地热水梯级利用系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种地热水利用系统，具体涉及一种地热水梯级利用系统，属于地热水利用系统技术领域。


背景技术：

[0002]
地热水通常是指温度低于90℃、可直接被利用于采暖、洗浴、医疗保健和各种形式的工业用热，是一种清洁的可再生能源，且具有分布广、易开发、洁净、恒温等优点，目前，地热水通常采用一级换热回收，从而导致地热水回收率低，为此，中国专利申请号：201720585374.3，公开了一种地热水梯级利用系统，其通过对地热水进行三级阶梯利用，极大提高地热水的利用率；同时通过太阳能对电热泵供电和对储水箱加热，极大节约了能量；另外，通过设置调节阀门，可以调节设置不同的压力和水流量,从而根据需要提供不同的水温；但对于一些地区，太阳能采热明显不适合，且上述技术方案的采热措施容易造成热能损失。


技术实现要素：

[0003]
为解决上述问题，本实用新型提出了一种地热水梯级利用系统，热利用率高，且能够避免热能回收过程中的热损。
[0004]
本实用新型的地热水梯级利用系统，包括控制整个系统的plc控制器和一阶蓄热模组，及与一阶蓄热模组输出端连接的调温系统，及与调温系统连接的二阶热泵模组，及与一阶蓄热模组、二阶热泵模组和调温系统连接的三阶保温储水模组；通过plc控制器能够控制各个梯级输出端温度；从而使热能适合各个品级；避免温度过低无法适应梯级，或温度过高造成热能浪费。
[0005]
所述三阶保温储水模组包括保温桶体，及设置于保温桶体外部的聚氨酯保温外层；所述保温桶体内侧下部设置有卧式螺旋管；所述卧式螺旋管两端分别连接到保温桶体外部的两法兰接口；保温桶体作为蓄水保温桶，其内部储水既作为低梯级的热回收应用点，同时其作为高梯级的基础加热点；
[0006]
所述一阶蓄热模组包括多个相变蓄热桶，每一所述相变蓄热桶其热介质导入法兰通过第一电控阀连接到热介质第一主管；所述热介质第一主管通过第一泵体连接到地热水供水端；每一所述相变蓄热桶其热介质导出法兰连接到热介质第二主管；所述热介质第二主管连接的调温系统；所述热介质第二主管上设置有第一温度变送器；每一所述相变蓄热桶其进水法兰通过第二电控阀连接到第一水管；所述第一水管通过第二泵体连接到保温桶体内侧底部；每一所述相变蓄热桶其排水法兰连接到第二水管；所述第二水管上设置有第二温度变送器；所述第二水管连接到高温供热端；
[0007]
工作时，第一泵体将地热水供水端的热能打入到热介质第一主管，并通过第一电控阀选择开通某一相变蓄热桶进行换热蓄热，当热介质第二主管上第一温度变送器检测到输出温度达到高阈值后，说明该相变蓄热桶换热结束，通过第一电控阀切换到另一相变蓄
热桶进行换热，依次进行换热，当蓄热高温热能时，通过第二泵体将保温桶体内的低热值热水打入到相变蓄热桶进行高温换热，相变蓄热桶内的相变材料进行放热，对低热值热水加热，最后通过第二水管将热水送到供热点；第二水管上的第二温度变送器监测输出热温，当第二温度变送器温度低于低阈值时，说明相变蓄热桶的热温无法满足输出需求，通过第二电控阀切换到另一完成换热的相变蓄热桶；从而保证输出端均能够满足热能输出；
[0008]
所述调温系统包括柱形筒，所述柱形筒内侧设置有立式螺旋管；所述立式螺旋管两端连接到柱形筒外部的上法兰接口和下法兰接口；所述上法兰接口连接到热介质第二主管，所述柱形筒上设置有进口和出口；所述进口通过循环泵连接到保温桶体，所述出口直接连接到保温桶体；
[0009]
第一温度变送器对进入立式螺旋管的地热水进行温度检测，当一阶蓄热模组多次切换，温度仍高于某一阈值时，循环泵将保温桶体内的低温热水打入到柱形筒进行换热，并将完成换热的低温热水重新打入到保温桶体；从而对立式螺旋管内的地热水进行中间热回收，避免进入到热泵端的地热水温度过高；
[0010]
所述二阶热泵模组包括热泵模组，所述热泵模组其蒸发器换热端入口连接到调温系统其下法兰接口；所述热泵模组其蒸发器换热端出口连接到保温桶体其一法兰接口；所述保温桶体其另一法兰接口接入到外排端；完成调温的地热水进入到热泵模组其蒸发器，从而利用蒸发器对热泵的工介进行热蒸发，最后进入到压缩机和冷凝器进行热回收后，重新进入到蒸发器重新热蒸发。
[0011]
进一步地，所述导热内胆为玻璃内管或金属内管。
[0012]
进一步地，所述相变蓄热桶包括保温外筒，及通过支撑件固定于保温外筒内侧的导热内胆；所述导热内胆为封闭结构；所述导热内胆内部设置有u型管；所述u型管两端连接到保温外筒外部的进水法兰和排水法兰上；所述导热内胆内部填充有pcm相变蓄能料层；所述保温外筒下部设置有热介质导入法兰；所述保温外筒上部设置有热介质导出法兰。
[0013]
进一步地，所述保温桶体上设置有补水管和液位阀，当液位过低时，能够自动打入冷水。
[0014]
本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的地热水梯级利用系统；热利用率高，且能够避免热能回收过程中的热损，从而使地热水能够适应各梯级热回收。
附图说明
[0015]
图1为本实用新型的实施例1整体结构示意图。
[0016]
图2为本实用新型的实施例1中a处局部放大结构示意图。
具体实施方式
[0017]
实施例1：
[0018]
如图1和图2所示的地热水梯级利用系统，包括控制整个系统的plc控制器和一阶蓄热模组，及与一阶蓄热模组输出端连接的调温系统，及与调温系统连接的二阶热泵模组，及与一阶蓄热模组、二阶热泵模组和调温系统连接的三阶保温储水模组；通过plc控制器能够控制各个梯级输出端温度；从而使热能适合各个品级；避免温度过低无法适应梯级，或温度过高造成热能浪费。
[0019]
所述三阶保温储水模组包括保温桶体1，及设置于保温桶体外部的聚氨酯保温外层2；所述保温桶体1内侧下部设置有卧式螺旋管3；所述卧式螺旋管3两端分别连接到保温桶体3外部的两法兰接口；保温桶体作为蓄水保温桶，其内部储水既作为低梯级的热回收应用点，同时其作为高梯级的基础加热点；
[0020]
所述一阶蓄热模组包括多个相变蓄热桶4，每一所述相变蓄热桶4其热介质导入法兰通过第一电控阀5连接到热介质第一主管6；所述热介质第一主管6通过第一泵体7连接到地热水供水端；每一所述相变蓄热桶4其热介质导出法兰连接到热介质第二主管8；所述热介质第二主管8连接的调温系统；所述热介质第二主管8上设置有第一温度变送器9；每一所述相变蓄热桶4其进水法兰通过第二电控阀10连接到第一水管11；所述第一水管11通过第二泵体12连接到保温桶体1内侧底部；每一所述相变蓄热桶4其排水法兰连接到第二水管13；所述第二水管13上设置有第二温度变送器14；所述第二水管13连接到高温供热端；
[0021]
工作时，第一泵体将地热水供水端的热能打入到热介质第一主管，并通过第一电控阀选择开通某一相变蓄热桶进行换热蓄热，当热介质第二主管上第一温度变送器检测到输出温度达到高阈值后，说明该相变蓄热桶换热结束，通过第一电控阀切换到另一相变蓄热桶进行换热，依次进行换热，当蓄热高温热能时，通过第二泵体将保温桶体内的低热值热水打入到相变蓄热桶进行高温换热，相变蓄热桶内的相变材料进行放热，对低热值热水加热，最后通过第二水管将热水送到供热点；第二水管上的第二温度变送器监测输出热温，当第二温度变送器温度低于低阈值时，说明相变蓄热桶的热温无法满足输出需求，通过第二电控阀切换到另一完成换热的相变蓄热桶；从而保证输出端均能够满足热能输出；
[0022]
所述调温系统包括柱形筒15，所述柱形筒15内侧设置有立式螺旋管16；所述立式螺旋管16两端连接到柱形筒外部的上法兰接口和下法兰接口；所述上法兰接口连接到热介质第二主管8，所述柱形筒15上设置有进口和出口；所述进口通过循环泵17连接到保温桶体1，所述出口直接连接到保温桶体1；
[0023]
第一温度变送器对进入立式螺旋管的地热水进行温度检测，当一阶蓄热模组多次切换，温度仍高于某一阈值时，循环泵将保温桶体内的低温热水打入到柱形筒进行换热，并将完成换热的低温热水重新打入到保温桶体；从而对立式螺旋管内的地热水进行中间热回收，避免进入到热泵端的地热水温度过高；
[0024]
所述二阶热泵模组包括热泵模组，所述热泵模组其蒸发器18换热端入口连接到调温系统其下法兰接口；所述热泵模组其蒸发器18换热端出口连接到保温桶体1其一法兰接口；所述保温桶体1其另一法兰接口接入到外排端；完成调温的地热水进入到热泵模组其蒸发器，从而利用蒸发器对热泵的工介进行热蒸发，最后进入到压缩机和冷凝器进行热回收后，重新进入到蒸发器重新热蒸发。
[0025]
其中，所述相变蓄热桶4包括保温外筒41，及通过支撑件固定于保温外筒内侧的导热内胆42；所述导热内胆42为封闭结构；所述导热内胆42内部设置有u型管43；所述u型管43两端连接到保温外筒41外部的进水法兰和排水法兰上；所述导热内胆42内部填充有pcm相变蓄能料层44；所述保温外筒41下部设置有热介质导入法兰；所述保温外筒41上部设置有热介质导出法兰。所述导热内胆42为玻璃内管或金属内管。所述保温桶体1上设置有补水管111和液位阀112，当液位过低时，能够自动打入冷水。
[0026]
上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围
所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。