CN219368033U - 新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统，包括溴化锂吸收式热泵机组，其由溴化锂溶液发生器、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、溴化锂溶液吸收器和溴化锂溶液交换器等构成，地热水供水管依次经溴化锂溶液发生器、蒸发器后与并联设置的地热水供暖支管和地热水制冷支管相连，地热水供暖支管与蒸发器串联；供暖制冷回水管和供暖制冷供水管之间连通有并联设置的供暖水支管和制冷水支管，供暖水支管上串接有溴化锂溶液发生器和冷凝器，制冷水支管上串接有蒸发器。本实用新型结构巧妙，能够在不使用电动热泵机组的情况下，利用地热能实现供热和制冷两种工况，其投资成本和运行成本较低，符合节能减排的要求。

Description

新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统

技术领域

本实用新型涉及地热能供暖制冷技术领域，尤其是涉及一种新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统。

背景技术

随着“碳达峰”“碳中和”目标的提出，地热能作为替代传统能源的一种相对清洁和可持续的能源，在摆脱煤炭和石油等不可再生能源的束缚方面发挥着重要的作用。地热资源开发和利用过程中不排放二氧化碳、粉尘等物质，对于节能减排，建设低碳社会具有十分重要的作用。

目前地热能的利用主要集中在发电和供暖领域，其中，地热能供暖系统主要用于住宅和商业建筑的供暖。由于热源不足，现有地热能供暖系统常常需要增加电动热泵机组满足用户负荷需求，每台电动热泵机组功率通常在几百千瓦左右，在供暖季进行24h运行时，需要消耗大量电能；而在非供暖季，整套设备闲置停用，造成地热能综合利用率较低。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种不需要电动热泵机组、既能供暖又能制冷的新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统，具体可采取如下技术方案：

本实用新型所述的新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统，包括溴化锂吸收式热泵机组和与其相连的供暖制冷回水管、供暖制冷供水管、地热水供水管、地热水回水管，其中，所述溴化锂吸收式热泵机组包括溴化锂溶液发生器、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、溴化锂吸收器和溴化锂溶液交换器，所述溴化锂溶液发生器内设置有一级地热水-溴化锂换热器，所述溴化锂溶液吸收器内设置有一级供暖水-溴化锂溶液换热器，所述冷凝器内设置有二级供暖水-溴化锂溶液换热器，所述蒸发器内设置有二级地热水-溴化锂溶液换热器和制冷水-溴化锂溶液换热器；

所述溴化锂溶液发生器、冷凝器、所述膨胀阀、蒸发器、溴化锂溶液吸收器和所述溴化锂溶液交换器通过循环管依次相连，溴化锂溶液发生器和溴化锂溶液交换器之间、溴化锂溶液交换器和溴化锂溶液吸收器之间均设置有溶液输送管；

所述地热水供水管与所述一级地热水-溴化锂溶液换热器的进口管相连通，一级地热水-溴化锂溶液换热器的出口管与所述地热水回水管之间连通有并联设置且择一开启的地热水供暖支管和地热水制冷支管，所述地热水供暖支管与所述二级地热水-溴化锂溶液换热器串联相接；

所述供暖制冷回水管和所述供暖制冷供水管之间连通有并联设置且择一开启的供暖水支管和制冷水支管，所述供暖水支管与所述一级供暖水-溴化锂溶液换热器、所述二级供暖水-溴化锂溶液换热器依次串接相连，所述制冷水支管与所述制冷水-溴化锂溶液换热器串接相连。

优选地，所述地热水供水管的进口端连通至开采井，所述地热水回水管的出口端连通至回灌井。

优选地，所述供暖水支管的进口端设置有第一阀门，所述制冷水支管的进口端设置有第二阀门，制冷水支管的出口端设置有第三阀门，供暖水支管的出口端设置有第四阀门，所述地热水供暖支管的进口端设置有第五阀门，所述地热水制冷支管上设置有第六阀门。

本实用新型提供的新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统，结构巧妙，在不使用电动热泵机组的情况下，通过合理的管线设置，利用溴化锂-水溶液、地热水和供暖水/制冷水之间的热交换，实现供热和制冷两种工况，其投资成本和运行成本较低，能够充分利用地热能，满足住宅和商业建筑冬季供暖和夏季制冷的要求，极大地节约了电能，符合节能减排的要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的工作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

如图1所示，本实用新型所述的新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统，包括溴化锂吸收式热泵机组和与其相连的供暖制冷回水管1、供暖制冷供水管2、地热水供水管3、地热水回水管4，其中，溴化锂吸收式热泵机组包括溴化锂溶液发生器5、冷凝器6、膨胀阀7、蒸发器8、溴化锂溶液吸收器9和溴化锂溶液交换器10，溴化锂溶液发生器5内设置有一级地热水-溴化锂换热器11，溴化锂吸收器9内设置有一级供暖水-溴化锂溶液换热器12，冷凝器6内设置有二级供暖水-溴化锂溶液换热器13，蒸发器8内设置有二级地热水-溴化锂换热器14和制冷水-溴化锂溶液换热器15；

上述溴化锂溶液发生器5、冷凝器6、膨胀阀7、蒸发器8、溴化锂溶液吸收器9和溴化锂溶液交换器10通过循环管16依次相连，溴化锂溶液发生器5和溴化锂溶液交换器10之间、溴化锂溶液交换器10和溴化锂溶液吸收器9之间均设置有溶液输送管17；

地热水供水管3与一级地热水-溴化锂溶液换热器11的进口管相连通，一级地热水-溴化锂溶液换热器11的出口管与地热水回水管4之间连通有并联设置且择一开启的地热水供暖支管18和地热水制冷支管19，地热水供暖支管18与二级地热水-溴化锂溶液换热器14串联相接；

供暖制冷回水管1和供暖制冷供水管2之间连通有并联设置且择一开启的供暖水支管20和制冷水支管21，其中，供暖水支管20与所述一级供暖水-溴化锂溶液换热器12、第二供暖水-溴化锂溶液换热器13依次串接相连，制冷水支管21则与制冷水-溴化锂溶液换热器15串接相连。

上述溴化锂溶液发生器5用于存储溴化锂水溶液，溴化锂吸收器9和溴化锂溶液交换器10用于存储接收制冷剂（即从溴化锂水溶液中发生汽化的水）、溴化锂浓溶液（即溴化锂水溶液不断发生水汽化后的产物）和/或两者的混合物，冷凝器6、膨胀阀7和蒸发器8则用于存储接收制冷剂，上述一级地热水-溴化锂换热器11和二级地热水-溴化锂溶液换热器14的管程内为地热水，上述一级供暖水-溴化锂溶液换热器12、二级供暖水-溴化锂溶液换热器13和制冷水-溴化锂溶液换热器15的管程内为水。

为了方便控制，实现供暖工况和制冷工况的切换，在供暖水支管20的进口端（即一级供暖水-溴化锂溶液换热器12中水的进口管上）安装有第一阀门22，在制冷水支管21的进口端（即制冷水-溴化锂溶液换热器15中水的进口管上）安装有第二阀门23，在制冷水支管21的出口端（即制冷水-溴化锂溶液换热器15中水的出口管上）安装有第三阀门24，在供暖水支管20的出口端（即二级供暖水-溴化锂溶液换热器13中水的出口管上）安装有第四阀门25，在地热水供暖支管18的进口端（即二级地热水-溴化锂溶液换热器14中地热水的进口管上）安装有第五阀门26，在地热水制冷支管19上安装有第六阀门27。

此外，地热水供水管3的进口端通常连通至开采井28，地热水回水管4的出口端则连通至回灌井29。

本实用新型在冬季开启供暖模式时，首先开启第一阀门22、第四阀门25和第五阀门26，关闭第二阀门23、第三阀门24和第六阀门27，接着，从开采井28抽取地热水使其进入溴化锂溶液发生器5，为溴化锂溶液发生器5提供热量，使溴化锂溶液中的制冷剂汽化成高温高压气态制冷剂进入冷凝器6，同时，溴化锂溶液发生器5中剩余的含有较低浓度制冷剂的溴化锂浓溶液经过溴化锂溶液交换器10进入溴化锂溶液吸收器9；上述处于冷凝器6中的高温高压的制冷剂蒸汽经过冷凝变成高压低温的液态制冷剂，再通过膨胀阀7变成低温低压的制冷剂进入蒸发器8，与地热水换热后进一步升温，之后进入溴化锂吸收器9被溴化锂浓溶液不断吸收，得到溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液经循环管16再次进入溴化锂溶液发生器5；在溴化锂溶液发生器5中发生热交换温度降低的地热水沿地热水供暖支管18进入蒸发器8，与制冷剂发生热交换温度进一步降低，之后经地热水回水管4进入回灌井29；而供暖制冷回水管1中的水沿供暖水支管20首先进入溴化锂溶液吸收器9，吸收制冷剂蒸汽和溴化锂浓溶液的混合热，之后进入冷凝器6，继续吸收制冷剂蒸汽的冷凝热，最后经第四阀门25进入供暖制冷供水管2为用户提供供暖服务。

本实用新型在夏季开启制冷模式时，首先开启第二阀门23、第三阀门24和第六阀门27，关闭第一阀门22、第四阀门25和第五阀门26，接着，从开采井28抽取地热水使其进入溴化锂溶液发生器5，为溴化锂溶液发生器5提供热量，使溴化锂溶液中的制冷剂汽化成高温高压气态制冷剂进入冷凝器6，同时，溴化锂溶液发生器5中剩余的含有较低浓度制冷剂的溴化锂浓溶液经过溴化锂溶液交换器10进入溴化锂溶液吸收器9；上述处于冷凝器6中的高温高压的制冷剂蒸汽经过冷凝变成高压低温的液态制冷剂，再通过膨胀阀7变成低温低压的制冷剂进入蒸发器8，与制冷回水换热后进一步升温，之后进入溴化锂吸收器9被溴化锂浓溶液不断吸收，得到溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液经循环管16再次进入溴化锂溶液发生器5；在溴化锂溶液发生器5中发生热交换温度降低的地热水沿地热水制冷支管19直接进入地热水回水管4，之后回到回灌井29；而供暖制冷回水管1中的水沿制冷水支管21进入蒸发器8，与低温低压的制冷剂换热温度降低后，经第三阀门24进入供暖制冷供水管2为用户提供制冷服务。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (3)

1.一种新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统，包括溴化锂吸收式热泵机组和与其相连的供暖制冷回水管、供暖制冷供水管、地热水供水管、地热水回水管，其特征在于：

所述溴化锂吸收式热泵机组包括溴化锂溶液发生器、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、溴化锂溶液吸收器和溴化锂溶液交换器，所述溴化锂溶液发生器内设置有一级地热水-溴化锂溶液换热器，所述溴化锂溶液吸收器内设置有一级供暖水-溴化锂溶液换热器，所述冷凝器内设置有二级供暖水-溴化锂溶液换热器，所述蒸发器内设置有二级地热水-溴化锂溶液换热器和制冷水-溴化锂溶液换热器；

所述溴化锂溶液发生器、冷凝器、所述膨胀阀、蒸发器、溴化锂溶液吸收器和所述溴化锂溶液交换器通过循环管依次相连，溴化锂溶液发生器和溴化锂溶液交换器之间、溴化锂溶液交换器和溴化锂溶液吸收器之间均设置有溶液输送管；

所述地热水供水管与所述一级地热水-溴化锂溶液换热器的进口管相连通，一级地热水-溴化锂溶液换热器的出口管与所述地热水回水管之间连通有并联设置且择一开启的地热水供暖支管和地热水制冷支管，所述地热水供暖支管与所述二级地热水-溴化锂溶液换热器串联相接；

所述供暖制冷回水管和所述供暖制冷供水管之间连通有并联设置且择一开启的供暖水支管和制冷水支管，所述供暖水支管与所述一级供暖水-溴化锂换热器、所述二级供暖水-溴化锂换热器依次串接相连，所述制冷水支管与所述制冷水-溴化锂溶液换热器串接相连。

2.根据权利要求1所述的新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统，其特征在于：所述地热水供水管的进口端连通至开采井，所述地热水回水管的出口端连通至回灌井。

3.根据权利要求2所述的新型中深层地热能溴化锂吸收式热泵系统，其特征在于：所述供暖水支管的进口端设置有第一阀门，所述制冷水支管的进口端设置有第二阀门，制冷水支管的出口端设置有第三阀门，供暖水支管的出口端设置有第四阀门，所述地热水供暖支管的进口端设置有第五阀门，所述地热水制冷支管上设置有第六阀门。