系统的回水进行加热，可大幅度提高供暖系统的回水的温度，使供暖系统的回水的温度更接近于供暖系统的进水的需求温度，进而极大地减少在射流泵中与供暖系统的回水混合的地热水量（供暖系统的回水已经经过一次升温，仅需再与少量地热水混合进行二次升温即可达到供暖系统的进水温度需求甚至不需要二次升温），供暖系统的进水大部分为供暖系统的回水，从而减少地热水的抽取量，节省地热水资源。

3、本实用新型采用射流泵抽吸地热水，使地热水深井中无任何转动的部件，系统可靠性提高，维护费用大幅度降低，井内的部件使用寿命可达到5年以上，射流泵的使用使井中无电气部件，系统耗电量大幅度降低。

4、本实用新型的供暖系统的回水如需排放，在排放前先经砂滤池过滤，可有效过滤掉供暖系统的回水中的杂质，避免排放的供暖系统的回水对地下水造成污染，净化达标的水可以进入深井补充地下水。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型砂滤池的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型公开了一种地热水采暖系统，包括供暖系统1，还包括射流泵2，所述射流泵设置于第一地热水深井3中，所述射流泵的被抽吸介质入口连接有被抽吸介质管，所述被抽吸介质管的入口插入所述第一地热水深井内的地热水中，用于抽吸地热水，供暖系统回水管的出口通过射流介质进水管连接所述射流泵的射流介质入口，所述射流介质进水管上设有循环泵4，所述射流泵用于对供暖系统的回水加压，以使供暖系统的回水满足作为所述射流泵的射流介质的压力，所述射流泵的混合介质出口通过混合介质出水管连接供暖系统进水管的入口，用于将经过所述射流泵混合后的供暖系统回水和地热水的混合介质送入所述供暖系统进行供暖，既避免了供暖系统的回水直接排放造成水资源的浪费，又回收了供暖系统的回水中的热能进行再利用，避免了能源的浪费。所述射流介质进水管的热交换部设置于第二地热水深井5内的地热水中，即将所述射流介质进水管的热交换部浸入第二地热水深井内的地热水中，以使在供暖系统的回水与地热水通过射流泵混合前，先通过地热水对供暖系统的回水进行加热，可大幅度提高供暖系统的回水的温度，使供暖系统的回水的温度更接近于供暖系统的进水的需求温度，进而极大地减少在射流泵中与供暖系统的回水混合的地热水量供暖系统的进水大部分为供暖系统的回水，从而减少地热水的抽取量，节省地热水资源。

所述被抽吸介质管上优选设有流量控制阀，以便对被抽取的地热水的流量和总量进行控制，可以通过经第二地热水深井内地热水加热后的供暖系统的回水温度的高低来控制所述流量控制阀的启闭程度，从而控制被抽吸的地热水的流量和总量。当经加热后的供暖系统的回水温度较高时（相对接近供暖系统的进水温度需求），所述流量控制阀的开度较小，抽取少量地热水与供暖系统的回水混合进行二次升温即可达到供暖系统的进水温度需求，当经加热后的供暖系统的回水温度较低时（与供暖系统的进水温度需求的差距相对较大时），所述流量控制阀的开度较大，提高地热水的抽取量，使之与供暖系统的回水混合对供暖系统的回水进行二次升温，以达到供暖系统进水的温度需求。

所述射流泵可以设有旁通管，所述旁通管的一端连接所述射流泵的泵体，并与所述泵体的内腔连通，另一端连接所述混合介质出水管道，并与所述混合介质出水管道连通。所述旁通管的设置，当地热水自喷水时（所述循环泵停止工作或系统流量下时），地热水通过所述旁通管进入所述混合介质出水管道，从而得到利用。

所述供暖系统进水管上可以设有旋流除沙器6，用于对供暖系统的回水与地热水的混合介质进行除沙。所述旋流除沙器与所述供暖系统之间的供暖系统进水管上设有分水器7，所述分水器的出水口分别连接所述供暖系统中的各采暖装置的进水口，用于将供暖系统的回水与地热水的混合介质分别送入不同的采暖装置。所述供暖系统进水管连接所述旋流除沙器的进水口，所述旋流除沙器的出水口连通所述分水器的进水口，所述分水器的出水口分别通过管道连接供暖系统各采暖装置的进水口，所述旋流除沙器和分水器之间的供暖系统进水管上可以设有供热总阀门，以便对供暖系统的进水进行控制。

所述旋流除沙器的下部可以设有圆柱型的集沙罐，在所述集沙罐上设有窥视镜，用于观察所述集沙罐中的集沙情况，所述集沙罐的下端设有排沙阀门，当从所述窥视镜中观察到所述集沙罐中不少于一半的空间充满沙子时，打开所述排沙阀门，进行排沙，排沙完毕后，关闭所述排沙阀门。

所述旋流除沙器和各连接管道均可以采用衬胶防腐工艺结构，以提高系统的使用寿命。

所述循环泵优选采用一用一备的相互并联的的两个泵，以便当所述循环泵出现故障时，可以采用备用的循环泵继续维持系统的运行，当系统流量较大时，所述循环泵也可以采用多用一备的相互并联的多个泵。所述循环泵的出、入口处均可以加有蝶阀和软接头，所述循环泵与所述射流泵之间的射流介质进水管上可以设有止逆阀，用以保证所述循环泵停止工作时循环水不倒流。

所述第一地热水深井和第二地热水深井的井口均可以设有井口设备8，所述井口设备包括焊接为一体的底座和井管，所述底座设有上、下法兰盘，安装在第一地热水深井上的井口设备的下法兰盘与第一地热水深井的井台固定连接，位于第一地热水深井内的射流介质进水管的管体部分和所述混合介质出水管固定连接在该井口设备的上法兰盘上；安装在第二地热水深井上的井口设备的下法兰盘与第二地热水深井的井台固定连接，位于第二地热水深井内的射流介质进水管的管体部分固定连接在该井口设备的上法兰盘上。

所述地热水采暖系统还可以包括砂滤池9，所述砂滤池内铺设有过滤砂床10，所述过滤砂床优选采用石英砂床，用于供暖系统出水的过滤，所述供暖系统的出水经过过滤砂床过滤后，用于系统的循环以及向回灌井排放。

所述供暖系统回水管（供暖系统的采暖装置的出水管）的出口接入所述砂滤池的进水侧，所述射流介质进水管的入口连接所述砂滤池的出水侧，所述供暖系统回水管（供暖系统的采暖装置的出水管）上设有砂滤池进水控制阀，所述砂滤池与所述循环泵之间的射流介质进水管上设有循环控制阀。

所述砂滤池的出水侧设有排水管，所述排水管插入回灌井11中，所述排水管上设有排水控制阀。

所述砂滤池的出水侧还可以设有溢流排水管，所述溢流排水管的出口也可以插入回灌井中，当砂滤池的出水侧水位过高时，通过溢流排水管溢流排水，以控制砂滤池的最高水位。

所述旋流除沙器可以设有或者不设有直排支管，所述分水器也可以设有或者不设有直排支管，所述直排支管可以接入所述砂滤池的进水侧，所述直排支管上设有截止阀，用于控制相应的直排。

参见图2，所述砂滤池的池体90内可以采用竖向折流池，设有一个或多个竖向的折流板，所述折流板至少包括一个上折流板92，所述上折流板的顶部高于相应区域的水位高度（可以连接在池顶），底部与池底之间留有构成介质通道的间距，位于上折流板进水侧的水经过上折流板与池底之间的间距流至上折流板的出水侧，所述折流板可以包括或者不包括下折流板93，所述下折流板的底部与池底连接，顶部高度低于相应区域的水位高度，位于下折流板进水侧的水翻过下折流板的顶部流至下折流板的出水侧，当设有下折流板时，所述上折流板的数量比所述下折流板的数量多一个，形成上进水和上出水结构。

所述砂滤池的进水侧设有布水器91，所述布水器可以采用任意适宜的现有技术，用于向池内进水侧区域均匀布水，所有接入砂滤池的水均接入布水器，经过布水器流出后均匀分布砂滤池的进水侧砂床上，所述砂滤池的出水侧设有溢流水槽95，砂滤池的出水经过溢流堰94流入溢流水槽，砂滤池的所有出水均自溢流出水槽引出。

所述分布器设有进水接管，可以依据现有技术实现砂滤池各进水管道与分布器的进水接管的连接，以接入布水器。

所述溢流水槽可以出水接口（根据需要可以为一个或多个），可以依据现有技术实现砂滤池各出水管道与溢流水槽的出水接口的连接，以引出出水。

所述溢流水槽的出水接口连通所述溢流水槽的中上部水，以保证或提高出水水质，进一步减少出水中的可沉淀物质（固体颗粒物等）含量。

所述溢流水槽的底部可以呈锥形（直锥或斜锥），例如，其底面96为斜面，以便于水中可沉淀物质的沉积，可以在溢流水槽的底部设置排污泵，以排出含可沉淀物质的底部水。

所述砂滤池可以设置于地下，以更好地实现保温或升温。

砂滤池可以依据任意适宜的现有技术，可以根据实际确定砂滤池的大小及滤砂特性等，可以根据实际进行滤砂的反冲洗或更换。应根据实际状况设置所需的净化能力，使得出水符合排入深井补充地下水的要求。必要时，还可以增加其他类型的净化设备，在未达标的情形下，不能排入深井，可以采用现有技术进行水质检测。

所述地热水采暖系统还可以设有用于系统自动控制的电气控制系统，所述电气控制系统的相应控制信号可以接入所述循环泵和各阀门的控制输入端。所述电气控制系统可以包括供电系统、电源开关、控制单元、用于检测供暖系统的回水温度以及经地热水加热后的回水温度的温度传感器、用于检测供暖系统的回水压力的压力传感器、用于检测砂滤池内水位的水位传感器、用于控制各阀门启闭的电动头、变频器和电动机，所述供电系统分别与所述控制单元、电动头、温度传感器、压力传感器、水位传感器和变频器电连接，所述电源开关设置在所述供电系统的输出主电路上，所述温度传感器、水位传感器和压力传感器的信号输出端连接所述控制单元的相应的信号输入端，所述控制单元的各阀门启闭控制信号输出端连接相应电动头的控制信号输入端，所述控制单元的变频器控制信号输出端连接所述变频器的控制信号输入端，所述变频器与所述电动机电连接。电气控制系统的设置提高了地热水采暖系统的自动化程度，只需开启所述电源开关，整个系统就能自动运行，管理方便，可大幅度降低管理成本。

所述地热水采暖系统开始运行时，所述供热总阀门处于关闭状态，所述循环泵将来自所述砂滤池的供热系统的回水（经过第二热水深井内的地热水加热后的供暖系统的回水）通过所述射流泵的射流介质入口泵入所述射流泵，高压的射流介质通过射流泵的出口高速喷出，高速流动的射流介质通过所述射流泵时，会在所述射流泵的混合室内形成负压，将地热水从被抽吸介质入口抽吸进所述射流泵的混合室，所述流量控制阀根据经过第二热水深井内的地热水加热后的供暖系统的回水的温度调整开度，地热水和作为射流介质的供暖系统的回水在所述射流泵的喉管处剧烈混合，混合过程中地热水与供暖系统的回水进行热交换给供暖系统的回水二次加热，地热水与供暖系统的回水的混合介质通过所述旋流除沙器的直排支管流入所述砂滤池，所述砂滤池内的水位达到上限后（所述砂滤池内过多的水通过溢流排水管回灌到回灌井中），完成系统的启动过程。此时打开所述供热总阀门，关闭直排支管上的截止阀，地热水和供暖系统的回水的混合介质进入供暖系统进行供暖，散热后流回所述砂滤池，通过所述循环泵再次泵入所述射流泵作为射流介质（泵入前再次经地热水加热），与地热水混合后进入供暖系统，如此循环流动，供暖系统的回水重复利用与地热水的热能利用相结合共同达到取暖的目的。系统运行过程中可以通过控制所述循环泵的转速和调整所述排水控制阀的开度来达到满足供暖系统所需要的热能和循环水量的工艺参数条件，最大限度的实现能源的节约。

Claims (10)

1.一种地热水采暖系统，包括供暖系统，其特征在于还包括射流泵，所述射流泵设置于第一地热水深井中，所述射流泵的被抽吸介质入口连接有被抽吸介质管，所述被抽吸介质管的入口插入所述第一地热水深井内的地热水中，供暖系统回水管的出口通过射流介质进水管连接所述射流泵的射流介质入口，所述射流介质进水管上设有循环泵，所述射流泵的混合介质出口通过混合介质出水管连接供暖系统进水管的入口，所述射流介质进水管设有热交换部，所述热交换部设置于第二地热水深井内的地热水中。

2.如权利要求1所述的地热水采暖系统，其特征在于所述被抽吸介质管上设有流量控制阀。

3.如权利要求2所述的地热水采暖系统，其特征在于所述供暖系统进水管的管路上设有旋流除沙器。

4.如权利要求3所述的地热水采暖系统，其特征在于所述旋流除沙器与所述供暖系统之间的供暖系统进水管上设有分水器，所述分水器的出水口分别连接所述供暖系统中的各采暖装置的进水口。

5.如权利要求4所述的地热水采暖系统，其特征在于所述旋流除沙器和/或所述分水器设有直排支管，所述直排支管上设有截止阀。

6.如权利要求5所述的地热水采暖系统，其特征在于所述旋流除沙器与所述分水器之间的供暖系统进水管上设有供热总阀门。

7.如权利要求6所述的地热水采暖系统，其特征在于所述循环泵与所述射流泵之间的射流介质进水管上设有止逆阀。

8.如权利要求7所述的地热水采暖系统，其特征在于所述循环泵采用一用一备的相互并联的两个高压泵或多用一备的相互并联的多个高压泵。

9.如权利要求8所述的地热水采暖系统，其特征在于所述第一地热水深井和第二地热水深井的井口均设有井口设备，所述井口设备包括焊接为一体的底座和井管，所述底座设有上、下法兰盘，所述下法兰盘与地热水深井的井台固定连接，从地热水深井的外面插入其内部的管道固定连接在所述上法兰盘上。

10.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的地热水采暖系统，其特征在于还包括砂滤池，所述砂滤池内铺设有过滤砂床，所述供暖系统回水管的出口接入所述砂滤池的进水侧，所述射流介质进水管的入口连接所述砂滤池的出水侧，由此实现所述供暖系统回水管的出口通过射流介质进水管与所述射流泵的射流介质入口的连接，所述供暖系统回水管上设有砂滤池进水控制阀，所述砂滤池与所述循环泵之间的射流介质进水管上设有循环控制阀，所述砂滤池的出水侧设有排水管，所述排水管插入回灌井中，所述排水管上设有排水控制阀。

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