CN212178983U - 双供型增强型地热系统（egs） - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及冷热双供工况下的地热系统技术领域，尤其是双供型增强型地热系统（EGS），包括换热系统与制冷系统，所述换热系统与所述制冷系统的地下端分别伸至中深层热储层、浅层热储层，所述换热系统与所述制冷系统的尾水端连接集水注回水装置并实现向地下注水、回水，在所述制冷系统上安装有安全旁路装置。考虑到实际使用过程中故障频发部位情况，本系统主要针对制冷系统部分的改进，其改进点具有普适性，而且特别适用于浅层热储层中存在较多砂石的工况下，能够针对浅层区采水管路进行防堵防护，当该部分系统出现堵塞故障后能够及时的自动开启安全旁路装置，防止长期堵塞对系统造成损坏。

Description

双供型增强型地热系统（EGS）

技术领域

本实用新型涉及冷热双供工况下的地热系统技术领域，特别涉及利用中深层干热地热能进行冬季供暖、夏季吸收式热泵供冷实现有效供暖、制冷高效双用、稳定运行的增强型地热系统，尤其是双供型增强型地热系统（EGS）。

背景技术

双供型增强型地热系统（EGS），是指利用中深层干热地热能进行冬季供暖、夏季吸收式热泵供冷，或利用中深层干热地热能进行冬季供暖、夏季利用浅层富水地热能进行热泵供冷的两种冷热双供工况。

现有的双供型增强型地热系统（EGS），在浅层区采水时长期使用的过程中较容易造成系统出现堵塞故障等，尤其是针对一些含砂石量较多的浅层工况区域中运行的过程中更易出现上述问题，当系统出现堵塞后就会导致系统管路压力升高，影响系统的正常运行。

一旦出现上述问题，必须及时的对系统进行停机检验、维修，但停机维修势必会造成系统无法工作，影响整个系统的周边广大用户的供能，不良影响广泛。

为此，我公司在长期实际施工的过程中积累了大量的维修经验，并根据多处现有系统的运行故障分析问题原因并总结后研发出了一套新型的、运行安全性较高的双供型增强型地热系统（EGS）。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题之一所采用的技术方案是：双供型增强型地热系统（EGS），包括换热系统与制冷系统，所述换热系统与所述制冷系统分别用于实现对用户端的制热与制冷，所述换热系统与所述制冷系统的地下端分别伸至中深层热储层、浅层热储层，所述换热系统与所述制冷系统的尾水端连接集水注回水装置并实现向地下注水、回水，在所述制冷系统上安装有安全旁路装置。

换热系统在低温天气（如冬季等低温天气）下进行开启工作；制冷系统在高温天气（如夏季等高温天气）下进行开启工作，两系统工作时间交错，互不影响，整套系统可根据需要实现双供（即冬季供暖与夏季制冷）。

设置安全旁路装置的主要是考虑到系统在一些浅层砂石严重的地区区域内建造后，由于其水中砂石较为严重，很容易造成制冷系统过滤机组中的制冷系统过滤器的堵塞以及工作故障，为避免制冷系统过滤机组中的制冷系统过滤器故障造成整个系统的停机故障，在此本方案中设置的安全旁路装置可以在制冷系统过滤机组中的制冷系统过滤器出现故障后自动开启，从而保证整个制冷系统的安全运行，提高系统运行的安全系数。

优选地，所述换热系统包括至少一个采热换热装置，所述采热换热装置包括采热井，所述采热井的地下端伸至所述中深层热储层采热，所述采热井的地上出水端通过连接管道与第一旋流除砂器的进水端密封连通，所述第一旋流除砂器的出水端通过连接管道与换热器的热水进水端相连，所述换热器通过连接管路与用户端相连实现换热供暖，所述换热器的冷水出水端与所述集水注回水装置的进水端相连，所述采热井内安装有泵体。

通过设置不同数量的采热换热装置能够有效的实现大区域换热以及实现高品质的换热效果。

所述中深层热储层经过压力处理，实现压裂连通促进换热的充分进行。

经换热后的降温的尾水由集水注回水装置注回地下能够有效的保证整个换热过程中水流的重复回收利用，保证换热的长久运行。

优选地，在所述第一旋流除砂器与对应的所述换热器之间的连接管路上安装有制热系统过滤器。

经过第一旋流除砂器处理的地下水可以达到初步除砂的目的，在配合制热系统过滤器后能够进一步的去除水中的杂质，保证换热过程中水的洁净化，减少砂石堵塞的可能性。

优选地，所述制冷系统包括至少一个采水制冷装置，所述采水制冷装置包括采水井，所述采水井的地下端伸至所述浅层热储层采水，所述采水井的地上出水端通过连接管道与第二旋流除砂器的进水端密封连通，所述第二旋流除砂器的出水端通过连接管道与水源热泵制冷机组的进水端相连，所述水源热泵制冷机组通过连接管路与用户端相连实现制冷，所述水源热泵制冷机组经用户端后的尾水端通过连接管路与所述集水注回水装置的进水端相连，所述采水井内安装有泵体。

通过设置不同数量的采水制冷装置能够有效的实现大区域制冷以及实现快速良好的制冷效果。

由所述浅层热储层低温的水可以快速的实现后期的制冷；同时，考虑到低于不同的特点，在砂石较多的区域施工时需将浅层水中砂石的过滤安全问题，特此设置制冷系统过滤机组来便于在不停机的情况下实现对制冷系统过滤器快速更换，不影响制冷系统的正常运行，有效的保证系统工作产量与系统工作的持久性。

优选地，在各所述采水制冷装置的所述第二旋流除砂器与所述水源热泵制冷机组之间的连接管路上安装有制冷系统过滤机组，所述制冷系统过滤机组包括若干个并联设置的制冷系统过滤器，在各所述制冷系统过滤器进出口端所在的支路上均安装有截止阀门。

经过第二旋流除砂器处理的地下水可以达到初步除砂的目的，在配合制冷系统过滤器后能够进一步的去除水中的杂质，保证换热过程中水的洁净化，降低砂石堵塞的可能性。

正常状态下制冷系统过滤机组可以通过开启各个对应的截止阀门实现各制冷系统过滤器的工作，至少要保留一个制冷系统过滤器处于闲置状态，用以预防在出现堵塞故障后调换，实现在不停机的状态下实现对损坏的制冷系统过滤器的快速更换。

优选地，在各所述采水制冷装置上均设有一所述安全旁路装置，所述安全旁路装置安装在与其对应的所述第二旋流除砂器与所述水源热泵制冷机组之间的连接管路上，所述安全旁路装置包括一旁接管路，所述旁接管路的进水端连通设置在所述制冷系统过滤机组与所述第二旋流除砂器之间的连接管路上，所述旁接管路的出水端连通设置在所述水源热泵制冷机组进口处的连接管路上，在所述旁接管路的进水端安装有压力安全阀，在所述压力安全阀下游的旁接管路上安装有旁路安全过滤器。

安全旁路装置正常状态下处于关闭状态，当制冷系统过滤机组出现故障后会导致整个安全旁路装置进口处的液压压力变大，当达到开启压力时就会使得压力安全阀开启，从而实现旁接管路工作，同时此时报警器也会报警，提示故障，便于定期检修的人员能够及时的发现故障并进行维修更换制冷系统过滤机组上损坏的部件。

优选地，所述压力安全阀采用电动安全阀，在所述电动安全阀上串联有报警器。

报警器可以有效的辅助起到提醒周边巡检人员及时发现当前故障，进行及时维修。

优选地，所述集水注回水装置包括集水箱，所述集水箱用于回收换热后以及制冷后的尾水，所述集水箱的进水端的进水管路通过多通阀门上的分支管路分别与所述换热器的冷水出水端、所述水源热泵制冷机组经用户端后的尾水端相连通，所述集水箱的出水端分别连接有注水管路、回水管路，所述注水管路与注水井的注水端相连通，所述回水管路与回水井的进水端相连通，所述注水井的地下端伸至所述中深层热储层，所述回水井的地下端伸至所述浅层热储层，在所述注水管路、所述回水管路上均安装有开启阀门，在集水箱上安装有补水口，在补水口上安装有补水控制阀门，所述补水口用于与外部水源相连接。

通过设置集水注回水装置能够实现尾水的集中化处理，能够快速的将尾水在此注回地下，保证整个地热系统的持续循环运行。

本实用新型的有益效果体现在：考虑到实际使用过程中故障频发部位情况，本系统主要针对制冷系统部分的改进，其改进点具有普适性，而且特别适用于浅层热储层中存在较多砂石的工况下，能够针对浅层区采水管路进行防堵防护，当该部分系统出现堵塞故障后能够及时的自动开启安全旁路装置，防止长期堵塞对系统造成损坏；

同时，辅助设置的报警器能够在系统出现故障、旁路开启后进行蜂鸣报警，从而能够及时提醒周边的检修人员进行及时维修；

另外，设置的制冷系统过滤机组能够使得维修人员可以在不关停整机的情况下进行维修，维修的同时不影响系统的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的个部分组成连接示意图。

图2为本实用新型的连接关系结构示意图。

图3为本实用新型的设置一个采热换热装置与一个采水制冷装置状态下的连接结构示意图。

图4为本实用新型的集水注回水装置的放大连接关系结构示意图。

图5为本实用新型的安全旁路装置的放大连接关系结构示意图。

图中，1、用户端； 2、中深层热储层；3、浅层热储层； 4、集水注回水装置；401、集水箱；402、多通阀门；403、注水管路；404、回水管路；405、注水井；406、回水井；407、开启阀门；408、补水口；409、补水控制阀门；410、外部水源；411、注水过滤器；412、回水过滤器；5、安全旁路装置；501、旁接管路；502、压力安全阀；503、旁路安全过滤器； 6、采热换热装置；601、采热井；602、制热系统过滤器；603、第一旋流除砂器；604、换热器； 7、采水制冷装置；701、采水井；702、第二旋流除砂器；703、水源热泵制冷机组；704、制冷系统过滤机组；7041、制冷系统过滤器；7042、支路；7043、截止阀门。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本申请中的各个换热器与用户端之间的连接可以直接采用现有的供暖管路也可以按照现有的连接方式连接即可，本申请中的水源热泵制冷机组与用户端之间的连接可以直接采用现有的管路也可以按照现有的连接方式连接即可，上述部分均不存在任何创新改进之处，不再赘述。

本申请采用的各个零部件均未对零件结构本身及内部细节结构进行改进，直接采购零件安装即可。

如图1-5中所示，双供型增强型地热系统（EGS），其特征在于：包括换热系统与制冷系统，所述换热系统与所述制冷系统分别用于实现对用户端1的制热与制冷，所述换热系统与所述制冷系统的地下端分别伸至中深层热储层2、浅层热储层3，所述换热系统与所述制冷系统的尾水端连接集水注回水装置4并实现向地下注水、回水，在所述制冷系统上安装有安全旁路装置5。

换热系统在低温天气（如冬季等低温天气）下进行开启工作；制冷系统在高温天气（如夏季等高温天气）下进行开启工作，两系统工作时间交错，互不影响。

设置安全旁路装置5的主要是考虑到系统在一些浅层砂石严重的地区区域内建造后，由于其水中砂石较为严重，很容易造成制冷系统过滤机组704中的制冷系统过滤器7041的堵塞以及工作故障，为避免制冷系统过滤机组704中的制冷系统过滤器7041故障造成整个系统的停机故障，在此本方案中设置的安全旁路装置5可以在制冷系统过滤机组704中的制冷系统过滤器7041出现故障后自动开启，从而保证整个制冷系统的安全运行，提高系统运行的安全系数。

优选地，所述换热系统包括至少一个采热换热装置6，所述采热换热装置6包括采热井601，所述采热井601的地下端伸至所述中深层热储层2采热，所述采热井601的地上出水端通过连接管道与第一旋流除砂器603的进水端密封连通，所述第一旋流除砂器603的出水端通过连接管道与换热器604的热水进水端相连，所述换热器604通过连接管路与用户端1相连实现换热供暖，所述换热器604的冷水出水端与所述集水注回水装置4的进水端相连，所述采热井601内安装有泵体（这属于本领域技术人员熟知的）。

通过设置不同数量的采热换热装置6能够有效的实现大区域换热以及实现高品质的换热效果。

所述中深层热储层2经过压力处理，实现压裂连通促进换热的充分进行。

经换热后的降温的尾水由集水注回水装置4注回地下能够有效的保证整个换热过程中水流的重复回收利用，保证换热的长久运行。

优选地，在所述第一旋流除砂器603与对应的所述换热器604之间的连接管路上安装有制热系统过滤器602。

经过第一旋流除砂器603处理的地下水可以达到初步除砂的目的，在配合制热系统过滤器602后能够进一步的去除水中的杂质，保证换热过程中水的洁净化，减少砂石堵塞的可能性。

优选地，所述制冷系统包括至少一个采水制冷装置7，所述采水制冷装置7包括采水井701，所述采水井701的地下端伸至所述浅层热储层3采水，所述采水井701的地上出水端通过连接管道与第二旋流除砂器702的进水端密封连通，所述第二旋流除砂器702的出水端通过连接管道与水源热泵制冷机组703的进水端相连，所述水源热泵制冷机组703通过连接管路与用户端1相连实现制冷，所述水源热泵制冷机组703经用户端1后的尾水端通过连接管路与所述集水注回水装置4的进水端相连，所述采水井701内安装有泵体（这属于本领域技术人员熟知的）。

通过设置不同数量的采水制冷装置7能够有效的实现大区域制冷以及实现快速良好的制冷效果。

由所述浅层热储层3低温的水可以快速的实现后期的制冷；同时，考虑到低于不同的特点，在砂石较多的区域施工时需将浅层水中砂石的过滤安全问题，特此设置制冷系统过滤机组704来便于在不停机的情况下实现对制冷系统过滤器7041快速更换，不影响制冷系统的正常运行，有效的保证系统工作产量与系统工作的持久性。

优选地，在各所述采水制冷装置7的所述第二旋流除砂器702与所述水源热泵制冷机组703之间的连接管路上安装有制冷系统过滤机组704，所述制冷系统过滤机组704包括若干个并联设置的制冷系统过滤器7041，在各所述制冷系统过滤器7041进出口端所在的支路7042上均安装有截止阀门7043。

经过第二旋流除砂器702处理的地下水可以达到初步除砂的目的，在配合制冷系统过滤器7041后能够进一步的去除水中的杂质，保证换热过程中水的洁净化，降低砂石堵塞的可能性。

正常状态下制冷系统过滤机组704可以通过开启各个对应的截止阀门7043实现各制冷系统过滤器7041的工作，至少要保留一个制冷系统过滤器7041处于闲置状态，用以预防在出现堵塞故障后调换，实现在不停机的状态下实现对损坏的制冷系统过滤器7041的快速更换。

优选地，在各所述采水制冷装置7上均设有一所述安全旁路装置5，所述安全旁路装置5安装在与其对应的所述第二旋流除砂器702与所述水源热泵制冷机组703之间的连接管路上，所述安全旁路装置5包括一旁接管路501，所述旁接管路501的进水端连通设置在所述制冷系统过滤机组704与所述第二旋流除砂器702之间的连接管路上，所述旁接管路501的出水端连通设置在所述水源热泵制冷机组703进口处的连接管路上，在所述旁接管路501的进水端安装有压力安全阀502，在所述压力安全阀502下游的旁接管路501上安装有旁路安全过滤器503。

安全旁路装置5正常状态下处于关闭状态，当制冷系统过滤机组704出现故障后会导致整个安全旁路装置5进口处的液压压力变大，当达到开启压力时就会使得压力安全阀502开启，从而实现旁接管路501工作，同时此时报警器也会报警，提示故障，便于定期检修的人员能够及时的发现故障并进行维修更换制冷系统过滤机组704上损坏的部件。

优选地，所述压力安全阀502采用电动安全阀，在所述电动安全阀上串联有报警器。报警器与电动安全阀的连接方式属于现有的电路连接方式，不存在创新之处。

报警器可以有效的辅助起到提醒周边巡检人员及时发现当前故障，进行及时维修。

优选地，所述集水注回水装置4包括集水箱401，所述集水箱401用于回收换热后以及制冷后的尾水，所述集水箱401的进水端的进水管路通过多通阀门402上的分支管路分别与所述换热器604的冷水出水端、所述水源热泵制冷机组703经用户端1后的尾水端相连通，所述集水箱401的出水端分别连接有注水管路403、回水管路404，所述注水管路403与注水井405的注水端相连通，所述回水管路404与回水井406的进水端相连通，所述注水井405的地下端伸至所述中深层热储层2，所述回水井406的地下端伸至所述浅层热储层3，在各所述开启阀门407与所述集水箱401之间的所述注水管路403上、所述回水管路404上分别设有一注水过滤器411、回水过滤器412，在所述注水管路403、所述回水管路404上均安装有开启阀门407，在集水箱401上安装有补水口408，在补水口408上安装有补水控制阀门409，所述补水口408用于与外部水源410相连接。

通过设置集水注回水装置4能够实现尾水的集中化处理，能够快速的将尾水在此注回地下，保证整个地热系统的持续循环运行。

在本申请中所述的各个管路端部与其对应位置处的部件之间进行连接时均采用现有采用的螺纹加密封垫连接、法兰盘加密封圈连接、熔合连接等常规的连接方式即可，管路端口处的连接方式并不存在创新之处，在此不再赘述。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.双供型增强型地热系统（EGS），其特征在于：包括换热系统与制冷系统，所述换热系统与所述制冷系统分别用于实现对用户端的制热与制冷，所述换热系统与所述制冷系统的地下端分别伸至中深层热储层、浅层热储层，所述换热系统与所述制冷系统的尾水端连接集水注回水装置并实现向地下注水、回水，在所述制冷系统上安装有安全旁路装置。

2.根据权利要求1所述的双供型增强型地热系统（EGS），其特征在于：所述换热系统包括至少一个采热换热装置，所述采热换热装置包括采热井，所述采热井的地下端伸至所述中深层热储层采热，所述采热井的地上出水端通过连接管道与第一旋流除砂器的进水端密封连通，所述第一旋流除砂器的出水端通过连接管道与换热器的热水进水端相连，所述换热器通过连接管路与用户端相连实现换热供暖，所述换热器的冷水出水端与所述集水注回水装置的进水端相连，所述采热井内安装有泵体。

3.根据权利要求2所述的双供型增强型地热系统（EGS），其特征在于：在所述第一旋流除砂器与对应的所述换热器之间的连接管路上安装有制热系统过滤器。

4.根据权利要求3所述的双供型增强型地热系统（EGS），其特征在于：所述制冷系统包括至少一个采水制冷装置，所述采水制冷装置包括采水井，所述采水井的地下端伸至所述浅层热储层采水，所述采水井的地上出水端通过连接管道与第二旋流除砂器的进水端密封连通，所述第二旋流除砂器的出水端通过连接管道与水源热泵制冷机组的进水端相连，所述水源热泵制冷机组通过连接管路与用户端相连实现制冷，所述水源热泵制冷机组经用户端后的尾水端通过连接管路与所述集水注回水装置的进水端相连，所述采水井内安装有泵体。

5.根据权利要求4所述的双供型增强型地热系统（EGS），其特征在于：在各所述采水制冷装置的所述第二旋流除砂器与所述水源热泵制冷机组之间的连接管路上安装有制冷系统过滤机组，所述制冷系统过滤机组包括若干个并联设置的制冷系统过滤器，在各所述制冷系统过滤器进出口端所在的支路上均安装有截止阀门。

6.根据权利要求5所述的双供型增强型地热系统（EGS），其特征在于：在各所述采水制冷装置上均设有一所述安全旁路装置，所述安全旁路装置安装在与其对应的所述第二旋流除砂器与所述水源热泵制冷机组之间的连接管路上，所述安全旁路装置包括一旁接管路，所述旁接管路的进水端连通设置在所述制冷系统过滤机组与所述第二旋流除砂器之间的连接管路上，所述旁接管路的出水端连通设置在所述水源热泵制冷机组进口处的连接管路上，在所述旁接管路的进水端安装有压力安全阀，在所述压力安全阀下游的旁接管路上安装有旁路安全过滤器。

7.根据权利要求6所述的双供型增强型地热系统（EGS），其特征在于：所述压力安全阀采用电动安全阀，在所述电动安全阀上串联有报警器。

8.根据权利要求7所述的双供型增强型地热系统（EGS），其特征在于：所述集水注回水装置包括集水箱，所述集水箱用于回收换热后以及制冷后的尾水，所述集水箱的进水端的进水管路通过多通阀门上的分支管路分别与所述换热器的冷水出水端、所述水源热泵制冷机组经用户端后的尾水端相连通，所述集水箱的出水端分别连接有注水管路、回水管路，所述注水管路与注水井的注水端相连通，所述回水管路与回水井的进水端相连通，所述注水井的地下端伸至所述中深层热储层，所述回水井的地下端伸至所述浅层热储层，在所述注水管路、所述回水管路上均安装有开启阀门，在集水箱上安装有补水口，在补水口上安装有补水控制阀门，所述补水口用于与外部水源相连接。

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