[发明专利]一种基于深层地热能的供热系统

说明书

技术领域

本发明属于地热能高效供热领域，特别地，涉及一种基于深层地热能的供热系统。

背景技术

随着城市化进程的快速发展，我国建筑能耗急剧增加、消耗严重，开发利用地热能成为建筑节能的主要措施。目前的浅层地热能的利用由于冬夏冷热不均，从而导致运行效果逐年下降；另外由于地埋管敷设的建设条件限制，使得浅层地热能的利用在大型供热工程中受到一定的限制。深层地热能由于能源密度高、热稳定性能好等有点，逐渐受到国内外的极大关注，因为较高温度的地热水不仅可以作为水-水换热器的加热热源，而且可以作为热泵机组的低温热源，逐步加热一次网回水，地热水能量得到梯级利用，从而达到高效开发利用地热能的目的。然而，采用何种技术及设备以高效利用深层地热能是目前亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于深层地热能的供热系统，具体技术方案如下：

供热系统包括热源站、一次网管路、热力站和二次网管路，其特征在于，所述热源站包括深层地热井、水-水换热器和热泵机组，所述深层地热井包括抽水井、回灌井和地热水泵；所述热力站包括水-水换热机组或大温差高效换热机组；所述一次网管路连接方式设置为一次网各个回水支管与一次网回水干管相连，一次网回水干管与热源站的水-水换热器入口相连，水-水换热器出口与热泵机组入口相连，热泵机组出口与一次网供水干管相连，一次网供水干管与一次网各个供水支管相连，一次网各个供水支管与热力站的水-水换热机组或大温差高效换热机组相连；所述供热系统还包括地热水与热源站的连接管路，连接方式设置为所述抽水井出口与热源站的水-水换热器入口相连，水-水换热器出口与热泵机组入口相连，热泵机组出口与回灌井入口相连。

进一步地，所述一次网管路、地热水与热源站的连接管路上均设置有阀门，其中阀门v1设置在热源站的水‐水换热器出口与一次网供水干管之间；阀门v2设置在热源站的热泵机组出口与一次网供水干管之间；阀门v3设置在热源站的水‐水换热器出口与热泵机组出口之间；阀门v4设置在热源站的水‐水换热器出口与热泵机组入口之间。

进一步地，所述供热系统的一次网水有以下两种运行方式：

1)在供热初末期的低负荷运行阶段，热源站的水-水换热器单独运行：阀门v1打开，阀门v2关闭，一次网回水经热源站的水-水换热器加热升温后被输配至热力站，通过热力站的水-水换热机组或大温差高效换热机组加热二次网回水；

2)在供热寒期的高负荷运行阶段，热源站的水-水换热器和热泵机组串联运行：阀门v2打开，阀门v1关闭，一次网回水依次经过热源站的水-水换热器和热泵机组逐级加热升温后被输配至热力站，通过热力站的水-水换热机组或大温差高效换热机组加热二次网回水。

进一步地，所述供热系统的地热水有以下两种运行方式：

1)在供热初末期的低负荷运行阶段，热源站的水-水换热器单独运行：阀门v3打开，阀门v4关闭，抽水井中的地热水经地热水泵进入热源站的水-水换热器，放热降温后返回至回灌井；

2)在供热寒期的高负荷运行阶段，热源站的水-水换热器和热泵机组串联运行：阀门v4打开，阀门v3关闭，抽水井中的地热水经地热水泵依次进入热源站的水-水换热器和热泵机组，逐级放热降温后返回至回灌井。

进一步地，所述热源站还包括锅炉或汽‐水换热器，此时，所述一次网管路连接方式设置为一次网各个回水支管与一次网回水干管相连，一次网回水干管与热源站的水‐水换热器入口相连，水‐水换热器出口与热泵机组入口相连，热泵机组出口与锅炉入口或汽‐水换热器入口相连，锅炉出口或汽‐水换热器出口与一次网供水干管相连，一次网供水干管与一次网各个供水支管相连，一次网各个供水支管分别与各个热力站的水‐水换热机组或大温差高效换热机组相连。

进一步地，所述一次网管路、地热水与热源站的连接管路上均设置有阀门，阀门v1设置在热源站的水-水换热器出口与一次网供水干管之间；阀门v2设置在热源站的热泵机组出口与一次网供水干管之间；阀门v3设置在热源站的水-水换热器出口与热泵机组出口之间；阀门v4设置在热源站的水-水换热器出口与热泵机组入口之间；阀门v5设置在热源站的热泵机组出口与锅炉入口之间。

进一步地，所述供热系统的一次网水有以下三种运行方式：

1)在供热初末期的低负荷运行阶段，热源站的水-水换热器单独运行：阀门v1打开，阀门v2、v5关闭，一次网回水经热源站的水-水换热器加热升温后被输配至热力站，通过热力站的水-水换热机组或大温差高效换热机组加热二次网回水；