一种浅层地热能与太阳能联合供暖运行系统的制作方法

本发明涉及供暖系统技术领域，特别涉及一种浅层地热能与太阳能联合供暖运行系统。

背景技术：

世界经济对石油、煤炭和天然气等非再生能源的依赖严重制约了社会的可持续发展，也造成了严重的环境污染和生态平衡的破坏。

我国北方地区雾霆严重，特别是冬天采暖季，采暖燃煤进一步加重了雾霆，现阶段对清洁能源采暖技术需求迫切。地热能作为清洁可再生能源，在北方采暖中越来越受到重视。然而，在我国北方地区，地下土壤的温度比较低，冬季建筑物供暖热负荷较大，作为地源热泵供热系统，为了满足冬季热负荷的需要，势必要加大地热换热器的配置量，造成了系统初投资的增加。此外，当热泵机组长时间连续运行时，会导致土壤温度降低，机组的效率下降。如果只是一味的从地下取热，会造成地下温度场破坏，是上百年也难以自然恢复的。

因此，为了减少地下温度场的破坏和提高地源热泵系统的利用寿命，亟需开发一种浅层地热能与太阳能联合供暖的运行系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种浅层地热能与太阳能联合供暖运行系统，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种浅层地热能与太阳能联合供暖运行系统，包括太阳能集热系统、地热井系统、集热装置和供暖末端。

所述太阳能集热系统包括太阳能集热器和蓄热循环介质箱。所述蓄热循环介质箱的内部通入循环介质。所述太阳能集热器的输入端与蓄热循环介质箱的第一出口连接，输出端与蓄热循环介质箱的第一进口连接。所述太阳能集热器的输出端与蓄热循环介质箱第一进口之间串联有阀门ⅰ。所述蓄热循环介质箱的第二出口与集热装置的第一输入口连接，第二进口与集热装置的第一输出口连接。所述蓄热循环介质箱的第二出口与集热装置的第一输入口之间串联有阀门ⅱ。

所述地热井系统包括设置在地表以下u型地热井以及热泵机组。所述u型地热井包括注水井、采热井和弧形区段。所述注水井和采热井均竖直布置。所述弧形区段设置在注水井和采热井下方。所述注水井和采热井通过弧形区段对接形成u型结构。所述注水井的上端敞口与蓄热循环介质箱的第三出口连接。所述注水井的上端敞口与蓄热循环介质箱的第三出口之间串联有阀门ⅲ。所述采热井的上端敞口与热泵机组的输入口连接。所述采热井的上端敞口与热泵机组的输入口之间串联有阀门ⅳ。所述热泵机组的输出口与集热装置的第二输入口连接。

所述供暖末端布置在用户室内。所述供暖末端的输入端与集热装置的第二输出口连接，输出端与集热装置的第三输入口连接。

进一步，所述循环介质为水或导热油。

进一步，所述注水井和采热井竖直延伸到地下250m。

进一步，所述注水井完井时采用套管。所述套管表面敷设保温材料层。

进一步，所述保温材料层为双层真空管。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

1.系统结构合理，绩效比高，为严寒地区地热能的开发应用提供了技术支持；

2.模式的切换可通过控制阀门的开关状态灵活实现。

附图说明

图1为系统结构示意图；

图2为u型地热井。

图中：蓄热循环介质箱1、阀门ⅰ2、太阳能集热器3、阀门ⅲ4、u型地热井5、注水井501、采热井502、弧形区段503、阀门ⅳ6、集热装置7、阀门ⅱ8、供暖末端9、热泵机组10。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

参见图1，本实施例公开一种浅层地热能与太阳能联合供暖运行系统，包括太阳能集热系统、地热井系统、集热装置7和供暖末端9。

所述太阳能集热系统包括太阳能集热器3和蓄热循环介质箱1。所述蓄热循环介质箱1的内部通入循环介质。在实际生产中所述循环介质为水或导热油。所述太阳能集热器3的输入端与蓄热循环介质箱1的第一出口连接，输出端与蓄热循环介质箱1的第一进口连接。所述太阳能集热器3的输出端与蓄热循环介质箱1第一进口之间串联有阀门ⅰ2。所述蓄热循环介质箱1的第二出口与集热装置7的第一输入口连接，第二进口与集热装置7的第一输出口连接。所述蓄热循环介质箱1的第二出口与集热装置7的第一输入口之间串联有阀门ⅱ8。

所述地热井系统包括设置在地表以下u型地热井5以及热泵机组10。参见图2，所述u型地热井5包括注水井501、采热井502和弧形区段503。所述注水井501和采热井502均竖直布置。所述注水井501和采热井502竖直延伸到地下250m。所述注水井501完井时采用套管。所述套管表面敷设保温材料层。在本实施例中，所述保温材料层为双层真空管。所述弧形区段503设置在注水井501和采热井502下方。所述注水井501和采热井502通过弧形区段503对接形成u型结构。所述注水井501的上端敞口与蓄热循环介质箱1的第三出口连接。所述注水井501的上端敞口与蓄热循环介质箱1的第三出口之间串联有阀门ⅲ4。所述采热井502的上端敞口与热泵机组10的输入口连接。所述采热井502的上端敞口与热泵机组10的输入口之间串联有阀门ⅳ6。所述热泵机组10的输出口与集热装置7的第二输入口连接。

所述供暖末端9布置在用户室内。所述供暖末端9的输入端与集热装置7的第二输出口连接，输出端与集热装置7的第三输入口连接。

本实施例结构简单，使用方便，供热效果果好，无污染，可实现北方地区冬季供暖，弥补单一热源热泵的不足，提高整体系统的效率。夏天通过太阳能集热系统将循环介质加热，由循环泵将循环介质注入注水井501，通过与地层进行热交换，将热量储存在地下土壤之中。在冬季供暖运行时，当建筑物的负荷量较小时，可以直接打开阀门2，关闭阀门4，让循环介质直接经太阳能集热系统进行加热，然后将被加热的循环介质经过集热装置7进行供暖。当建筑物所需要的热负荷量过大时，可以同时打开阀门2与4，让循环介质同时流经太阳能集热系统和地热井系统，联合进行循环介质的加热，然后同时把循环介质集中到集热装置7，最后进行供暖。

技术特征：

技术总结
发明提供一种浅层地热能与太阳能联合供暖运行系统。该系统包括太阳能集热系统、地热井系统、集热装置和供暖末端。所述太阳能集热系统包括太阳能集热器和蓄热循环介质箱。所述蓄热循环介质箱的内部通入循环介质。所述地热井系统包括设置在地表以下U型地热井以及热泵机组。所述U型地热井包括注水井、采热井和弧形区段。所述供暖末端布置在用户室内。该系统结构合理，绩效比高，为严寒地区地热能的开发应用提供了技术支持。

技术研发人员：赵瑜;沈渝凡;田国栋;刘强;尤瑞;文茂林;於有
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2018.10.30
技术公布日：2019.03.12