CN102679433A - 一种梯级利用地热水与水源热泵的联合供暖*** - Google Patents

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温鸿滨
张新力
于江
孙冬梅
戚骥
李丽琼
刘芳良
连浩杰
王广伟
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Abstract

本发明公开了一种梯级利用地热水与水源热泵的联合供暖***，其特征在于它包括相连接的一级板式换热器（1）、二级板式换热器（2）及三级板式换热器（3），一级板式换热器（1）连接地热水进水管（10），三级板式换热器（3）连接地热尾水出水管（11），采暖水回水管（15）连接采暖水循环泵（9），采暖水供水管（14）和采暖水循环泵（9）均分别连接一级板式换热器（1）、一级水源热泵机组（7）、二级水源热泵机组（8），二级板式换热器（2）连接一级水源热泵机组（7），三级板式换热器（3）连接二级水源热泵机组（8），本发明利用不同温度梯级的热泵进行地热尾水废热回收，可最大限度利用地热资源对地热水中的热量利用率高，扩大供暖面积。

Description

一种梯级利用地热水与水源热泵的联合供暖***
 
技术领域：
本发明涉及了一种供暖***，尤其涉及一种梯级利用地热水与水源热泵的联合供暖***。
背景技术：
1、地热水：是指温度显著高于当地年平均气温，或者高于观测深度的围岩温度的地下水。在北方地区，温度高于45℃的地热水常用于冬季为建筑物供暖。由于建筑物供暖，需要较高的水温，所以当地热水温度降至37℃以下时，就不适合再用来供暖。通常将30℃左右的地热水回灌，而此时尾水中依旧蕴含大量热量，地热水中的热能被浪费，十分可惜。这样只能对温度为37℃左右的地热水进行利用，对地热水中热量的利用率低。 
2、水源热泵机组供暖：通过抽出地下水进入热泵机组蒸发器和制冷剂进行热交换，制冷剂吸收地下水中蕴含的热量，并通过自身的循环过程把吸收的热量带至冷凝器中，再把热量释放给在冷凝器中循环的***水，***水被加热后用于供暖。这样需要地下水，并且保证充足的流量。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种利用不同温度梯级的热泵进行地热尾水废热回收，可最大限度利用地热资源对地热水中的热量利用率高，扩大供暖面积的梯级利用地热水与水源热泵的联合供暖***。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种梯级利用地热水与水源热泵的联合供暖***，其特征在于它包括一级板式换热器、二级板式换热器及三级板式换热器，一级板式换热器的一次侧进口连接地热水进水管，一级板式换热器的一次侧出口连接二级板式换热器的一次侧进口，二级板式换热器的一次侧出口连接三级板式换热器的一次侧进口，三级板式换热器的一次侧出口连接地热尾水出水管，一级板式换热器的一次侧进口和一级板式换热器的一次侧出口之间的管路上设有一级地热水旁通阀，二级板式换热器的一次侧进口和二级板式换热器的一次侧出口之间的管路上设有二级地热水旁通阀，三级板式换热器的一次侧进口和三级板式换热器的一次侧出口之间的管路上设有三级地热水旁通阀，采暖水供水管分别连接一级板式换热器的二次侧出口、一级水源热泵机组的冷凝器出口、二级水源热泵机组的冷凝器出口，采暖水回水管连接采暖水循环泵，采暖水循环泵分别连接一级板式换热器的二次侧进口、一级水源热泵机组的冷凝器进口、二级水源热泵机组的冷凝器进口，二级板式换热器的二次侧出口连接一级二次水循环泵，一级二次水循环泵连接一级水源热泵机组的蒸发器进口，二级板式换热器的二次侧进口连接一级水源热泵机组的蒸发器出口，三级板式换热器的二次侧出口连接二级二次水循环泵，二级二次水循环泵连接二级水源热泵机组的蒸发器进口，三级板式换热器的二次侧进口连接二级水源热泵机组的蒸发器出口。
本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明对地热水进行梯级利用：按传统方式供暖，地热水温度降至37℃以下时，首先用板式换热器，将地热水中的热量传递给二次水，将二次水的温度加热至10℃～25℃的范围，二次水进水源热泵机组的蒸发器，热泵机组的冷凝器侧制出45℃以上的热水，供建筑采暖使用。其利用不同温度梯级的热泵进行地热尾水废热回收，可最大限度利用地热资源、扩大供暖面积。本发明可以在同样的地热水条件下，制出更多的热量，满足更多的建筑物采暖需要，最大限度的充分利用地热水中所蕴含的热量，保护环境、节约资源，对地热水中的热量利用率高，总供热面积提高2倍左右。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式：下面结合附图对本发明的最佳实施方式作详细说明：
实施例：一种梯级利用地热水与水源热泵的联合供暖***（参见图1），它包括一级板式换热器1、二级板式换热器2及三级板式换热器3，一级板式换热器1的一次侧进口连接地热水进水管10，一级板式换热器1的一次侧出口连接二级板式换热器2的一次侧进口，二级板式换热器2的一次侧出口连接三级板式换热器3的一次侧进口，三级板式换热器3的一次侧出口连接地热尾水出水管11，一级板式换热器1的一次侧进口和一级板式换热器1的一次侧出口之间的管路上设有一级地热水旁通阀6，二级板式换热器2的一次侧进口和二级板式换热器2的一次侧出口之间的管路上设有二级地热水旁通阀12，三级板式换热器3的一次侧进口和三级板式换热器3的一次侧出口之间的管路上设有三级地热水旁通阀13。采暖水供水管14分别连接一级板式换热器1的二次侧出口、一级水源热泵机组7的冷凝器出口、二级水源热泵机组8的冷凝器出口，采暖水回水管15连接采暖水循环泵9，采暖水循环泵9分别连接一级板式换热器1的二次侧进口、一级水源热泵机组7的冷凝器进口、二级水源热泵机组8的冷凝器进口。二级板式换热器2的二次侧出口连接一级二次水循环泵4，一级二次水循环泵4连接一级水源热泵机组7的蒸发器进口，二级板式换热器2的二次侧进口连接一级水源热泵机组7的蒸发器出口。三级板式换热器3的二次侧出口连接二级二次水循环泵5，二级二次水循环泵5连接二级水源热泵机组8的蒸发器进口，三级板式换热器3的二次侧进口连接二级水源热泵机组8的蒸发器出口。
工作原理：
a)              地热水首先进入一级板式换热器1 ，换热后地热水温度降低（降至38℃），一级板式换热器1的二次侧制出循环热水（37～45℃），进入采暖水***，直接供采暖用户，经采暖水循环泵 9 送出。
b)              地热尾水（38℃）进入二级板式换热器2 ，换热后地热尾水温度进一步降低（降至23℃左右），二级板式换热器2的二次侧制出二次循环水（ 22～14℃）。二次循环水经一级二次水循环泵4进一级水源热泵机组 7的蒸发器，热泵机组制出热水（37～45℃），进入采暖水***，供采暖用户，经采暖水循环泵 9 送出。
c)              地热尾水（23℃）进入三级板式换热器3 ，换热后地热尾水温度进一步降低（降至10℃左右）回灌，三级板式换热器3的二次侧制出二次循环水（13～7℃）。二次循环水经二级二次水循环泵5进二级水源热泵机组 8的 蒸发器，热泵机组制出热水供采暖（37～45℃），经采暖水循环泵9送出。
d)              地热水旁通阀的作用：当某级板换需暂停运行时，地热水通过相应的旁通阀进入下一级板换，不影响其它设备的正常运行。

Claims (1)

1.一种梯级利用地热水与水源热泵的联合供暖***，其特征在于它包括一级板式换热器（1）、二级板式换热器（2）及三级板式换热器（3），一级板式换热器（1）的一次侧进口连接地热水进水管（10），一级板式换热器（1）的一次侧出口连接二级板式换热器（2）的一次侧进口，二级板式换热器（2）的一次侧出口连接三级板式换热器（3）的一次侧进口，三级板式换热器（3）的一次侧出口连接地热尾水出水管（11），一级板式换热器（1）的一次侧进口和一级板式换热器（1）的一次侧出口之间的管路上设有一级地热水旁通阀（6），二级板式换热器（2）的一次侧进口和二级板式换热器（2）的一次侧出口之间的管路上设有二级地热水旁通阀（12），三级板式换热器（3）的一次侧进口和三级板式换热器（3）的一次侧出口之间的管路上设有三级地热水旁通阀（13），采暖水供水管（14）分别连接一级板式换热器（1）的二次侧出口、一级水源热泵机组（7）的冷凝器出口、二级水源热泵机组（8）的冷凝器出口，采暖水回水管（15）连接采暖水循环泵（9），采暖水循环泵（9）分别连接一级板式换热器（1）的二次侧进口、一级水源热泵机组（7）的冷凝器进口、二级水源热泵机组（8）的冷凝器进口，二级板式换热器（2）的二次侧出口连接一级二次水循环泵（4），一级二次水循环泵（4）连接一级水源热泵机组（7）的蒸发器进口，二级板式换热器（2）的二次侧进口连接一级水源热泵机组（7）的蒸发器出口，三级板式换热器（3）的二次侧出口连接二级二次水循环泵（5），二级二次水循环泵（5）连接二级水源热泵机组（8）的蒸发器进口，三级板式换热器（3）的二次侧进口连接二级水源热泵机组（8）的蒸发器出口。
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