CN107504545B - 一种中低温地热资源的采暖洗浴综合梯级利用*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中低温地热资源的采暖洗浴综合梯级利用***，包括地热水封闭循环管路、软化水封闭循环管路和软化循环水补充管路。本发明的工艺***具有多种利用方式结合，梯级利用，高效节能，提高地热资源热利用率，延长散热器使用寿命，保护地热资源，实现资源循环利用等优点。
Description
技术领域
本发明属于地热资源利用技术领域，尤其涉及一种中低温地热资源的采暖洗浴综合梯级利用***。
背景技术
目前，地热资源作为一种绿色清洁能源被广泛应用于发电、供暖、洗浴、种植养殖等领域，我国地热资源主要为中低温地热资源，而地热利用主要以供暖、洗浴为主，供暖方式又可分为地板辐射采暖和暖气片（散热器）采暖两种。因此，针对多种供暖方式结合、又存在洗浴需求的居民小区采用地热供暖-洗浴，需要对其工艺进行分析设计。
目前地热供暖、洗浴得到了广泛的应用，但利用方式较为单一。利用方式如下：
1、抽取地下热水后直供散热终端。地热水矿化度较高，具有一定程度金属腐蚀性，如散热终端为暖气片，影响暖气片的使用寿命。如散热终端为地板辐射采暖方式，减缓或不存在腐蚀问题，但地板辐射采暖水源温度42℃以上即可，该种方式供暖需要不断加入循环水，以降低地热原水（直接抽取出来的地热水）温度。
2、目前，地热供暖后尾水（利用后的地热水）温度在30℃左右，排放温度较高，且直接排放，水热资源浪费严重。
3、地热水洗浴，一般经过简单的水质除铁处理后，直接用于洗浴，温度过高时需要加兑冷水。
上述供暖洗浴利用，存在地热利用形式单一、尾水排放温度过高、热利用率低、资源浪费、维修养护费用高、设备使用寿命短等问题。
发明内容
针对上述问题，为进一步提高中低温地热资源热利用率、降低排放水温、形成综合梯级利用模式，根据地热水水质与不同利用方式的水温要求提供了一种中低温地热资源的采暖洗浴综合梯级利用***，本***的地热水可用于暖气片采暖、同时用于地板辐射采暖和洗浴。
本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种中低温地热资源的采暖洗浴综合梯级利用***，包括地热水封闭循环管路和软化水封闭循环管路；
所述地热水封闭循环管路中，开采井经除砂器与一级换热器连通，一级换热器与分水器连通，分水器分为两个支路，第一支路经曝气装置与洗浴储水箱连通，第二支路直接进入地板辐射采暖供水管道和地板辐射采暖回水管道后通过二级换热器后灌入地热回灌井中；
所述软化封闭循环管路中分为两个封闭管路，第一个封闭循环管路是由一级换热器、热泵机组的冷凝器、暖气片采暖供水管道与暖气片采暖回水管道组成：一级换热器进水管、冷凝器进水管均与暖气片采暖回水管道连通，一级换热器出水管、冷凝器出水管均与暖气片采暖供水管道连通；第二个封闭循环管路为二级换热器出水管与热泵机组的蒸发器进水管连通，二级换热器进水管与热泵机组的蒸发器出水管连通。
作为优选，还包括软化循环水补充管路，所述软化循环水补充管路：自来水供水管道连通的软化水箱分别与一级换热器、二级换热器、热泵机组冷凝器的进水管连通。
作为优选，在开采井与一级换热器之间设置多个除砂器。
作为优选，在二级换热器与地热回灌井连通的管路上设有过滤设备。
作为优选，在曝气装置与洗浴储水箱之间设置除铁罐。
地热水封闭循环管路中地热水从开采井中经水泵提取，后经过除砂器进行除砂，然后进入一级换热器，换热后释放热量降低温度在42℃以上，进入分水器，由此分为两个支路，第一支路为洗浴支路，主要经由曝气装置和除铁罐，然后进入洗浴储水箱，第二支路经直接进入地板辐射采暖供水管道和地板辐射采暖回水管道，供热后地热水水温在30℃左右，通过二级换热器释放热量，最后将低温地热尾水通过过滤设备后灌入地热回灌井中。
软化水封闭循环管路中软化水经过一级换热器换热后，通过换热器吸收地热水的热量，将提温后的水送入暖气片采暖供水管道，供暖释放热量降温后再次进入一级换热器循环换取热；二级换热器同理，将热泵机组侧的低温软化水进行换热，吸收热量，温度提升后进入热泵机组，再经由热泵机组提温调峰后（将热量转换，温度再次提升），作为暖气片采暖的补充热源。
软化循环水补充管路中自来水经过软化处理后进入软化水箱，对两次换热和提温调峰补充热源的暖气片软化循环水进行补充。
本发明的有益效果为：
1、采用换热器，有效避免地热水对末端暖气片的腐蚀。
2、采用梯级综合利用方式，一次换热后水温在42℃以上，一部分用于地板辐射采暖，一部分用于洗浴；由于地板辐射采暖的地暖管材质大多为高密度交联聚乙烯管，地热水对其不具有腐蚀性，可以采用直接供暖；洗浴需经过除铁处理。
3、相对地板辐射采暖，暖气片采暖稳定性差，受室外温度影响较大，可在相对寒冷时有二次换热补充热量。
4、利用热泵技术提热，提高热利用率，降低地热尾水排放温度。
5、供暖尾水经过过滤设备回灌入井，实现地热的可持续开发利用。
综上所述，本发明的工艺***具有多种利用方式结合，梯级利用，高效节能，提高地热资源热利用率，延长散热器使用寿命，保护地热资源，实现资源循环利用等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种中低温地热资源的采暖洗浴综合梯级利用***的结构示意图；图中，1、开采井；2、除砂器；3、除铁罐；4、曝气装置；5、分水器；6、一级换热器；7、暖气片采暖回水管道；8、暖气片采暖供水管道；9、洗浴供水；10、洗浴储水箱；11、地板辐射采暖供水管道；12、地板辐射采暖回水管道；13、过滤设备；14、地热回灌井；15、自来水供水管道；16、软化水箱；17、二级换热器；18、蒸发器；19、冷凝器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例1，如图1，一种中低温地热资源的采暖洗浴综合梯级利用***，包括地热水封闭循环管路和软化水封闭循环管路；
所述地热水封闭循环管路中，开采井1经除砂器2与一级换热器6连通，一级换热器6与分水器5连通，分水器5分为两个支路，第一支路经曝气装置4与洗浴储水箱10连通，第二支路直接进入地板辐射采暖供水管道11和地板辐射采暖回水管道12后通过二级换热器17后灌入地热回灌井14中；
所述软化封闭循环管路中分为两个封闭管路，第一个封闭循环管路是由一级换热器6、热泵机组的冷凝器19、暖气片采暖供水管道8与暖气片采暖回水管道7组成：一级换热器6进水管、冷凝器19进水管均与暖气片采暖回水管道7连通，一级换热器6出水管、冷凝器19出水管均与暖气片采暖供水管道8连通；第二个封闭循环管路为二级换热器17出水管与热泵机组的蒸发器18进水管连通，二级换热器17进水管与热泵机组的蒸发器18出水管连通。
在开采井1与一级换热器6之间设置多个除砂器2。
在二级换热器17与地热回灌井14连通的管路上设有过滤设备13。
在曝气装置4与洗浴储水箱10之间设置除铁罐3。
地热水封闭循环管路中地热水从开采井1中经水泵提取后经过除砂器2进行除砂，然后进入一级换热器6，换热后释放热量降低温度在42℃以上，进入分水器5，由此分为两个支路，第一支路为洗浴支路，主要经由曝气装置4和除铁罐3，然后进入洗浴储水箱10，第二支路经直接进入地板辐射采暖供水管道11和地板辐射采暖回水管道12，供热后地热水水温在30℃左右，通过二级换热器17释放热量，最后将低温地热尾水通过过滤设备13后灌入地热回灌井14中。
软化水封闭循环管路中软化水经过一级换热器6换热后，通过换热器吸收地热水的热量，将提温后的水送入暖气片采暖供水管道8，供暖释放热量降温后再次进入一级换热器6循环换取热；二级换热器17同理，将热泵机组侧的低温软化水进行换热，吸收热量，温度提升后进入热泵机组，再经由热泵机组提温调峰后（将热量转换，温度再次提升），作为暖气片采暖的补充热源。
软化循环水补充管路中自来水经过软化处理后进入软化水箱16，对两次换热和提温调峰补充热源的暖气片软化循环水进行补充。
实施例2，如图1，本实施例与实施例1的不同之处在于，还包括软化循环水补充管路，所述软化循环水补充管路：自来水供水管道15连通的软化水箱16分别与一级换热器6、二级换热器17、热泵机组冷凝器19的进水管连通。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。
Claims (3)
1.一种中低温地热资源的采暖洗浴综合梯级利用***，其特征在于：包括地热水封闭循环管路和软化水封闭循环管路；
所述地热水封闭循环管路中，开采井（1）经除砂器（2）与一级换热器（6）连通，一级换热器（6）与分水器（5）连通，分水器（5）分为两个支路，第一支路经曝气装置（4）与洗浴储水箱（10）连通，第二支路直接进入地板辐射采暖供水管道（11）和地板辐射采暖回水管道（12）后通过二级换热器（17）后灌入地热回灌井（14）中；
所述软化封闭循环管路中分为两个封闭管路，第一个封闭循环管路是由一级换热器（6）、热泵机组的冷凝器（19）、暖气片采暖供水管道（8）与暖气片采暖回水管道（7）组成：一级换热器（6）进水管、冷凝器（19）进水管均与暖气片采暖回水管道（7）连通，一级换热器（6）出水管、冷凝器（19）出水管均与暖气片采暖供水管道（8）连通；第二个封闭循环管路为二级换热器（17）出水管与热泵机组的蒸发器（18）进水管连通，二级换热器（17）进水管与热泵机组的蒸发器（18）出水管连通；
还包括软化循环水补充管路，所述软化循环水补充管路：自来水供水管道（15）连通的软化水箱（16）分别与一级换热器（6）、二级换热器（17）、热泵机组冷凝器（19）的进水管连通；
在所述开采井（1）与一级换热器（6）之间设置多个除砂器（2）。
2.根据权利要求1所述的一种中低温地热资源的采暖洗浴综合梯级利用***，其特征在于：在二级换热器（17）与地热回灌井（14）连通的管路上设有过滤设备（13）。
3.根据权利要求1所述的一种中低温地热资源的采暖洗浴综合梯级利用***，其特征在于：在曝气装置（4）与洗浴储水箱（10）之间设置除铁罐（3）。
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| 河北省平原地热资源利用模式研究;赵忠义;赵阳;;节能(第Z1期);全文 * |
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