CN104848327A - 地热水结合水源热泵供暖循环*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了地热水结合水源热泵供暖循环***主要由第一板式换热器、第二板式换热器、热泵机组、供暖循环泵和控制柜组成，第一板式换热器的二次进口与供暖回水管连接，第一板式换热器的二次出口与供暖供水管连接，供暖供水管和供暖回水管再分别与供暖热用户连接形成循环，供暖回水管还设有热泵进水管与热泵机组的二次进口连接，在热泵机组的二次出口设有热泵出水管与供暖供水管连接，热泵机组的一次进口和一次出口分别设有热泵循环管和热泵回水管与第二板式换热器的二次出口和二次进口连接形成循环。本发明的有益效果是，本发明具有热利用率高、运行节能舒适、供热成本低等优点，而且还避免了环境污染，因而其社会经济效果显著，应用前景好。

Description

地热水结合水源热泵供暖循环***

技术领域

本发明涉及地热水技术领域，具体地说是一种地热水结合水源热泵供暖循环***。

背景技术

地热水是从地底下抽上来的天然热水，可以作为一种清洁能源在工业与民用领域广泛应用。地热能与石油、煤相比具有节约燃料和不造成环境污染的特殊优点，在地热水充足的地区，地热能正作为一种可供选择的新能源予以有效开发和利用。目前，对地热能利用主要在工业、洗浴等方面，而在地热能供暖应用较少，有些利用地热能供暖主要是采用直排直供方式，或者经板式换热器换热后进行供暖，其特点是***简单，投资少，但是尾水排放温度高，水温多在30℃～40℃，地热能利用率低，供暖规模小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用率高、节能和使用效果好的地热水结合水源热泵供暖循环***。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：地热水结合水源热泵供暖循环***主要由地热井、第一板式换热器、第二板式换热器、热泵机组、补水变频泵、补水箱、供暖循环泵和控制柜组成，地热井内装有地热泵，地热泵出水与输配水管连接，输配水管再与第一板式换热器的一次进口连接，第一板式换热器的一次出口设有串接管与第二板式换热器的一次进口连接，第二板式换热器的一次出口与回灌水管连接，回灌水管再与回灌井连接，在输配水管上装有除砂器，第一板式换热器的二次进口与供暖回水管连接，第一板式换热器的二次出口与供暖供水管连接，供暖供水管和供暖回水管再分别与供暖热用户连接形成循环，且在供暖回水管上装有供暖循环泵，供暖回水管在供暖循环泵之前装有过滤器，供暖回水管在过滤器之后、供暖循环泵之前装有安全阀、并设有压力传感器，供暖回水管在过滤器之后、供暖循环泵之前还设有供暖定压管与补水箱连接，补水箱进水与自来水补水管连接，且在自来水补水管上装有补水电磁阀，自来水补水管在补水电磁阀之后装有软化水装置，补水箱内还装设有水位传感器，在供暖定压管上装有补水变频泵及止回阀，绕过补水变频泵及止回阀还设有泄压管分别与供暖定压管和补水箱连接，且泄压管连接在补水箱顶部，绕过第一板式换热器还设有混水管分别与供暖回水管和供暖供水管连接，且混水管的一端连接在供暖循环泵之后的供暖回水管上，混水管的另一端连接在供暖供水管上，在混水管上装有流量阀，供暖供水管在连接混水管之后设有温度传感器，供暖回水管在供暖循环泵之后、连接混水管之前还设有热泵进水管与热泵机组的二次进口连接，在热泵机组的二次出口设有热泵出水管与供暖供水管连接，且热泵出水管连接在温度传感器之前、连接混水管之后的供暖供水管上，热泵机组的一次进口和一次出口分别设有热泵循环管和热泵回水管与第二板式换热器的二次出口和二次进口连接形成循环，且在热泵回水管上装有热泵循环泵，热泵回水管在热泵循环泵之前还设有热泵补水管与供暖定压管连接，且热泵补水管连接在补水变频泵及止回阀之前、连接泄压管之后的供暖定压管上。所述热泵循环泵、热泵机组、补水变频泵、水位传感器、补水电磁阀、软化水装置、泄压电磁阀、温度传感器、压力传感器、供暖循环泵和流量阀各自分别与控制柜接线连接，控制柜还与装在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器接线连接。

本发明的工作原理是，地热泵从地热井内抽取地热水、经提压进入除砂器进行过滤和清除泥砂杂质后，首先进入第一板式换热器与供暖循环水换热和输出热量，然后再由串接管进入第二板式换热器作为热泵机组的低温热源进行换热与余热利用，随后通过回灌水管回灌至回灌井形成循环，第一板式换热器通过地热水对供暖循环水间接加热至适于室外环境温度变化而自动给出供暖温度设定值，再由供暖供水管输送给供暖热用户进行供暖，装在混水管上的流量阀则依据***自动给出的供暖温度设定值自适应地调节其开度、直至全开或关闭，进而调节供暖供水管的供暖温度，使供暖温度始终维持在***给出的供暖温度设定值上，实现气候补偿的变温与舒适节能供暖效果，第二板式换热器则通过热泵机组间接换热，再由热泵机组对供暖回水管的一部分流量进行加热，再通过热泵出水管与供暖供水管汇集供暖，以实现地热水余热利用与节能效果；装在供暖供水管上的温度传感器检测供暖温度，装在供暖回水管上的压力传感器检测供暖回水管在供暖循环泵之前的压力，并设有补水启泵压力值、补水稳定压力值、超高压力值和缺水压力值四个控制点，当检测到供暖回水管在供暖循环泵之前的压力低于压力传感器设定的补水启泵压力值时，补水变频泵启动和从补水箱内取水、并依据设定的补水稳定压力值对供暖回水管进行变频恒压补水，当补水变频泵运行、且供暖回水管压力稳定在设定的补水稳定压力值、并维持30s～60s时，补水变频泵停机和进入休眠待机状态，补水变频泵补水结束；当检测到供暖回水管在供暖循环泵之前的压力高于设定的补水稳定压力值、且达到设定的超高压力值及以上时，泄压电磁阀打开泄水至补水箱储存，待供暖回水管在供暖循环泵之前的压力恢复至设定的补水稳定压力值时，泄压电磁阀关闭，泄压管切断；当检测到供暖回水管在供暖循环泵之前的压力低于设定的缺水压力值及以下时，将判定供暖回水管缺水，供暖循环泵停机保护，待供暖回水管在供暖循环泵之前的压力恢复到设定的补水稳定压力值时，供暖循环泵自动启动和恢复正常状态；装在补水箱内的水位传感器用于检测补水箱水位，并设有高水位点、低水位点和缺水水位点，当水位传感器检测到补水箱水位处于设定的低水位点及以下时，装在自来水补水管上的补水电磁阀打开补水，同时软化水装置得电运行、以制备软化水进入补水箱补水，补水箱水位上升，当水位传感器检测到补水箱水位处于设定的高水位点及以上时，补水电磁阀关闭，软化水装置失电停机，当水位传感器检测到补水箱水位处于设定的缺水水位点及以下时，将停止补水变频泵运行、并报警，待补水箱水位恢复且水位高于设定的低水位点以上时，报警自动消除，补水变频泵也将自动恢复为正常状态。

本发明的有益效果是，本发明具有热利用率高、运行节能舒适、供热成本低等优点，而且还避免了环境污染，因而其社会经济效果显著，应用前景好。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

图中，1、地热泵，2、地热井，3、回灌井，4、输配水管，5、除砂器，6、回灌水管，7、第一板式换热器，8、串接管，9、第二板式换热器，10、热泵循环管，11、热泵回水管，12、热泵循环泵，13、热泵补水管，14、热泵机组，15、止回阀，16、补水变频泵，17、水位传感器，18、补水箱，19、自来水补水管，20、补水电磁阀，21、软化水装置，22、泄压管，23、泄压电磁阀，24、供暖定压管，25、热泵进水管，26、热泵出水管，27、控制柜，28、供暖回水管，29、过滤器，30、室外温度传感器，31、供暖热用户，32、供暖供水管，33、温度传感器，34、安全阀，35、压力传感器，36、供暖循环泵，37、流量阀，38、混水管。

具体实施方式

下面就附图1对本发明的地热水结合水源热泵供暖循环***作以下详细地说明。

如附图1所示，本发明的地热水结合水源热泵供暖循环***主要由地热井2、第一板式换热器7、第二板式换热器9、热泵机组14、补水变频泵16、补水箱18、供暖循环泵36和控制柜27组成，地热井2内装有地热泵1，地热泵1出水与输配水管4连接，输配水管4再与第一板式换热器7的一次进口连接，第一板式换热器7的一次出口设有串接管8与第二板式换热器9的一次进口连接，第二板式换热器9的一次出口与回灌水管6连接，回灌水管6再与回灌井3连接，在输配水管4上装有除砂器5，第一板式换热器7的二次进口与供暖回水管28连接，第一板式换热器7的二次出口与供暖供水管32连接，供暖供水管32和供暖回水管28再分别与供暖热用户31连接形成循环，且在供暖回水管28上装有供暖循环泵36，供暖回水管28在供暖循环泵36之前装有过滤器29，供暖回水管28在过滤器29之后、供暖循环泵36之前装有安全阀34、并设有压力传感器35，供暖回水管28在过滤器29之后、供暖循环泵36之前还设有供暖定压管24与补水箱18连接，补水箱18进水与自来水补水管19连接，且在自来水补水管19上装有补水电磁阀20，自来水补水管19在补水电磁阀20之后装有软化水装置21，补水箱18内还装设有水位传感器17，在供暖定压管24上装有补水变频泵16及止回阀15，绕过补水变频泵16及止回阀15还设有泄压管22分别与供暖定压管24和补水箱18连接，且泄压管22连接在补水箱18顶部，绕过第一板式换热器7还设有混水管38分别与供暖回水管28和供暖供水管32连接，且混水管38的一端连接在供暖循环泵36之后的供暖回水管28上，混水管38的另一端连接在供暖供水管32上，在混水管38上装有流量阀37，供暖供水管32在连接混水管38之后设有温度传感器33，供暖回水管28在供暖循环泵36之后、连接混水管38之前还设有热泵进水管25与热泵机组14的二次进口连接，在热泵机组14的二次出口设有热泵出水管26与供暖供水管32连接，且热泵出水管26连接在温度传感器33之前、连接混水管38之后的供暖供水管32上，热泵机组14的一次进口和一次出口分别设有热泵循环管10和热泵回水管11与第二板式换热器9的二次出口和二次进口连接形成循环，且在热泵回水管11上装有热泵循环泵12，热泵回水管11在热泵循环泵12之前还设有热泵补水管13与供暖定压管24连接，且热泵补水管13连接在补水变频泵16及止回阀15之前、连接泄压管22之后的供暖定压管24上。所述热泵循环泵12、热泵机组14、补水变频泵16、水位传感器17、补水电磁阀20、软化水装置21、泄压电磁阀23、温度传感器33、压力传感器35、供暖循环泵36和流量阀37各自分别与控制柜27接线连接，控制柜27还与装在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器30接线连接。

本发明的工作原理是，地热泵1从地热井2内抽取地热水、经提压进入除砂器5进行过滤和清除泥砂杂质后，首先进入第一板式换热器7与供暖循环水换热和输出热量，然后再由串接管进入第二板式换热器9作为热泵机组14的低温热源进行换热与余热利用，随后通过回灌水管6回灌至回灌井3形成循环，第一板式换热器7通过地热水对供暖循环水间接加热至适于室外环境温度变化而自动给出供暖温度设定值，再由供暖供水管32输送给供暖热用户31进行供暖，装在混水管38上的流量阀37则依据***自动给出的供暖温度设定值自适应地调节其开度、直至全开或关闭，进而调节供暖供水管32的供暖温度，使供暖温度始终维持在***给出的供暖温度设定值上，实现气候补偿的变温与舒适节能供暖效果，第二板式换热器9则通过热泵机组14间接换热，再由热泵机组14对供暖回水管28的一部分流量进行加热，再通过热泵出水管26与供暖供水管32汇集供暖，以实现地热水余热利用与节能效果；装在供暖供水管32上的温度传感器33检测供暖温度，装在供暖回水管28上的压力传感器35检测供暖回水管28在供暖循环泵36之前的压力，并设有补水启泵压力值、补水稳定压力值、超高压力值和缺水压力值四个控制点，当检测到供暖回水管28在供暖循环泵36之前的压力低于压力传感器35设定的补水启泵压力值时，补水变频泵16启动和从补水箱18内取水、并依据设定的补水稳定压力值对供暖回水管28进行变频恒压补水，当补水变频泵16运行、且供暖回水管28压力稳定在设定的补水稳定压力值、并维持30s～60s时，补水变频泵16停机和进入休眠待机状态，补水变频泵16补水结束；当检测到供暖回水管28在供暖循环泵36之前的压力高于设定的补水稳定压力值、且达到设定的超高压力值及以上时，泄压电磁阀23打开泄水至补水箱18储存，待供暖回水管28在供暖循环泵36之前的压力恢复至设定的补水稳定压力值时，泄压电磁阀23关闭，泄压管22切断；当检测到供暖回水管28在供暖循环泵36之前的压力低于设定的缺水压力值及以下时，将判定供暖回水管28缺水，供暖循环泵36停机保护，待供暖回水管28在供暖循环泵36之前的压力恢复到设定的补水稳定压力值时，供暖循环泵36自动启动和恢复正常状态；装在补水箱18内的水位传感器17用于检测补水箱18水位，并设有高水位点、低水位点和缺水水位点，当水位传感器17检测到补水箱18水位处于设定的低水位点及以下时，装在自来水补水管19上的补水电磁阀20打开补水，同时软化水装置21得电运行、以制备软化水进入补水箱18补水，补水箱18水位上升，当水位传感器17检测到补水箱18水位处于设定的高水位点及以上时，补水电磁阀20关闭，软化水装置21失电停机，当水位传感器17检测到补水箱18水位处于设定的缺水水位点及以下时，将停止补水变频泵16运行、并报警，待补水箱18水位恢复且水位高于设定的低水位点以上时，报警自动消除，补水变频泵16也将自动恢复为正常状态。

Claims (4)

1.一种地热水结合水源热泵供暖循环***主要由地热井、第一板式换热器、第二板式换热器、热泵机组、补水变频泵、补水箱、供暖循环泵和控制柜组成，装在地热井内的地热泵出水设有输配水管与第一板式换热器的一次进口连接，在输配水管上装有除砂器，其特征在于，第一板式换热器的一次出口设有串接管与第二板式换热器的一次进口连接，第二板式换热器的一次出口与回灌水管连接，第一板式换热器的二次进口与供暖回水管连接，第一板式换热器的二次出口与供暖供水管连接，供暖供水管和供暖回水管再分别与供暖热用户连接形成循环，绕过第一板式换热器还设有混水管分别与供暖回水管和供暖供水管连接，在混水管上装有流量阀，供暖供水管在连接混水管之后设有温度传感器，供暖回水管还设有热泵进水管与热泵机组的二次进口连接，在热泵机组的二次出口设有热泵出水管与供暖供水管连接，热泵机组的一次进口和一次出口分别设有热泵循环管和热泵回水管与第二板式换热器的二次出口和二次进口连接形成循环。

2.根据权利要求1所述的地热水结合水源热泵供暖循环***，其特征在于，在供暖回水管上装有供暖循环泵，供暖回水管在供暖循环泵之前装有过滤器，供暖回水管在过滤器之后、供暖循环泵之前装有安全阀、并设有压力传感器。

3.根据权利要求2所述的地热水结合水源热泵供暖循环***，其特征在于，供暖回水管在过滤器之后、供暖循环泵之前还设有供暖定压管与补水箱连接，补水箱进水与自来水补水管连接，且在自来水补水管上装有补水电磁阀，自来水补水管在补水电磁阀之后装有软化水装置，补水箱内还装设有水位传感器，在供暖定压管上装有补水变频泵及止回阀，绕过补水变频泵及止回阀还设有泄压管分别与供暖定压管和补水箱连接。

4.根据权利要求1所述的地热水结合水源热泵供暖循环***，其特征在于，在热泵回水管上装有热泵循环泵。