一种采用地热作为采暖热源的采暖系统的制作方法

本实用新型属于采暖设备技术领域，尤其涉及一种采用地热作为采暖热源的采暖系统。

背景技术：

在以地热水为热源的采暖系统中，对水源中的热量进行提热是较为关键的技术环节。通常对地热水提取热量时采用换热器设施来进行，携带热量的水源管路在换热器内与采暖管路完成换热，采暖管路中的水介质换热升温，再供应到后续的系统环节中。

在采暖供热系统的搭建中，地热采暖系统的设计应尽可能地对地热井水中的热能进行利用，也就是将地热井水中的热能进行充分利用，这有助于提升采暖换热站的运行效率，降低运营成本以提升运营收益。现有的采暖供热站系统通常只能利用地热井水中的一部分热能，完成热能提取后的地热井水直接向回灌井进行回灌处理，没有对地热井水进行充分利用，这导致整个系统的热能利用率降低，系统需要从更大流量的地热井水获取更多的热能，这无疑导致系统的负荷提升，提高了采暖系统的运营成本。

实现对地热井水的最大化热能利用将有助于降低整个采暖供热系统的运营成本，同时有利于优化整个采暖供热站的组成结构。因此，开发设计一种更加合理的采用地热作为采暖热源的采暖系统对于提升采暖换热站的运行效率，降低运营成本以及提升运营收益有着十分重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、充分利用地热井水中热能的采用地热作为采暖热源的采暖系统。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种采用地热作为采暖热源的采暖系统包括地热开采井和地热回灌井；还包括回灌加压泵、地板采暖换热器和中间换热器，由地热开采井延伸出来的输出管路连接至回灌加压泵，回灌加压泵的出口连接至地板采暖换热器的一次侧入口，地板采暖换热器的一次侧出口连接至中间换热器的一次侧入口，中间换热器的一次侧出口连接至地热回灌井的回灌管路；地板采暖管网的回水口连接至地板采暖换热器的二次侧入口且在连接管路上设有供热循环泵，地板采暖管网的进水口连接至地板采暖换热器的二次侧出口；还包括水源热泵，中间换热器的二次侧出口通过中间循环泵连接至水源热泵的蒸发器入口，水源热泵的蒸发器出口连接至中间换热器的二次侧入口，水源热泵的冷凝器出口连接至地板采暖换热器的二次侧出口，水源热泵的冷凝器入口连接至地板采暖换热器的二次侧入口；还包括补水系统，补水系统包括补水箱和软化水装置，软化水装置的入口通过管路连接至自来水源、出口连接至补水箱的水源入口，补水箱的供水口通过定压补水泵连接至中间循环泵的入口以及供热循环泵的入口。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种结构设计合理的采用地热作为采暖热源的采暖系统，与现有的采暖系统相比，本实用新型中通过设置中间换热器和水源热泵，实现了对地板采暖换热器一次侧出口排出尾水中热能的回收和提取，通过将上述回收的热能导入地板采暖管网，提升了采暖系统对地热井水中热能的利用率，有助于提升采暖系统的运行效率，降低了运营成本并且提升了运营收益。通过设置由软化水装置、补水箱和定压补水泵构成的补水系统，实现了在采暖管网内缺水时向采暖管网内的自动补水。通过采用软化水装置对自来水水源进行前置处理，实现了自来水源的软化处理且处理后实现了存储，保证了补水的水质。

优选地：水源热泵包括并列设置的第一水源热泵和第二水源热泵，中间循环泵的出口同时连接至第一水源热泵和第二水源热泵两者蒸发器的入口，第一水源热泵和第二水源热泵两者的蒸发器出口汇流后连接至中间换热器的二次侧入口；第一水源热泵和第二水源热泵两者冷凝器的出口同时连接至地板采暖换热器的二次侧出口，第一水源热泵和第二水源热泵两者冷凝器的入口地板采暖换热器的二次侧入口。

优选地：在地板采暖管网的回水口与供热循环泵的入口之间的管路上设有除污器。

优选地：还包括旋流除砂器，由地热开采井延伸出来的输出管路与旋流除砂器的入口连接，旋流除砂器的出口与回灌加压泵的入口连接。

优选地：还包括一条回流管路，该回流管路的一端连接至定压补水泵的出口与供热循环泵的入口之间的管路上，另一端连接至补水箱。

优选地：在中间换热器与地热回灌井之间的回灌管路上还安装有过滤装置和排气装置。

优选地：排气装置包括排气罐，在排气罐的顶壁中部设有进水口、侧壁的底部设有出水口，在排气罐侧壁的中上部还设有风机孔，在风机孔上安装有风机；在排气罐内腔的顶部、风机孔的上方设有支撑板，在支撑板上由上至下依次设有第一滤料层、第二滤料层和第三滤料层。

优选地：过滤装置包括过滤罐，在过滤罐侧壁的顶部设有入水口、侧壁的底部设有排水口，在过滤罐内腔的中下部、排水口的上方设有托板，在托板上由上至下依次设有细锰砂层、中锰砂层、粗锰砂层、细鹅卵石层、中鹅卵石层和粗鹅卵石层。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中排气装置的剖视结构示意图；

图3是图1中过滤装置的剖视结构示意图。

图中：1、地热开采井；2、旋流除砂器；3、回灌加压泵；4、地板采暖换热器；5、中间循环泵；6、供热循环泵；7、除污器；8、中间换热器；9、地热回灌井；10、排气装置；10-1、进水口；10-2、第一滤料层；10-3、第二滤料层；10-4、第三滤料层；10-5、支撑板；10-6、风机口；10-7、排气罐；10-8、出水口；11、过滤装置；11-1、过滤罐；11-2、入水口；11-3、托板；11-4、细锰砂层；11-5、中锰砂层；11-6、粗锰砂层；11-7、细鹅卵石层；11-8、中鹅卵石层；11-9、粗鹅卵石层；11-10、排水口；12、第一水源热泵；13、第二水源热泵；14、定压补水泵；15、补水箱；16、软化水装置。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

请参见图1，本实用新型的采用地热作为采暖热源的采暖系统包括地热开采井1和地热回灌井9，其中地热开采井1用于开采地热井水，地热回灌井9用于对地热井水进行回灌。

还包括回灌加压泵3、地板采暖换热器4和中间换热器8，由地热开采1井延伸出来的输出管路连接至回灌加压泵3，回灌加压泵3的出口连接至地板采暖换热器4的一次侧入口，地板采暖换热器4的一次侧出口连接至中间换热器8的一次侧入口，中间换热器8的一次侧出口连接至地热回灌井9的回灌管路。

回灌加压泵3用于对管路内的地热井水进行增加以提升流动的动力，如图中所示，回灌加压泵3并列设有两组，实现一用一备，以提升运行的可靠性。地板采暖换热器4用于地板采暖管网中的采暖热水与地热井水换热，中间换热器8用于获取由地板采暖换热器4的一次侧出口排出的尾水中的热能，也就是在地热井水注入地热回灌井9之前先将尾水中的热能进行回收和提取，以达到充分利用热能的目的。

本实施例中，还包括旋流除砂器2，由地热开采井1延伸出来的输出管路与旋流除砂器2的入口连接，旋流除砂器2的出口与回灌加压泵3的入口连接。旋流除砂器2的工作原理是：地热井水进入内部后沿着内壁旋流流动，地热井水中的固体颗粒物杂质沉降到底部排出，达到去除地热井水中颗粒杂质的目的。

本实施例中，在中间换热器8与地热回灌井9之间的回灌管路上还安装有过滤装置11和排气装置10，其中过滤装置11用于对尾水进行回灌前的过滤操作，排气装置10用于对尾水进行回灌前的排气操作。

排气装置10包括排气罐10-7，在排气罐10-7的顶壁中部设有进水口10-1、侧壁的底部设有出水口10-8，在排气罐10-7侧壁的中上部还设有风机孔10-6，在风机孔10-6上安装有风机。在排气罐10-7内腔的顶部、风机孔10-6的上方设有支撑板10-5，支撑板10-5为金属孔板，在支撑板10-5上由上至下依次设有第一滤料层10-2、第二滤料层10-3和第三滤料层10-4。

地热井水的尾水经由进水口10-1进入，依次通过第一滤料层10-2、第二滤料层10-3和第三滤料层10-4后进入排气罐10-7的内腔，风机用于从排气罐10-7内排出气体，令内部保持相对低压的环境，便于地热井水尾水中的溶解气体成分逸出，达到排气的目的。

在支撑板10-5上铺设第三滤料层10-4，在第三滤料层10-4上铺设第二滤料层10-3，在第二滤料层10-3上铺设第一滤料层10-2。

本实施例中，第一滤料层10-2由火山岩颗粒滤料构成，第二滤料层10-3由陶粒滤料构成，第三滤料层10-4由活性炭颗粒滤料构成。具体地，火山岩颗粒滤料采用火山岩经切割打磨制得，粒径较大通常可以为3-6cm，陶粒滤料采用陶土烧制而成，粒径中等通常可以为1-3cm，活性炭颗粒滤料采用活性炭材料压制而成，粒径较小通常可以为0.5-1cm。上述三层滤料层用于对地热井水尾水进行多级过滤，在这个过滤过程中，地热井水尾水中的颗粒物杂质被截留滤除。

过滤装置11包括过滤罐11-1，在过滤罐11-1侧壁的顶部设有入水口11-2、侧壁的底部设有排水口11-10，在过滤罐11-1内腔的中下部、排水口11-10的上方设有托板11-3，托板11-3为金属孔板，在托板11-3上由上至下依次设有细锰砂层11-4、中锰砂层11-5、粗锰砂层11-6、细鹅卵石层11-7、中鹅卵石层11-8和粗鹅卵石层11-9。

在托板11-3上顺次铺设粗鹅卵石层11-9、中鹅卵石层11-8、细鹅卵石层11-7、粗锰砂层11-6、中锰砂层11-5和细锰砂层11-4。其中，各锰砂层除了起到过滤作用，还作为地热井水中低价铁离子的催化剂，低价铁离子经过锰砂层时转变为高价铁离子，细锰砂层11-4的锰砂粒径为0.3-1mm，中锰砂层11-5的锰砂粒径为1-5mm，粗锰砂层11-6的锰砂粒径为5-10mm，为了避免细锰砂层11-4的锰砂颗粒向中锰砂层11-5、粗锰砂层11-6流动，可以在相邻两个锰砂层之间设置滤布。

细鹅卵石层11-7的卵石粒径为8-15mm，中鹅卵石层11-8的卵石粒径为15-30mm，粗鹅卵石层11-9的卵石粒径为30-60mm，可以在相邻的鹅卵石层之间以及粗锰砂层11-5与细鹅卵石层11-7之间设置滤布。

地板采暖管网的回水口连接至地板采暖换热器4的二次侧入口且在连接管路上设有供热循环泵6，地板采暖管网的进水口连接至地板采暖换热器4的二次侧出口。供热循环泵6并列设置两组，实现一用一备，以提升运行的可靠性。

还包括水源热泵，中间换热器8的二次侧出口通过中间循环泵5连接至水源热泵的蒸发器入口，水源热泵的蒸发器出口连接至中间换热器8的二次侧入口，水源热泵的冷凝器出口连接至地板采暖换热器4的二次侧出口，水源热泵的冷凝器入口连接至地板采暖换热器4的二次侧入口。地热井水尾水中的热能被中间换热器8换热吸收后，水源热泵将低位热能转换为高位热能并向地板采暖管网输送该高位热能。中间循环泵5并列设置有两组，实现一用一备，以提升运行的可靠性。

本实施例中，水源热泵包括并列设置的第一水源热泵12和第二水源热泵13，中间循环泵5的出口同时连接至第一水源热泵12和第二水源热泵13两者蒸发器的入口，第一水源热泵12和第二水源热泵13两者的蒸发器出口汇流后连接至中间换热器8的二次侧入口；第一水源热泵12和第二水源热泵13两者冷凝器的出口同时连接至地板采暖换热器4的二次侧出口，第一水源热泵12和第二水源热泵13两者冷凝器的入口地板采暖换热器4的二次侧入口。通过设置并列的第一水源热泵12和第二水源热泵13，保证了对回收得到的热能的提取以及向地板采暖管网的输送。

还包括补水系统，补水系统包括补水箱15和软化水装置16，软化水装置16的入口通过管路连接至自来水源、出口连接至补水箱15的水源入口。其中，补水箱15用于对补水水源进行存储，软化水装置16用于对补水水源进行软化处理，去除含有的离子，令水质软化。

软化水装置16主要用于去除地热井水中的钙、镁离子，在进水为深井水或者水源硬度很大的情况下，使用软化水设备的作用是去除水中的钙、镁离子含量，使水中钙镁离子减少。软化水设备在软化水的过程中，不降低水中的总含盐量，在热水锅炉系统、热交换系统、工业冷却系统、中央空调系统以及其他用水设备系统中都有广泛的应用，本专利中不赘述。

补水箱15的供水口通过定压补水泵14连接至中间循环泵5的入口以及供热循环泵6的入口，也就是说补水箱15中的水源通过定压补水泵14向中间循环泵5的前方以及供热循环泵6的前方。补水到中间循环泵5前方的水源进入中间换热器8的二次侧与第一水源热泵12、第二水源热泵13的蒸发器之间的循环管路上，补水到供热循环泵6前方的水源进入地板采暖换热器4的二次侧与地板采暖管网之间的循环管路上，对上述管路内损失的水量进行补充。

本实施例中，还包括一条回流管路，该回流管路的一端连接至定压补水泵14的出口与供热循环泵6的入口之间的管路上，另一端连接至补水箱15。回流管路管路用于管网内水源的回流流动，当定压补水泵14向管网内补充的水源过量时，采暖系统的控制器控制管路上相应的阀门开启/关闭，将地板采暖管网与补水箱15通过回流管路导通，地板采暖管网内多余的水量即可经过回流管路回流至补水箱15内存储。

本实施例中，在地板采暖管网的回水口与供热循环泵6的入口之间的管路上设有除污器7。除污器7主要用于对管网内的采暖热水进行过滤，滤除其中含有的颗粒杂质，除污器7有多种现有型号，已经在采暖系统中有了较多的应用，此处不赘述。