CN217402663U - 地热供暖循环系统 - Google Patents
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Abstract
地热供暖循环系统，包括地热井、翅片管换热器和地上供暖系统，翅片管换热器设置在地热井内并与地热井内的高温地热水接触，地上供暖系统的出水端与翅片管换热器的进水端连接，翅片管换热器的出水端与地上供暖系统的进水端连接。本实用新型为闭合的供暖循环系统，无需抽取地热水，寿命高，比同功率的传统供暖系统节能80%，运行成本远低于传统的供暖系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及地热工程领域，具体的说，涉及一种地热供暖循环系统。
背景技术
地热能是一种清洁且可再生循环利用的能源，其中地下深度不同的地热水的温度也不相同，温度高于150℃的为高温地热，深度较深，主要用于发电，150℃以下的为中低温地热，通常可直接用于采暖，在现有采暖方式中，通过潜水泵抽取80℃—150℃的地热水与采暖用水进行热交换，地热水再回灌到井中，地热水内多含有杂质，地热水在抽取和输送过程会对管道和潜水泵等输送设备造成损坏，而且地热水从井内抽出再循环流动热损失较大且需要额外的动力能耗，经济效益差。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种地热供暖循环系统，本实用新型为闭合的供暖循环系统，无需抽取地热水，寿命高，比同功率的传统供暖系统节能80%，运行成本远低于传统的供暖系统。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
地热供暖循环系统，包括地热井、翅片管换热器和地上供暖系统，翅片管换热器设置在地热井内并与地热井内的高温地热水接触，地上供暖系统的出水端与翅片管换热器的进水端连接，翅片管换热器的出水端与地上供暖系统的进水端连接。
地上供暖系统包括出水管路、两根供水管路、供暖管路、若干个用户取暖终端、回水管路、混合器、过滤器、进水管路、补水管路和PLC控制器，出水管路的一端与翅片管换热器的出水端连接，出水管路的另一端与两根供水管路的进水端并联连接，两根供水管路的出水端与供暖管路的一端并联连接，供暖管路的另一端与各个用户取暖终端的进水端并联连接，各个用户取暖终端的出水端与回水管路的一端并联连接，回水管路的另一端与混合器的侧部进水端连接，混合器的出水端与过滤器的进水端通过输水管路连接，过滤器的出水端通过进水管路与翅片管换热器的进水端连接，补水管路的一端与混合器的顶部进水端连接，补水管路的另一端连接有补水水源，两根供水管路上沿水流方向均依次设有第一供水电动阀、供水泵、单向阀和第二供水电动阀，单向阀的流通方向为水流自供水泵向第二供水电动阀流动的方向，回水管路上设置有回水电动阀，输水管路上设置有输水电动阀，进水管路上设置有进水电动阀，补水管路上沿水流方向设置有补水泵和补水电动阀， PLC控制器分别与第一供水电动阀、供水泵、回水电动阀、输水电动阀、进水电动阀、补水泵和补水电动阀信号连接。
混合器内上侧部设置有上水位开关，混合器内下侧部设置有下水位开关，下水位开关高于混合器的出水端，PLC控制器分别与上水位开关和下水位开关信号连接。
地热井井壁采用425炭钢管，翅片管换热器采用304不锈钢制成，出水管路、供水管路、供暖管路、回水管路、进水管路和补水管路的外部均包覆有绝热层。
翅片管换热器采用的翅片换热管包括管体，管体的外侧壁上沿轴向设置有若干块翅片板。
混合器的侧壁下侧部与出水管之间连接有混流管路，混流管路上设置有混流电动阀，PLC控制器与混流电动阀信号连接，混流管路与混合器的侧壁下侧部的连接端低于下水位开关。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体地说，本实用新型的工作原理为：通过PLC控制器控制其中一根供水管路上的第一供水电动阀、供水泵和第二供水电动阀打开，同时控制回水电动阀、输水电动阀、进水电动阀和补水电动阀均打开，另一根供水管路上的第一供水电动阀、供水泵和第二供水电动阀作为备用，根据需要可以同时将另一根供水管路上的第一供水电动阀、供水泵和第二供水电动阀打开增加流量，则混合器中的冷水便通过输水管路流经过滤器进行过滤后通过进水管路进入翅片管换热器，冷水在翅片管换热器中与地热井内的高温地热水进行热交换温度升高成为可供采暖的热水从翅片管换热器的出水端流出，供水泵将热水通过出水管路抽出并流经供水管路、单向阀后泵入供暖管路，热水通过供暖管路流经各个用户取暖终端后温度下降成为冷水，再回流到回流管路并流入混合器内，如此，便形成一个闭合的供暖循环系统，其中，水在循环过程中，流经各个用户取暖终端时，可能会有用户将用户取暖终端进行放水排空气进而造成水流损失，那么混合器内水位便会下降，当水位下降到下水位开关的位置时，下水位开关将水位信号传至PLC控制器，触发PLC控制器控制补水泵启动，补水泵将补水水源的水通过补水管路泵入混合器内进行补水作业，当混合器内水位上升至上水位开关时，上水位开关将水位信号传至PLC控制器，触发PLC控制器控制补水泵关闭，确保混合器中的水位始终高于混合器的出水端，本实用新型无需抽取地热水，各个元件可以反复维修，寿命高，比同功率的传统供暖系统节能80%，运行成本远低于传统的供暖系统。
而且出水管路、供水管路、供暖管路、回水管路、进水管路和补水管路的外部均包覆有绝热层能够减少其内部热水的热量损失，使地热能得到充分利用。
如果用户取暖终端所需的流量较大，从地热井内翅片管换热器中循环加热的水水流不足时，则通过PLC控制器控制混流电动阀打开一定程度，则供水泵通过混流管路从混合器中抽取一定流量的水进入出水管路并与出水管路中的热水混流在一起，满足供暖所需的流量。
其中，地热井内的地热水与翅片管换热器中的水换热原理为：当地热井内翅片管换热器周围的地热水水温降低后水的密度就会加大，密度加大后高密度的水就会下沉，沉入井底后就会通过透水层向四周扩散，温度高密度小的水就会上升，这样地热井内就形成了一个与翅片管换热器进行水水换热系统。本系统可以利用现有的空调用井改造，也可用于新建空调系统，本系统效率高成本低，可真正做到不抽取地下水，并且维修保养方便。
本实用新型为闭合的供暖循环系统，无需抽取地热水，寿命高，比同功率的传统供暖系统节能80%，运行成本远低于传统的供暖系统。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是翅片管换热器的翅片换热管的截面图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
如图1和图2所示，地热供暖循环系统，包括地热井1、翅片管换热器2和地上供暖系统，翅片管换热器2设置在地热井1内并与地热井1内的高温地热水接触，地上供暖系统的出水端与翅片管换热器2的进水端连接，翅片管换热器2的出水端与地上供暖系统的进水端连接。
地上供暖系统包括出水管路3、两根供水管路4、供暖管路5、若干个用户取暖终端、回水管路6、混合器7、过滤器8、进水管路9、补水管路10和PLC控制器，出水管路3的一端与翅片管换热器2的出水端连接，出水管路3的另一端与两根供水管路4的进水端并联连接，两根供水管路4的出水端与供暖管路5的一端并联连接，供暖管路5的另一端与各个用户取暖终端的进水端并联连接，各个用户取暖终端的出水端与回水管路6的一端并联连接，回水管路6的另一端与混合器7的侧部进水端连接，混合器7的出水端与过滤器8的进水端通过输水管路22连接，过滤器8的出水端通过进水管路9与翅片管换热器2的进水端连接，补水管路10的一端与混合器7的顶部进水端连接，补水管路10的另一端连接有补水水源，两根供水管路4上沿水流方向均依次设有第一供水电动阀11、供水泵12、单向阀13和第二供水电动阀14，单向阀13的流通方向为水流自供水泵12向第二供水电动阀14流动的方向，回水管路6上设置有回水电动阀15，输水管路22上设置有输水电动阀16，进水管路9上设置有进水电动阀17，补水管路10上沿水流方向设置有补水泵18和补水电动阀19， PLC控制器分别与第一供水电动阀11、供水泵12、回水电动阀15、输水电动阀16、进水电动阀17、补水泵18和补水电动阀19信号连接。
混合器7内上侧部设置有上水位开关20，混合器7内下侧部设置有下水位开关21，下水位开关21高于混合器7的出水端，PLC控制器分别与上水位开关20和下水位开关21信号连接。
地热井1井壁采用425炭钢管，翅片管换热器2采用304不锈钢制成，出水管路3、供水管路4、供暖管路5、回水管路6、进水管路9和补水管路10的外部均包覆有绝热层。
翅片管换热器2采用的翅片换热管包括管体23，管体23的外侧壁上沿轴向设置有若干块翅片板24。
混合器7的侧壁下侧部与出水管路3之间连接有混流管路25，混流管路25上设置有混流电动阀26，PLC控制器与混流电动阀26信号连接，混流管路25与混合器7的侧壁下侧部的连接端低于下水位开关21。
用户取暖终端、PLC控制器和补水水源在图中均未示。PLC控制器、第一供水电动阀11、供水泵12、回水电动阀15、输水电动阀16、进水电动阀17、补水泵18、补水电动阀19、上水位开关20和下水位开关21均为现有常规器件，具体构造和工作原理不再赘述，本实用新型中的控制部分为常规技术，不涉及新的计算机程序。
本实用新型的工作原理为：通过PLC控制器控制其中一根供水管路4上的第一供水电动阀11、供水泵12和第二供水电动阀14打开，同时控制回水电动阀15、输水电动阀16、进水电动阀17和补水电动阀19均打开，另一根供水管路4上的第一供水电动阀11、供水泵12和第二供水电动阀14作为备用，根据需要可以同时将另一根供水管路4上的第一供水电动阀11、供水泵12和第二供水电动阀14打开增加流量，则混合器7中的冷水便通过输水管路22流经过滤器8进行过滤后通过进水管路9进入翅片管换热器2，冷水在翅片管换热器2中与地热井1内的高温地热水进行热交换温度升高成为可供采暖的热水从翅片管换热器2的出水端流出，供水泵12将热水通过出水管路3抽出并流经供水管路4、单向阀13后泵入供暖管路5，热水通过供暖管路5流经各个用户取暖终端后温度下降成为冷水，再回流到回流管路并流入混合器7内，如此，便形成一个闭合的供暖循环系统，其中，水在循环过程中，流经各个用户取暖终端时，可能会有用户将用户取暖终端进行放水排空气进而造成水流损失，那么混合器7内水位便会下降，当水位下降到下水位开关21的位置时，下水位开关21将水位信号传至PLC控制器，触发PLC控制器控制补水泵18启动，补水泵18将补水水源的水通过补水管路10泵入混合器7内进行补水作业，当混合器7内水位上升至上水位开关20时，上水位开关20将水位信号传至PLC控制器，触发PLC控制器控制补水泵18关闭，确保混合器7中的水位始终高于混合器7的出水端，本实用新型无需抽取地热水，各个元件可以反复维修，寿命高，比同功率的传统供暖系统节能80%，运行成本远低于传统的供暖系统。
而且出水管路3、供水管路4、供暖管路5、回水管路6、进水管路9和补水管路10的外部均包覆有绝热层能够减少其内部热水的热量损失，使地热能得到充分利用。
如果用户取暖终端所需的流量较大，从地热井1内翅片管换热器2中循环加热的水水流不足时，则通过PLC控制器控制混流电动阀26打开一定程度，则供水泵12通过混流管路25从混合器7中抽取一定流量的水进入出水管路3并与出水管路3中的热水混流在一起，满足供暖所需的流量。
其中，地热井1内的地热水与翅片管换热器2中的水换热原理为：当地热井1内翅片管换热器2周围的地热水水温降低后水的密度就会加大，密度加大后高密度的水就会下沉，沉入井底后就会通过透水层向四周扩散，温度高密度小的水就会上升，这样地热井1内就形成了一个与翅片管换热器2进行水水换热系统。本系统可以利用现有的地热井改造，也可用于新建地热供暖系统，本系统效率高成本低，可真正做到不抽取地下水，并且维修保养方便。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.地热供暖循环系统，其特征在于：包括地热井、翅片管换热器和地上供暖系统，翅片管换热器设置在地热井内并与地热井内的高温地热水接触，地上供暖系统的出水端与翅片管换热器的进水端连接，翅片管换热器的出水端与地上供暖系统的进水端连接。
2.根据权利要求1所述的地热供暖循环系统，其特征在于：地上供暖系统包括出水管路、两根供水管路、供暖管路、若干个用户取暖终端、回水管路、混合器、过滤器、进水管路、补水管路和PLC控制器，出水管路的一端与翅片管换热器的出水端连接，出水管路的另一端与两根供水管路的进水端并联连接，两根供水管路的出水端与供暖管路的一端并联连接，供暖管路的另一端与各个用户取暖终端的进水端并联连接，各个用户取暖终端的出水端与回水管路的一端并联连接，回水管路的另一端与混合器的侧部进水端连接，混合器的出水端与过滤器的进水端通过输水管路连接，过滤器的出水端通过进水管路与翅片管换热器的进水端连接，补水管路的一端与混合器的顶部进水端连接，补水管路的另一端连接有补水水源，两根供水管路上沿水流方向均依次设有第一供水电动阀、供水泵、单向阀和第二供水电动阀，单向阀的流通方向为水流自供水泵向第二供水电动阀流动的方向，回水管路上设置有回水电动阀，输水管路上设置有输水电动阀，进水管路上设置有进水电动阀，补水管路上沿水流方向设置有补水泵和补水电动阀， PLC控制器分别与第一供水电动阀、供水泵、回水电动阀、输水电动阀、进水电动阀、补水泵和补水电动阀信号连接。
3.根据权利要求2所述的地热供暖循环系统，其特征在于：混合器内上侧部设置有上水位开关，混合器内下侧部设置有下水位开关，下水位开关高于混合器的出水端，PLC控制器分别与上水位开关和下水位开关信号连接。
4.根据权利要求3所述的地热供暖循环系统，其特征在于：地热井井壁采用425炭钢管，翅片管换热器采用304不锈钢制成，出水管路、供水管路、供暖管路、回水管路、进水管路和补水管路的外部均包覆有绝热层。
5.根据权利要求3所述的地热供暖循环系统，其特征在于：翅片管换热器采用的翅片换热管包括管体，管体的外侧壁上沿轴向设置有若干块翅片板。
6.根据权利要求3所述的地热供暖循环系统，其特征在于：混合器的侧壁下侧部与出水管之间连接有混流管路，混流管路上设置有混流电动阀，PLC控制器与混流电动阀信号连接，混流管路与混合器的侧壁下侧部的连接端低于下水位开关。
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