CN217109834U - 一种地热水冷热联供系统 - Google Patents

Abstract

一种地热水冷热联供系统，包括开采井、回灌井、地热水直供装置、热泵供暖装置和热泵供暖制冷装置；开采井分别与地热水直供装置和热泵供暖制冷装置连通，热泵供暖装置的上游与地热水直供装置的下游连通，热泵供暖装置的下游分别与回灌井和热泵供暖制冷装置连通；热泵供暖制冷装置与回灌井连通，并分别连通于供暖用户和冷却塔。本实用新型涉及的地热水冷热联供系统，可以使回灌水温度大幅降低，实现冬季供暖、夏季制冷，提高了地热资源的利用效率。

Description

一种地热水冷热联供系统

技术领域

本实用新型属于地热井技术领域，更具体地，涉及一种地热水冷热联供系统。

背景技术

针对中温地热资源，目前多以板式换热器直接供暖为主，存在系统低效、能源利用率低的突出问题，造成大量的能源浪费，没有很好的利用地热的能源和资源属性。因此，需要一种地热水冷热联供系统，以提高地热资源的利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种地热水冷热联供系统，提高地热资源的利用率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种地热水冷热联供系统，包括开采井、回灌井、地热水直供装置、热泵供暖装置和热泵供暖制冷装置；其中，

所述开采井分别与所述地热水直供装置和所述热泵供暖制冷装置连通，所述热泵供暖装置的上游与所述地热水直供装置的下游连通，所述热泵供暖装置的下游分别与所述回灌井和所述热泵供暖制冷装置连通；

所述热泵供暖制冷装置与所述回灌井连通，并分别连通于供暖用户和冷却塔。

优选地，所述地热水直供装置和所述热泵供暖制冷装置共用第一换热器，所述第一换热器包括第一进水口、第一出水口、第二进水口和第二出水口，所述第一进水口与所述开采井通过地热水出水管道连通；

所述地热水直供装置还包括第二换热器、第一采暖供水管道和第一采暖回水管道，所述第二换热器包括第三进水口、第三出水口、第四进水口和第四出水口；

所述第三进水口与所述第一换热器的所述第一出水口通过第一地热水管道连通，所述第三出水口与所述热泵供暖装置连通；

所述第一采暖供水管道分别连通于所述第四出水口和用户进水端；

所述第一采暖回水管道分别连通于所述第四进水口与用户回水端。

优选地，所述热泵供暖装置包括第三换热器和压缩式热泵机组，所述第三换热器包括第五进水口、第五出水口、第六进水口和第六出水口，所述第五进水口与所述第二换热器的所述第三出水口通过第二地热水管道连通，所述第六进水口与压缩式热泵机组的第一出口通过热泵出水管道连通，所述第六出水口与所述压缩式热泵机组的第一进口通过热泵进水管道连通，所述压缩式热泵机组用于将所述第三换热器提供的地热水换热后通过第二采暖供水管道供给至用户并通过第二采暖回水管道回收。

优选地，所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器均为板式换热器。

优选地，所述热泵供暖制冷装置还包括吸收式热泵机组，所述吸收式热泵机组包括依次连接的发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器；

所述发生器的第一进口与所述第一换热器的所述第二出水口通过第一进水管道连通，所述发生器的第一出口与所述第一换热器的所述第二进水口通过第一出水管道连通，所述第一换热器用于提供热量以驱动所述发生器；

所述吸收器与用户通过第三采暖回水管道连通；

所述冷凝器与用户通过第三采暖供水管道连通；

所述吸收器与所述冷凝器通过连接管道连通。

优选地，所述热泵供暖制冷装置还包括第四换热器，所述第四换热器包括第七进水口、第七出水口、第八进水口和第八出水口，所述蒸发器分别与所述第四换热器的所述第八出水口通过第二进水管道连通，与所述第四换热器的所述第八进水口通过第二出水管道连通；所述第七进水口与所述第三换热器的所述第五出水口通过第三地热水管道连通，所述第七出水口与所述回灌井通过第四地热水管道连通。

优选地，所述热泵供暖制冷装置还包括分别与所述吸收器连通的第三进水管道和第三出水管道、分别与所述蒸发器连通的第四进水管道和第四出水管道、分别于所述冷凝器连通的第五进水管道和第五出水管道；

所述第三进水管道和所述第三出水管道用于连通于第一冷却塔，所述五进水管道和所述第五出水管道用于连通于第二冷却塔，所述第四进水管道和所述第四出水管道用于连通于制冷用户。

优选地，所述吸收器与所述发生器分别通过进水管和出水管相互连通。

本实用新型涉及的一种地热水冷热联供系统，其有益效果在于：通过热泵供暖制冷装置双级降温、并与地热水直供装置和热泵供暖装置共同对地热水进行四级降温，使回灌水温度大幅降低，提高了地热资源的利用效率；热泵供暖制冷装置可以实现冬季供暖、夏季制冷，提高对地热资源的利用率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，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，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的地热水冷热联供系统的原理图；

图2示出了本实用新型的一个示例性实施例的地热水冷热联供系统中供暖运行原理图；

图3示出了本实用新型的一个示例性实施例的地热水冷热联供系统中制冷运行原理图。

附图标记说明：

1、开采井；2、地热水出水管道；3、第一换热器；4、第一地热水管道；5、第二换热器；6、第一采暖供水管道；7、第一采暖回水管道；8、第二地热水管道；9、热泵进水管道；10、第三换热器；11、第二采暖供水管道；12、压缩式热泵机组；13、第二采暖回水管道；14、回灌井；15、热泵出水管道；16、第三地热水管道；17、第四地热水管道；18、第四换热器；19、第二进水管道；20、第二出水管道；21、第三采暖供水管道；22、连接管道；23、蒸发器、24、冷凝器；25、发生器；26、吸收器；27、第三采暖回水管道；28、第一出水管道；29、第一进水管道；30、第三进水管道；31、第三出水管道；32、第四进水管道、33第四出水管道；34、第五进水管道；35、第五出水管道。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，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方式所限制。相反，提供这些实施方式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。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种地热水冷热联供系统，如图1至图3所示，包括开采井1、第一换热器3、回灌井14、地热水直供装置、热泵供暖装置和热泵供暖制冷装置；其中，

开采井1分别与地热水直供装置和热泵供暖制冷装置连通，热泵供暖装置的上游与地热水直供装置的下游连通，热泵供暖装置的下游分别与回灌井14和热泵供暖制冷装置连通；

热泵供暖制冷装置与回灌井14连通，并分别连通于供暖用户和冷却塔。

本申请涉及的地热水冷热联供系统，通过热泵供暖制冷装置双级降温、并与地热水直供装置和热泵供暖装置共同对地热水进行四级降温，使回灌水温度大幅降低，提高了地热资源的利用效率；通过热泵供暖制冷装置可以实现冬季供暖、夏季制冷，提高对地热资源的利用率。

地热水直供装置和热泵供暖制冷装置共用第一换热器3，第一换热器3包括第一进水口、第一出水口、第二进水口和第二出水口，第一进水口与开采井1通过地热水出水管道2连通；

地热水直供装置还包括第二换热器5、第一采暖供水管道6和第一采暖回水管道7，第二换热器5包括第三进水口、第三出水口、第四进水口和第四出水口；

第二换热器5的第三进水口与第一换热器3的第一出水口通过第一地热水管道4连通，第三出水口与热泵供暖装置连通；

第一采暖供水管道6分别连通于第四出水口和用户进水端；

第一采暖回水管道7分别连通于第四进水口与用户回水端。

开采井1流出的地热水，经过地热水出水管道2进入第一换热器3，经过换热降温后通过第一地热水管道4进入第二换热器5，第一采暖回水管道7内的回水经过第二换热器5加热后，从第一采暖供水管道6流出向用户供暖。

热泵供暖装置包括第三换热器10和压缩式热泵机组12，第三换热器10包括第五进水口、第五出水口、第六进水口和第六出水口，第五进水口与第二换热器5的第三出水口通过第二地热水管道8连通，第六进水口与压缩式热泵机组12的第一出口通过热泵出水管道15连通，第六出水口与压缩式热泵机组12的第一进口通过热泵进水管道9连通，压缩式热泵机组12用于将第三换热器10提供的地热水换热后通过第二采暖供水管道11供给至用户并通过第二采暖回水管道13回收。

压缩式热泵机组12是以水为热源的可进行制冷/制热循环的一种热泵型整体式水-空气式或水-水式空调装置，制热时以水为热源而在制冷时以水为排热源，通过压缩式热泵机组12对用户进行供热，不会造成原有水源扫污染。同时供暖省去了燃煤等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染。压缩式热泵机组12可以采用现有产品，具体结构不再赘述。

从第二换热器5流出的地热水，通过第二地热水管道8进入第三换热器10，压缩式热泵机组12的第一出口流出的地热水通过热泵出水管道15进入第三换热器10，通过第三换热器10加热后从热泵进水管道9进入压缩式热泵机组12，第二采暖回水管道13内的低温回水通过压缩式热泵机组12提升温度后，通过第二采暖供水管道11流出向用户供暖。

本申请中，第一换热器3、第二换热器5和第三换热器10均为板式换热器。

如图2所示，热泵供暖制冷装置还包括吸收式热泵机组，吸收式热泵机组包括依次连接的发生器25、冷凝器24、蒸发器23和吸收器26；

发生器25的第一进口与第一换热器3的第二出水口通过第一进水管道29连通，发生器25的第一出口与第一换热器3的第二进水口通过第一出水管道28连通，第一换热器3用于提供热量以驱动发生器25；

吸收器26与用户通过第三采暖回水管道27连通；

冷凝器24与用户通过第三采暖供水管道21连通；

吸收器26与冷凝器24通过连接管道22连通。

热泵供暖制冷装置还包括第四换热器18，第四换热器18包括第七进水口、第七出水口、第八进水口和第八出水口，蒸发器23分别与第四换热器18的第八出水口通过第二进水管道19连通，与第四换热器18的第八进水口通过第二出水管道20连通；

第七进水口与第三换热器10的第五出水口通过第三地热水管道16连通，第七出水口与回灌井14通过第四地热水管道17连通。

蒸发器23的第二进水管道19和第二出水管道20与第四换热器18连通，用于降低地热水的排放温度；第三采暖回水管道27的回水先进入吸收器26，吸收热量升温后，经过连接管道22进入冷凝器24继续吸热，被吸收器26和冷凝器24加热后的回水经过第三采暖供水管道21向用户供暖；发生器25的第一出水管道28和第一进水管道29与第一换热器3连通，通过第一换热器3提供的地热水的热量驱动发生器25。发生器25、冷凝器24、蒸发器23和吸收器26均属于现有产品，具体结构和工作原理不再赘述。

蒸发器23从回灌水中提取热量，进一步降低了回灌温度，提高了地热资源的利用效率，吸收器25和冷凝器24采用供暖的回水冷却，吸热后的回水又向用户供暖，提高了系统的整体效率

第三换热器10的地热水，换热降温后从第三地热水管道16进入第四换热器18内，再次换热降温后经过第四地热水管道17进入回灌井。

在冬季供暖时，吸收式热泵机组的吸收器25和冷凝器24采用供暖的回水冷却，吸热后的回水又向用户供暖，提高了系统的整体效率；蒸发器23从回灌水中提取热量，进一步降低了回灌温度，提高了地热资源的利用效率；供暖时，地热水通过吸收式热泵机组的发生器25供暖、地热水直供装置的第二换热器5供暖、热泵供暖装置的压缩式热泵机组12提取热量，吸收式热泵机组的蒸发器23提取热量，形成四级串联降温，经过四级降温，回灌水温度大幅降低，提高了地热资源的利用效率。

热泵供暖制冷装置还包括分别与吸收器26连通的第三进水管道30和第三出水管道31、分别与蒸发器23连通的第四进水管道32和第四出水管道33、分别于冷凝器24连通的第五进水管道34和第五出水管道35；

第三进水管道30和第三出水管道31用于连通于第一冷却塔，五进水管道34和第五出水管道35用于连通于第二冷却塔，第四进水管道32和第四出水管道33用于连通于制冷用户。吸收器26与发生器25分别通过进水管和出水管相互连通。

如图3所示，与冬季供暖模式不同，夏季没有供暖要求，因此夏季制冷时没有使用压缩式热泵机组12，开采井1流出的地热水通过第一换热器3换热降温后进入吸收式热泵机组驱动其进行制冷：发生器25通过第一进水管道29和第一出水管道28与第一换热器3连通，从而提取地热水的热量后驱动发生器制冷；吸收器26通过第三进水管道30和第三出水管道31与第一冷却塔连通，用于带走吸收产生的热量；同样，冷凝器24通过第五进水管道34和第五出水管道35与第二冷却塔连通，用于带走冷凝热；蒸发器23通过第四进水管道32和第四出水管道33与用户连通，向用户供冷，第四出水管道33内的出水在用户处升温后，经过第四进水管道32回到蒸发器23。

本申请的地热水冷热联供系统，冬季采用板式换热器换热直供，吸收式热泵机组和压缩式热泵机组12联合为用户供暖，夏季采用吸收式热泵机组供冷，可应用于地热能开发领域，更确切地，涉及对中深层地热能地热水的高效冷热联供技术，从而进行地热水的高效利用，可解决现有地热开发利用的过程中，系统低效、能源利用率低的突出问题。

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 (8)

1.一种地热水冷热联供系统，其特征在于，包括开采井(1)、回灌井(14)、地热水直供装置、热泵供暖装置和热泵供暖制冷装置；其中，

所述开采井(1)分别与所述地热水直供装置和所述热泵供暖制冷装置连通，所述热泵供暖装置的上游与所述地热水直供装置的下游连通，所述热泵供暖装置的下游分别与所述回灌井(14)和所述热泵供暖制冷装置连通；

所述热泵供暖制冷装置与所述回灌井(14)连通，并分别连通于供暖用户和冷却塔。

2.根据权利要求1所述的地热水冷热联供系统，其特征在于，所述地热水直供装置和所述热泵供暖制冷装置共用第一换热器(3)，所述第一换热器(3)包括第一进水口、第一出水口、第二进水口和第二出水口，所述第一进水口与所述开采井(1)通过地热水出水管道(2)连通；

所述地热水直供装置还包括第二换热器(5)、第一采暖供水管道(6)和第一采暖回水管道(7)，所述第二换热器(5)包括第三进水口、第三出水口、第四进水口和第四出水口；

所述第三进水口与所述第一换热器(3)的所述第一出水口通过第一地热水管道(4)连通，所述第三出水口与所述热泵供暖装置连通；

所述第一采暖供水管道(6)分别连通于所述第四出水口和用户进水端；

所述第一采暖回水管道(7)分别连通于所述第四进水口与用户回水端。

3.根据权利要求2所述的地热水冷热联供系统，其特征在于，所述热泵供暖装置包括第三换热器(10)和压缩式热泵机组(12)，所述第三换热器(10)包括第五进水口、第五出水口、第六进水口和第六出水口，所述第五进水口与所述第二换热器(5)的所述第三出水口通过第二地热水管道(8)连通，所述第六进水口与压缩式热泵机组(12)的第一出口通过热泵出水管道(15)连通，所述第六出水口与所述压缩式热泵机组(12)的第一进口通过热泵进水管道(9)连通，所述压缩式热泵机组(12)用于将所述第三换热器(10)提供的地热水换热后通过第二采暖供水管道(11)供给至用户并通过第二采暖回水管道(13)回收。

4.根据权利要求3所述的地热水冷热联供系统，其特征在于，所述第一换热器(3)、所述第二换热器(5)和所述第三换热器(10)均为板式换热器。

5.根据权利要求3所述的地热水冷热联供系统，其特征在于，所述热泵供暖制冷装置还包括吸收式热泵机组，所述吸收式热泵机组包括依次连接的发生器(25)、冷凝器(24)、蒸发器(23)和吸收器(26)；

所述发生器(25)的第一进口与所述第一换热器(3)的所述第二出水口通过第一进水管道(29)连通，所述发生器(25)的第一出口与所述第一换热器(3)的所述第二进水口通过第一出水管道(28)连通，所述第一换热器(3)用于提供热量以驱动所述发生器(25)；

所述吸收器(26)与用户通过第三采暖回水管道(27)连通；

所述冷凝器(24)与用户通过第三采暖供水管道(21)连通；

所述吸收器(26)与所述冷凝器(24)通过连接管道(22)连通。

6.根据权利要求5所述的地热水冷热联供系统，其特征在于，所述热泵供暖制冷装置还包括第四换热器(18)，所述第四换热器(18)包括第七进水口、第七出水口、第八进水口和第八出水口；

所述蒸发器(23)分别与所述第四换热器(18)的所述第八出水口通过第二进水管道(19)连通，与所述第四换热器(18)的所述第八进水口通过第二出水管道(20)连通；

所述第七进水口与所述第三换热器(10)的所述第五出水口通过第三地热水管道(16)连通，所述第七出水口与所述回灌井(14)通过第四地热水管道(17)连通。

7.根据权利要求6所述的地热水冷热联供系统，其特征在于，所述热泵供暖制冷装置还包括分别与所述吸收器(26)连通的第三进水管道(30)和第三出水管道(31)、分别与所述蒸发器(23)连通的第四进水管道(32)和第四出水管道(33)、分别于所述冷凝器(24)连通的第五进水管道(34)和第五出水管道(35)；

所述第三进水管道(30)和所述第三出水管道(31)用于连通于第一冷却塔，所述五进水管道(34)和所述第五出水管道(35)用于连通于第二冷却塔，所述第四进水管道(32)和所述第四出水管道(33)用于连通于制冷用户。

8.根据权利要求5所述的地热水冷热联供系统，其特征在于，所述吸收器(26)与所述发生器(25)分别通过进水管和出水管相互连通。

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