[实用新型]一种地热能梯级利用系统

说明书

本实用新型公开了一种地热能梯级利用系统，具体包括水汽换热器的Ⅰ侧进水口连接供水源，水汽换热器的Ⅰ侧出水口分别连接第一水水换热器的Ⅰ侧进水口和深层地热回灌井，第一水水换热器的Ⅰ侧出水口连接深层地热回灌井；水汽换热器的Ⅱ侧出汽口连接蒸汽轮机的进汽口，蒸汽轮机的出汽口分别连接水汽换热器的Ⅱ侧进汽口和发电机；第一水水换热器的Ⅱ侧出水口连接第一水泵的进水口，第一水泵的出水口连接地源热泵的Ⅰ侧进水口，地源热泵的Ⅰ侧出水口连接地埋管子系统的进水口，地埋管子系统的出水口分别连接第一水水换热器的Ⅱ侧进水口和第一水泵的进水口。本实用新型可实现地热能的梯级利用，提高供热效率。

技术领域

本实用新型涉及地热开发和利用技术领域，具体涉及一种地热能梯级利用系统。

背景技术

区域综合能源供能系统近年来被行业所推崇，区域综合能源因地制宜的采用清洁能源与可再生能源，使一次能源的利用更加高效、经济，同时实现环境友好。地热能的开发历史沿革较短，目前常用的主要包括深层地热的直接换热供暖，随后通过热泵提温后将深层地热尾水进行回灌。传统地热尾水一般排放温度在25℃到30℃左右，比常规冬季浅层地热的温度还要高，一般地热水从地下两千多米地层提升到地面，高温回灌的话造成了很大的能源浪费。

国内专利申请CN109869935A公开了一种地热能复合运行系统，该系统考虑了利用中深层地热结合浅层地热为实现土壤的冷热平衡，但其未考虑如何提升浅层地热供能效率以及如何实现深层地热的梯级利用。同时，其尾水回灌的温度太高。国内专利申请CN109340864A公开了一种中深层与浅层地热能联合供热及浅层地热能补热系统，其利用中深层地热在过渡季时实现向浅层地热进行补热，从而实现地热平衡，但当利用浅层地热供冷时，该平衡将被打破，无法实现地源热泵冷热双供的优点。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何在保证土壤冷热平衡的情况下，实现地热能梯级利用的技术问题，本实用新型提供了一种地热能梯级利用系统，包括：所述系统包括水汽换热器、第一水水换热器、蒸汽轮机、发电机、第一水泵、地源热泵以及地埋管子系统；

所述水汽换热器的Ⅰ侧进水口通过管道连接深层地热水的供水源，所述水汽换热器的Ⅰ侧出水口分别通过管道连接所述第一水水换热器的Ⅰ侧进水口和地热水的深层地热回灌井，所述第一水水换热器的Ⅰ侧出水口通过管道连接所述深层地热回灌井，其中所述第一水水换热器的Ⅰ侧进水口和Ⅰ侧出水口均设置有水阀，所述水汽换热器的Ⅰ侧出水口与所述深层地热回灌井之间连接的管道设置有水阀；

所述水汽换热器的Ⅱ侧出汽口通过管道连接所述蒸汽轮机的进汽口，所述蒸汽轮机的出汽口分别通过管道连接所述水汽换热器的Ⅱ侧进汽口和所述发电机，所述发电机为所述系统供应电力；

所述第一水水换热器的Ⅱ侧出水口通过管道连接所述第一水泵的进水口，所述第一水泵的出水口通过管道连接所述地源热泵的Ⅰ侧进水口，所述地源热泵的Ⅰ侧出水口通过管道连接所述地埋管子系统的进水口，所述地埋管子系统的出水口分别通过管道连接所述第一水水换热器的Ⅱ侧进水口和所述第一水泵的进水口，其中所述地埋管子系统埋于土壤浅层，所述第一水水换热器的Ⅱ侧进水口设置有水阀，所述地埋管子系统的出水口与所述第一水泵的进水口之间连接的管道设置有水阀。

进一步地，所述系统还包括直接换热子系统，所述直接换热子系统包括第二水水换热器、第二水泵和散热器；

所述第二水水换热器的Ⅰ侧进水口通过管道连接所述水汽换热器的Ⅰ侧出水口，所述第二水水换热器的Ⅰ侧出水口通过管道连接所述第一水水换热器的Ⅰ侧进水口，其中所述第二水水换热器的Ⅰ侧进水口和Ⅰ侧出水口均设置有水阀；

所述第二水水换热器的Ⅱ侧出水口通过管道连接所述散热器的进水口，所述散热器的出水口通过管道连接所述第二水泵的进水口，所述第二水泵的出水口通过管道连接所述第二水水换热器的Ⅱ侧进水口。