CN215216403U - 多物联网三联供换热站 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于供热/制冷交换站技术领域，具体技术方案为：多物联网三联供换热站，包括中深层干热型换热系统、中深层水热型换热系统、浅层地热换热系统和辅助供热系统，中深层干热型换热系统通过金属换热器抽取干热井中的热量用于供热，中深层水热型换热系统抽取中深层生产井中的热能，并将热能应用于供热，在浅层地热换热系统中，浅层地热换热系统汲抽取浅层地热生产井中的热能，并将热能应用于供热，辅助供热系统作为备用系统，通过天然气全预混冷凝锅炉为末端用户提供部分生活热水，同时在严寒期冷凝锅炉可作为供热的调峰负荷，本实用新型将多种系统融为一体，既可满足用户冷/热双供需求，同时可为用户提供生活热水。

Description

多物联网三联供换热站

技术领域

本实用新型属于供热/制冷交换站技术领域，具体涉及一种既可实现冷/热双供，又可同时提供生活热水的换热站。

背景技术

换热站是进行热量交换的场所，把一次高温热源经过换热站转换成适合用户需求的温度再供热，目前应用于城市大型集中供热系统中，供热区域面积大，供热调节滞后严重，供热系统的控制难度增大，容易形成“远冷近热”的状况与热力工况的失调，供热品质及效果难以保证，不利于供热系统的节能运行。另外，目前的供热方式及功能都较为单一，耗能较大，难以实现具备供热、制冷及提供生活热水的多功能需求。

实用新型内容

为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种综合换热站，综合换热站将传统换热站、冷冻机房及热水机房合为一体，达到多能互补的效果，节省占地面积及设备投资。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：多物联网三联供换热站，包括中深层干热型换热系统、中深层水热型换热系统、浅层地热换热系统和辅助供热系统，本换热站将多个系统合为一体。

中深层干热型换热系统包括置于干热井中的金属换热器，金属换热器通过管道与中间水循环泵相连，中间水循环泵的出水端依次与蒸发器、冷凝器、二次管网循环泵、二次管网供水管相连，二次管网回水管依次与冷凝器、蒸发器与第一地热水回灌加压泵的入水端相连，第一地热水回灌加压泵的出水端通过管道与干热井内部相连通。中深层干热型地热能清洁供热是一种新型的地热能开发利用技术，通过钻机向地下一定深度高温岩层钻孔，不提取地下水，在钻孔中安装一种密闭的金属换热器，通过井下密闭金属换热器闭式循环，源源不断地从地下传导热量，从而保证系统高效运转，通过地上供热系统向地面建筑物供热。

中深层水热型换热系统包括置于中深层生产井中的中深层潜水泵，中深层潜水泵的出水端通过管道与中深层旋流除砂器的入水口相连，中深层旋流除砂器的出水口通过管道依次与中深层超声波热计量表、中深层板式换热器、中深层热水循环泵和一次管网供水管相连，一次管网回水管依次与中深层板式换热器、中深层地热水回灌加压泵的入水端相连，中深层地热水回灌加压泵的出水口通过管道与中深层回灌井的内部相连通。中深层水热型地热能清洁供热技术是利用井内设置的潜水泵将地层裂隙中的地热水输送至能源站内，通过能源站内的换热系统提取地热水中的热能，再将低温地热尾水100%同层回灌至地层裂隙中。通过这样的地上、地下的闭式换热系统，实现只取热不取水的目的，确保不会对地层中原本储存的地热水造成损失，保障取热的可持续性。

在浅层地热换热系统中，浅层地热换热系统包括置于浅层地热生产井中的浅层潜水泵，浅层潜水泵的出水端通过管道与浅层旋流除砂器的入水口相连，浅层旋流除砂器的出水口通过管道依次与浅层超声波热计量表、中间水循环泵的入水端相连，中间水循环泵的出水端依次与蒸发器、冷凝器、二次管网循环泵、二次管网供水管相连，二次管网回水管依次与冷凝器、蒸发器、浅层地热水回灌加压泵的入水口相连，浅层地热水回灌加压泵的出水端通过管道与浅层回灌井的内部相连通。浅层地热井无论冬夏季节30米以下的地下水温相对恒定，因此可以满足冬夏季冷热双供需求，通过水源热泵机组在电能的驱动下，从浅层水中源源不断地提取免费的能量，其能效比夏季可高达1：5以上，远大于其它类型空调主机。

在辅助供热系统中，辅助供热系统包括天然气全预混冷凝锅炉，天然气全预混冷凝锅炉的出水口与二次管网供水管相连通，二次管网回水管与天然气全预混冷凝锅炉的回水口相连通；天然气全预混冷凝锅炉的出水口与一次管网供水管相连通，一次管网回水管与天然气全预混冷凝锅炉的回水口相连通。通过天然气全预混冷凝锅炉为末端用户提供部分生活热水，同时在严寒期冷凝锅炉可作为供热的调峰负荷。

在中深层干热型换热系统中，金属换热器与中间水循环泵之间装有第一超声波热计量表，第一超声波热计量表与金属换热器之间装有球阀，中间水循环泵与蒸发器之间装有蝶阀，冷凝器与二次管网循环泵之间装有蝶阀，二次管网回水管与冷凝器之间装有蝶阀，蒸发器与第一地热水回灌加压泵之间装有蝶阀，通过控制阀的开闭来控制中深层干热型换热系统的通闭。

在中深层水热型换热系统中，中深层潜水泵与中深层旋流除砂器之间装有蝶阀，中深层旋流除砂器与中深层超声波热计量表之间装有球阀，中深层超声波热计量表与中深层板式换热器之间装有蝶阀，板式换热器与中深层热水循环泵之间装有蝶阀，一次管网回水管与板式换热器之间装有蝶阀，板式换热器与中深层地热水回灌加压泵之间装有蝶阀，中深层地热水回灌加压泵与中深层回灌井之间装有蝶阀，通过控制阀的开闭来控制中深层水热型换热系统的通闭。

在浅层地热换热系统中，浅层潜水泵与浅层旋流除砂器之间装有蝶阀，浅层旋流除砂器与浅层超声波热计量表之间装有球阀，浅层地热水回灌加压泵与浅层回灌井之间装有蝶阀，浅层超声波热计量表与浅层地热水回灌加压泵的出水端之间装有球阀，通过控制阀的开闭来控制浅层地热换热系统的通闭。

在辅助供热系统中，天然气全预混冷凝锅炉与一次管网供水管之间装有蝶阀，天然气全预混冷凝锅炉与二次管网供水管之间装有蝶阀，一次管网回水管与天然气全预混冷凝锅炉之间装有蝶阀，二次管网回水管与天然气全预混冷凝锅炉之间装有蝶阀，通过控制阀的开闭来控制辅助供热系统的通闭。

本实用新型与现有技术先比，具体有益效果体现在：本实用新型将中深层干热型换热系统、中深层水热型换热系统、浅层地热换热系统和辅助供热系统相结合，现有的清洁能源供热站可在不需要重新规划站址的同时，只需要在站内增加制冷泵、热水供水泵与冷源既可满足用户冷/热双供需求，同时可为部分用户提供生活热水的需求，节省了占地面积以及设备的投资，多种能源配合利用，达到多能互补的效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图。

图中，1为干热井，2为金属换热器，3为中间水循环泵，4为蒸发器，5为冷凝器，6为二次管网循环泵，7为二次管网供水管，8为二次管网回水管，9为第一地热水回灌加压泵，10为中深层生产井，11为中深层潜水泵，12为中深层旋流除砂器，13为中深层超声波热计量表，14为中深层板式换热器，15为中深层热水循环泵，16为一次管网供水管，17为一次管网回水管，18为中深层地热水回灌加压泵，19为中深层回灌井，20为浅层地热生产井，21为浅层潜水泵，22为浅层旋流除砂器，23为浅层超声波热计量表，24为天然气全预混冷凝锅炉，25为第一超声波热计量表，26为蝶阀，27为球阀，28为浅层回灌井，29为浅层地热水回灌加压泵。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，多物联网三联供换热站，包括中深层干热型换热系统、中深层水热型换热系统、浅层地热换热系统和辅助供热系统，本换热站将多个系统合为一体。

中深层干热型换热系统包括置于干热井1中的金属换热器2，金属换热器2通过管道与中间水循环泵3相连，中间水循环泵3的出水端依次与蒸发器4、冷凝器5、二次管网循环泵6、二次管网供水管7相连，二次管网回水管8依次与冷凝器5、蒸发器4与第一地热水回灌加压泵9的入水端相连，第一地热水回灌加压泵9的出水端通过管道与干热井1内部相连通，干热井1内的热量通过热交换后，将热量供给给二次管网。

中深层干热型地热能清洁供热是一种新型的地热能开发利用技术，通过钻机向地下一定深度高温岩层钻孔，不提取地下水，在钻孔中安装一种密闭的金属换热器2，通过井下密闭金属换热器2闭式循环，源源不断地从地下传导热量，从而保证系统高效运转，通过地上供热系统向地面建筑物供热，二次管网在有效利用热能的同时，又不会影响地下水系统，实用性好。

中深层水热型换热系统包括置于中深层生产井10中的中深层潜水泵11，中深层潜水泵11的出水端通过管道与中深层旋流除砂器12的入水口相连，中深层旋流除砂器12的出水口通过管道依次与中深层超声波热计量表13、中深层板式换热器14、中深层热水循环泵15和一次管网供水管16相连，一次管网回水管17依次与中深层板式换热器14、中深层地热水回灌加压泵18的入水端相连，中深层地热水回灌加压泵18的出水口通过管道与中深层回灌井19的内部相连通。中深层旋流除砂器12能够有效过滤从中深层生产井10中汲取的地热水流，地热水流与一次管网进行热交换后，又将等量的水会送至中深层回灌井19内，避免造成地下水损失。

中深层水热型地热能清洁供热技术是利用井内设置的潜水泵将地层裂隙中的地热水输送至能源站内，通过能源站内的换热系统提取地热水中的热能，再将低温地热尾水100%同层回灌至地层裂隙中。通过这样的地上、地下的闭式换热系统，实现只取热不取水的目的，确保不会对地层中原本储存的地热水造成损失，保障取热的可持续性。

在浅层地热换热系统中，浅层地热换热系统包括置于浅层地热生产井20中的浅层潜水泵21，浅层潜水泵21的出水端通过管道与浅层旋流除砂器22的入水口相连，浅层旋流除砂器22的出水口通过管道依次与浅层超声波热计量表23、中间水循环泵3的入水端相连，中间水循环泵3的出水端依次与蒸发器4、冷凝器5、二次管网循环泵6、二次管网供水管7相连，二次管网回水管8依次与冷凝器5、蒸发器4、浅层地热水回灌加压泵29的入水口相连，浅层地热水回灌加压泵29的出水端通过管道与浅层回灌井28的内部相连通。浅层旋流除砂器能够有效过滤从浅层生产井中汲取的地热水流，地热水流与二次管网进行热交换后，又将等量的水会送至浅层回灌井28内，避免造成地下水损失。

浅层地热井无论冬夏季节，30米以下的地下水温相对恒定，因此可以满足冬夏季冷热双供需求，通过水源热泵机组在电能的驱动下，从浅层水中源源不断地提取免费的能量，其能效比夏季可高达1：5以上，远大于其它类型空调主机。

在辅助供热系统中，辅助供热系统包括天然气全预混冷凝锅炉24，天然气全预混冷凝锅炉24的出水口与二次管网供水管7相连通，二次管网回水管8与天然气全预混冷凝锅炉24的回水口相连通；天然气全预混冷凝锅炉24的出水口与一次管网供水管16相连通，一次管网回水管17与天然气全预混冷凝锅炉24的回水口相连通。

通过天然气全预混冷凝锅炉24为末端用户提供部分生活热水，同时在严寒期冷凝锅炉可作为供热的调峰负荷。

在中深层干热型换热系统中，金属换热器2与中间水循环泵3之间装有第一超声波热计量表25，第一超声波热计量表25与金属换热器2之间装有球阀27，中间水循环泵3与蒸发器4之间装有蝶阀26，冷凝器5与二次管网循环泵6之间装有蝶阀26，二次管网回水管8与冷凝器5之间装有蝶阀26，蒸发器4与第一地热水回灌加压泵9之间装有蝶阀26，通过控制阀的开闭来控制中深层干热型换热系统的通闭。

在中深层水热型换热系统中，中深层潜水泵11与中深层旋流除砂器12之间装有蝶阀26，中深层旋流除砂器12与中深层超声波热计量表13之间装有球阀27，中深层超声波热计量表13与中深层板式换热器14之间装有蝶阀26，板式换热器与中深层热水循环泵15之间装有蝶阀26，一次管网回水管17与板式换热器之间装有蝶阀26，板式换热器与中深层地热水回灌加压泵18之间装有蝶阀26，中深层地热水回灌加压泵18与中深层回灌井19之间装有蝶阀26，通过控制阀的开闭来控制中深层水热型换热系统的通闭。

在浅层地热换热系统中，浅层潜水泵21与浅层旋流除砂器22之间装有蝶阀26，浅层旋流除砂器22与浅层超声波热计量表23之间装有球阀27，浅层地热水回灌加压泵29与浅层回灌井28之间装有蝶阀26，浅层超声波热计量表23与浅层地热水回灌加压泵29的出水端之间装有球阀27，通过控制阀的开闭来控制浅层地热换热系统的通闭。

在辅助供热系统中，天然气全预混冷凝锅炉24与一次管网供水管16之间装有蝶阀26，天然气全预混冷凝锅炉24与二次管网供水管7之间装有蝶阀26，一次管网回水管17与天然气全预混冷凝锅炉24之间装有蝶阀26，二次管网回水管8与天然气全预混冷凝锅炉24之间装有蝶阀26，通过控制阀的开闭来控制辅助供热系统的通闭。

系统工作原理：

供热及生活热水系统：

1）、热源侧：潜水泵将地热水抽出后，先通过管网输送至换热站的旋流除砂器内，通过板换隔离换热、降温后回灌。

2）、生活热水系统：将地热水一级换热后，制取60℃热水通过热水循环泵为用户提供生活热水，当用户水温要求较高时，可由燃气锅炉调峰加热至80℃供至末端用户。

3）、采暖系统：将45℃的采暖回水并联流过板换、热泵、锅炉，水升温到50℃左右后送至末端用户；根据节能运行策略，燃气锅炉调峰在严寒期启动。

制冷系统系统：

潜水泵将浅层地热水抽出后，先通过管网输送至换热站的旋流除砂器内，将地下恒温水通过水源热泵机组提取部分热能供至末端用户，实现冬季供暖夏季制冷。

三联供换热站主要考虑建筑冬季采暖热负荷、夏季冷负荷及生活热水，多源联网三联供系统主要由两部分组成。第一部分为冷热源系统，其中热源主要为中深层干热型地热井与浅层地热的开采与利用，冷源主要将浅层地热与冷却塔多种能源的配比利用，以达到多能互补的效果；第二部分为输送、分配系统，它是通过水源热泵机组将地热水或被地热加热（制冷）的水引入末端建筑物。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。

Claims (5)

1.多物联网三联供换热站，其特征在于，包括中深层干热型换热系统、中深层水热型换热系统、浅层地热换热系统和辅助供热系统；

所述中深层干热型换热系统包括置于干热井（1）中的金属换热器（2），金属换热器（2）通过管道与中间水循环泵（3）相连，中间水循环泵（3）的出水端依次与蒸发器（4）、冷凝器（5）、二次管网循环泵（6）、二次管网供水管（7）相连，二次管网回水管（8）依次与冷凝器（5）、蒸发器（4）、第一地热水回灌加压泵（9）的入水端相连，第一地热水回灌加压泵（9）的出水端通过管道与干热井（1）内部相连通；

所述中深层水热型换热系统包括置于中深层生产井（10）中的中深层潜水泵（11），中深层潜水泵（11）的出水端通过管道与中深层旋流除砂器（12）的入水口相连，中深层旋流除砂器（12）的出水口通过管道依次与中深层超声波热计量表（13）、中深层板式换热器（14）、中深层热水循环泵（15）、一次管网供水管（16）相连，一次管网回水管（17）依次与中深层板式换热器（14）、中深层地热水回灌加压泵（18）的入水端相连，中深层地热水回灌加压泵（18）的出水口通过管道与中深层回灌井（19）的内部相连通；

所述浅层地热换热系统包括置于浅层地热生产井（20）中的浅层潜水泵（21），所述浅层潜水泵（21）的出水端通过管道与浅层旋流除砂器（22）的入水口相连，浅层旋流除砂器（22）的出水口通过管道依次与浅层超声波热计量表（23）、中间水循环泵（3）的入水端相连，中间水循环泵（3）的出水端依次与蒸发器（4）、冷凝器（5）、二次管网循环泵（6）、二次管网供水管（7）相连，二次管网回水管（8）依次与冷凝器（5）、蒸发器（4）、浅层地热水回灌加压泵（29）的入水口相连，浅层地热水回灌加压泵（29）的出水端通过管道与浅层回灌井（28）的内部相连通；

所述辅助供热系统包括天然气全预混冷凝锅炉（24），天然气全预混冷凝锅炉（24）的出水口与二次管网供水管（7）相连通，二次管网回水管（8）与天然气全预混冷凝锅炉（24）的回水口相连通；所述天然气全预混冷凝锅炉（24）的出水口与一次管网供水管（16）相连通，一次管网回水管（17）与天然气全预混冷凝锅炉（24）的回水口相连通。

2.根据权利要求1所述的多物联网三联供换热站，其特征在于，在中深层干热型换热系统中，所述金属换热器（2）与中间水循环泵（3）之间装有第一超声波热计量表（25），第一超声波热计量表（25）与金属换热器（2）之间装有球阀（27），所述中间水循环泵（3）与蒸发器（4）之间装有蝶阀（26），所述冷凝器（5）与二次管网循环泵（6）之间装有蝶阀（26），二次管网回水管（8）与冷凝器（5）之间装有蝶阀（26），蒸发器（4）与第一地热水回灌加压泵（9）之间装有蝶阀（26）。

3.根据权利要求2所述的多物联网三联供换热站，其特征在于，在中深层水热型换热系统中，所述中深层潜水泵（11）与中深层旋流除砂器（12）之间装有蝶阀（26），中深层旋流除砂器（12）与中深层超声波热计量表（13）之间装有球阀（27），中深层超声波热计量表（13）与中深层板式换热器（14）之间装有蝶阀（26），板式换热器与中深层热水循环泵（15）之间装有蝶阀（26），一次管网回水管（17）与中深层板式换热器（14）之间装有蝶阀（26），中深层板式换热器（14）与中深层地热水回灌加压泵（18）之间装有蝶阀（26），中深层地热水回灌加压泵（18）与中深层回灌井（19）之间装有蝶阀（26）。

4.根据权利要求3所述的多物联网三联供换热站，其特征在于，在浅层地热换热系统中，所述浅层潜水泵（21）与浅层旋流除砂器（22）之间装有蝶阀（26），浅层旋流除砂器（22）与浅层超声波热计量表（23）之间装有球阀（27），浅层地热水回灌加压泵（29）与浅层回灌井（28）之间装有蝶阀（26），所述浅层超声波热计量表（23）与浅层地热水回灌加压泵（29）的出水端之间装有球阀（27）。

5.根据权利要求4所述的多物联网三联供换热站，其特征在于，在辅助供热系统中，所述天然气全预混冷凝锅炉（24）与一次管网供水管（16）之间装有蝶阀（26），所述天然气全预混冷凝锅炉（24）与二次管网供水管（7）之间装有蝶阀（26），一次管网回水管（17）与天然气全预混冷凝锅炉（24）之间装有蝶阀（26），二次管网回水管（8）与天然气全预混冷凝锅炉（24）之间装有蝶阀（26）。

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