一种深浅层地热能耦合的供能系统的制作方法
【专利摘要】一种深浅层地热能耦合的供能系统，它包括有深层地热水综合利用系统，浅层地源热泵系统，燃气锅炉系统，其中：深层地热水综合利用系统与浅层地源热泵系统及燃气锅炉机组并联，在采暖前后期负荷较小时，直接运行地热水换热系统供能，采暖中期负荷较大时，由地热水换热系统与浅层地源热泵系统及燃气锅炉机组并联运行，优先利用深层地热水综合利用系统和浅层地源热泵系统供能；夏季利用地源热泵系统进行制冷；深层地热水综合利用系统提供全年生活热水需求。本实用新型的有益效果是：结合建筑用能需求，采用深浅层地热能耦合的供能系统，相比传统锅炉结合中央空调方式，具有明显的节能减排效果，降低了运行费用，同时符合国家发展可再生能源政策。
【专利说明】
一种深浅层地热能耦合的供能系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及地热能利用和节能减排领域，是一种深层地热水综合利用系统、浅层地源热栗系统与燃气锅炉耦合的系统，它对于深层地热水及浅层地热能进行提取利用，与锅炉系统智能调配，最大化的利用可再生能源进行供能，从而做到降低能耗，节约运行成本。
【背景技术】
[0002]全球性的能源紧缺和环境污染的日趋严重给人类的生存与发展提出了严峻的挑战，可再生能源将成为世界主要能源消耗的重要构成，据欧洲联合研究中心预测，到2050年，可再生能源将提供世界主要能源的20 %?40 %，到2100年，将提供30 %?80 %。
[0003]地热能作为一种清洁的新能源正在被人们日益重视，它的开发利用具有广阔的发展前景。地热能是由地球产出的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，是储存于地球内部的一种巨大能源，并以热力形式存在。
[0004]深层地热能一般贮存于地热水中，通常地热水温度较高，可直接用于建筑供暖。浅层地热能是指地表以下一定深度(一般100-200米，埋深)，该段地层温度常年相对稳定，且夏季低于大气温度，冬季高于大气温度，是经济、环保的冷热源。在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地热资源，同时站在中国能源战略和低碳经济的角度上讲，也是必须推广的全球领先的节能技术。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型目的在于提供一种深浅层地热能耦合的供能系统，它在冬季或夏季可为建筑提供稳定的冷热源，充分利用可再生能源的优势，做到节能降耗因此，该技术具有较高的实用价值。
[0006]为了实现上述目的本实用新型采用以下技术方案:
[0007]—种深浅层地热能耦合的供能系统，它包括有深层地热水综合利用系统(E-1)，浅层地源热栗系统(E-3)，燃气锅炉系统(E-4)，其特征在于:
[0008]深层地热水综合利用系统(E-1)的输出热水管道与第一循环水栗(X-1)连接，该第一循环水栗(X-1)的输出管道与板式换热器(E-2)—次侧的输入端连接，板式换热器(E-2)一次侧的输出端与深层地热水综合利用系统(E-1)的回水端连接。
[0009]板式换热器(E-2)二次侧输出端与第一电动三通阀门(F-1)的第一端连接，第一电动三通阀门(F-1)的第三端与第二循环水栗(X-2)的输入端连接，该第二循环水栗(X-2)的输出端与用户侧供水管道连接，用户侧回水管道与第三循环水栗(X-3)的输入端连接，该第三循环水栗(X-3)的输出端与第四电动三通阀门(F-4)的第一端连接，第四电动三通阀门(F-4)的第三端与板式换热器(E-2)的输入端连接。
[0010]第一电动三通阀门(F-1)的第二端与第二电动三通阀门(F-2)的第一端连接，第二电动三通阀门(F-2)的第三端与浅层地源热栗系统(E-3)的输入端连接，浅层地源热栗系统(E-3)的输出端与第四循环水栗(X-4)的输入端连接，该第四循环水栗(X-4)的输出端与第三电动三通阀门(F-3)的第一端连接，第三电动三通阀门(F-3)的第二端与用户侧供水管道连接;第三电动三通阀门(F-3)的第三端与燃气锅炉系统(E-4)的输入端连接，燃气锅炉系统(E-4)的输出端与用户侧供水管道连接;第四电动三通阀门(F-4)的第二端与第二电动三通阀门(F-2)的第二端连接。
[0011 ]本实用新型的有益效果是:
[0012]本实用新型利用深浅层地热能各自的特点，将二者有机结合，在冬夏两季为建筑提供冷热源;这种耦合方式将深层地热能有效的提取利用，进一步提升进入热栗机组的水温，提高系统效率。此外在初末供暖季热负荷较小的情况下，可直接由深层热能进行供能。这种方式可用于具有冷热负荷需求的建筑，如写字楼、商业、住宅、酒店、医院等;可大大降低电耗，延长供能设备寿命，提高项目整体的经济性，同时运行稳定可靠、节能环保，安全性较高。
【附图说明】
[0013]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更好地理解本实用新型，图1是本实用新型一种深浅层地热能耦合的供能系统示意图。
【具体实施方式】
[0014]参见图1所示:一种深浅层地热能耦合的供能系统，它它包括有深层地热水综合利用系统E-1，浅层地源热栗系统E-3，燃气锅炉系统E-4;
[0015]深层地热水综合利用系统E-1的输出热水管道与第一循环水栗X-1连接，该第一循环水栗X-1的输出管道与板式换热器E-2—次侧的输入端连接，板式换热器E-2—次侧的输出端与深层地热水综合利用系统E-1的回水端连接。
[0016]板式换热器E-2二次侧输出端与第一电动三通阀门F-1的第一端连接，第一电动三通阀门F-1的第三端与第二循环水栗X-2的输入端连接，该第二循环水栗X-2的输出端与用户侧供水管道连接，用户侧回水管道与第三循环水栗X-3的输入端连接，该第三循环水栗X-3的输出端与第四电动三通阀门F-4的第一端连接，第四电动三通阀门F-4的第三端与板式换热器E-2 二次侧的输入端连接。
[0017]第一电动三通阀门F-1的第二端与第二电动三通阀门F-2的第一端连接，第二电动三通阀门F-2的第三端与浅层地源热栗系统E-3的输入端连接，浅层地源热栗系统E-3的输出端与第四循环水栗X-4的输入端连接，该第四循环水栗X-4的输出端与第三电动三通阀门F-3的第一端连接，第三电动三通阀门F-3的第二端与用户侧供水管道连接;第三电动三通阀门F-3的第三端与燃气锅炉系统E-4的输入端连接，燃气锅炉系统E-4的输出端与用户侧供水管道连接;第四电动三通阀门F-4的第二端与第二电动三通阀门F-2的第二端连接。
[0018]本实用新型在夏季或冬季保证提供稳定的冷热负荷，【具体实施方式】如下:
[0019]本实用新型在夏季制冷工况下的工作方式:
[0020]通过切换电动三通阀门F-1/2/3/4实现制冷循环。浅层地源热栗系统E-3产生冷冻水，关闭电动三通阀门F-3的第三端，使冷冻水通过第四循环水栗X-4直接进入用户侧的供水管道，为用户提供冷负荷。同时关闭第四电动三通阀门F-4的第三端和第二电动三通阀门F-2的第一端，用户侧回水通过第三循环水栗X-3进入浅层地源热栗系统E-3的回水管道，将热量放给地下，完成制冷工况下的循环。
[0021]本实用新型在初末供暖季热负荷较小的工况下的工作方式:
[0022]通过切换电动三通阀门F-1/4实现采暖循环。关闭第一电动三通阀门F-1的第二端和第四电动三通阀门F-4的第二端，使深层地热水综合利用系统E-1与用户侧通过板式换热器E-2进行换热，为用户提供热负荷。其中一次侧深层地热水通过第一循环水栗X-1进入板式换热器E-2，与二次侧供水换热后经管道回到深层地热水综合利用系统E-1。二次侧供水通过第二循环水栗X-2进入用户侧供水管道，在用户侧放热后经过第三循环水栗X-3进入板式换热器E-2，与一次侧深层地热水换热后继续为用户侧提供热负荷，完成循环。
[0023]本实用新型在供暖中期热负荷较大的工况下的工作方式:
[0024]通过切换电动三通阀门F-1/2/3/4实现采暖循环。同时关闭第一电动三通阀门F-1的第三端、第二电动三通阀门F-2的第二端、第三电动三通阀门F-3的第三端及第四电动三通阀门F-4的第二端。深层地热水综合利用系统E-1与用户侧通过板式换热器E-2进行换热，其中一次侧深层地热水通过第一循环水栗X-1进入板式换热器E-2，与二次侧供水换热后经管道回到深层地热水综合利用系统E-1。二次侧供水通过管道进入浅层地源热栗系统E-3回水管道，浅层地源热栗系统E-3制热后通过第四循环水栗X-4供给用户侧，用户侧放热后通过第三循环水栗X-3进入板式换热器E-2，与一次侧深层地热水换热后继续为用户侧提供热负荷，完成循环。
[0025]本实用新型在供暖极寒期的工况下的工作方式:
[0026]通过切换电动三通阀门F-1/2/3/4实现采暖循环。同时关闭第一电动三通阀门F-1的第三端、第二电动三通阀门F-2的第二端、第三电动三通阀门F-3的第二端及第四电动三通阀门F-4的第二端。深层地热水综合利用系统(E-1)与用户侧通过板式换热器E-2进行换热，其中一次侧深层地热水通过第一循环水栗X-1进入板式换热器E-2，与二次侧供水换热后经管道回到深层地热水综合利用系统E-1。二次侧供水通过管道进入浅层地源热栗系统E-3加热后，再通过第四循环水栗X-4进入燃气锅炉系统E-4，加热后直接供给用户侧，用户侧放热后通过第三循环水栗X-3进入板式换热器E-2，与一次侧深层地热水换热后继续为用户侧提供热负荷，完成循环。
[0027]本实用新型的还具有以下优点:
[0028]1、深层地热资源虽可用于建筑物供热，但无法用于夏季制冷，浅层地热资源虽可用于冬夏两季，但单位建筑面积的系统初始投资较大，且运营费用偏高，而深层和浅层地热能源的综合利用，有效规避了以上缺点，同时系统管理维护较为方便。此外燃气锅炉系统作为极寒期的有力支撑，进一步保障系统的供能安全性。
[0029]2、将深浅层地热能有机结合，在冬夏两季为建筑提供冷热源;这种耦合方式将深层地热能充分提取利用，从而提升进入热栗机组的水温，提高系统制热效率。在初末供暖季热负荷较小的情况下，可直接由深层热能进行供能。满足用能需求的同时降低电耗，延长供能设备寿命，提高项目整体的经济性，同时运行稳定可靠、节能环保，完全符合国家能源发展战略。
[0030]综上所述，该实用新型具有较高的应用价值，值得推广。
【主权项】
1.一种深浅层地热能耦合的供能系统，它包括有深层地热水综合利用系统(E-1)，浅层地源热栗系统(E-3)，燃气锅炉系统(E-4)，其特征在于: 深层地热水综合利用系统(E-1)的输出热水管道与第一循环水栗(X-1)连接，该第一循环水栗(X-1)的输出管道与板式换热器(E-2)—次侧的输入端连接，板式换热器(E-2)—次侧的输出端与深层地热水综合利用系统(E-1)的回水端连接。2.如权利要求1所述的深浅层地热能耦合的供能系统，其特征在于:板式换热器(E-2)二次侧输出端与第一电动三通阀门(F-1)的第一端连接，第一电动三通阀门(F-1)的第三端与第二循环水栗(X-2)的输入端连接，该第二循环水栗(X-2)的输出端与用户侧供水管道连接，用户侧回水管道与第三循环水栗(X-3)的输入端连接，该第三循环水栗(X-3)的输出端与第四电动三通阀门(F-4)的第一端连接，第四电动三通阀门(F-4)的第三端与板式换热器(E-2)的输入端连接。3.如权利要求1或2所述的深浅层地热能耦合的供能系统，其特征在于:第一电动三通阀门(F-1)的第二端与第二电动三通阀门(F-2)的第一端连接，第二电动三通阀门(F-2)的第三端与浅层地源热栗系统(E-3)的输入端连接，浅层地源热栗系统(E-3)的输出端与第四循环水栗(X-4)的输入端连接，该第四循环水栗(X-4)输出端与第三电动三通阀门(F-3)的第一端连接，第三电动三通阀门(F-3)的第二端与用户侧供水管道连接;第三电动三通阀门(F-3)的第三端与燃气锅炉系统(E-4)的输入端连接，燃气锅炉系统(E-4)的输出端与用户侧供水管道连接;第四电动三通阀门(F-4)的第二端与第二电动三通阀门(F-2)的第二端连接。
【文档编号】F25B30/06GK205718077SQ201620601428
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】王超辉, 赵建伟, 陈斌, 白, 白一, 乔丽洁, 王雪飞, 高振武, 叶彩花, 李阁琳
【申请人】北京燃气能源发展有限公司