一种地热能供热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地热能供热系统，包括：取热系统；透平转换系统，包括通过第一介质回路串联的透平设备、驱动系统凝汽器和驱动系统蒸发器；热泵系统，包括通过第二介质回路串联的压缩机、冷凝器和蒸发器，压缩机的输入端与透平设备的输出端连接；供热系统，包括供水管和回水管，驱动系统凝汽器的冷端回路串联于回水管上，冷凝器的冷端回路的入口与回水管连通，冷凝器的冷端回路的出口与供水管连通。本发明专利技术提供的地热能供热系统，透平设备驱动压缩机做功，该驱动方式与传统的高温地热水发电并采用电驱动热泵系统回收低温地热水余热的梯级利用技术路线相比，减少了一次机械能转化为电能和一次电能转化为机械能的过程，使得地热能利用效率明显提高。能利用效率明显提高。能利用效率明显提高。

【技术实现步骤摘要】
一种地热能供热系统


[0001]本专利技术涉及清洁供暖
，尤其涉及一种地热能供热系统。

技术介绍

[0002]地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生资源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点，是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。地热能开发利用对于促进能源革命、减少温室气体排放、改善生态环境具有重要意义，是未来能源转型的新方向。
[0003]尽管我国地热资源丰富，但有开发利用价值的区域多为中低温地热资源，绝大多数地热井取水温度都低于110℃，该类地热资源用于发电效率低，经济性差，因此适合作用于清洁供暖。现有的地热能供暖技术存在地热发电与热泵技术结合的技术路线，但是即使地热水温度达到110℃时，系统发电量也无法满足系统本身耗电量，此种技术路线并不合理。因此有必要针对该类地热资源开发一种高效、可行且经济的利用技术。
[0004]因此，如何提高地热能的利用效率，使得供热系统降低系统运行成本是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种地热能供热系统，以提高地热能的利用效率，降低供热系统运行成本。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]一种地热能供热系统，包括：
[0008]取热系统，包括水井供水管路；
[0009]透平转换系统，包括通过第一介质回路串联的透平设备、驱动系统凝汽器和驱动系统蒸发器，所述驱动系统蒸发器的热端回路与所述水井供水管路串联，所述驱动系统蒸发器的冷端回路串联于所述第一介质回路上，所述驱动系统凝汽器热端回路与所述第一介质回路串联；
[0010]热泵系统，包括通过第二介质回路串联的压缩机、热泵系统冷凝器和热泵系统蒸发器，所述压缩机的输入端与所述透平设备的输出端连接，所述热泵系统蒸发器的冷端回路串联于所述第二介质回路，所述热泵系统冷凝器的热端回路串联于所述第二介质回路；
[0011]供热系统，包括供水管和回水管，所述驱动系统凝汽器的冷端回路串联于所述回水管上，所述热泵系统冷凝器的冷端回路的入口与所述回水管连通，所述热泵系统冷凝器的冷端回路的出口与所述供水管连通。
[0012]可选地，在上述地热能供热系统中，还包括第一换热器，所述第一换热器的热端回路串联于所述水井供水管路，所述第一换热器的冷端回路的入口与所述回水管连通，所述第一换热器的冷端回路的出口与所述供水管连通；
[0013]在所述第一换热器的热端回路路径上，所述第一换热器位于所述驱动系统蒸发器的下游；
[0014]在所述第一换热器的冷端回路路径上，所述第一换热器位于所述驱动系统凝汽器的下游。
[0015]可选地，在上述地热能供热系统中，还包括串联于所述水井供水管路上的第一旁通阀，且所述第一旁通阀与所述第一换热器并联。
[0016]可选地，在上述地热能供热系统中，还包括第二换热器，所述第二换热器的热端回路串联于所述水井供水管路，所述第二换热器的冷端回路的入口与所述热泵系统蒸发器的热端回路的出口连通，所述第二换热器的冷端回路的出口与所述热泵系统蒸发器的热端回路的入口连通。
[0017]可选地，在上述地热能供热系统中，在所述第二换热器的热端回路路径上，所述第二换热器位于所述第一换热器的下游。
[0018]可选地，在上述地热能供热系统中，还包括串联于所述水井供水管路上的第二旁通阀，且所述第二旁通阀与所述第二换热器并联。
[0019]可选地，在上述地热能供热系统中，所述水井供水管路的一端通过深井水泵抽取采水井内的地热水，所述水井供水管路的另一端连通于回灌井。
[0020]可选地，在上述地热能供热系统中，所述压缩机的输入端与所述透平设备的输出端通过联轴器连接。
[0021]可选地，在上述地热能供热系统中，所述透平转换系统的驱动系统工质泵串联于所述驱动系统凝汽器和所述驱动系统蒸发器之间。
[0022]可选地，在上述地热能供热系统中，所述第一介质回路内的换热介质为有机环保工质。
[0023]本专利技术提供的地热能供热系统，包括取热系统、透平转换系统、热泵系统和供热系统，水井供水管路作为驱动系统蒸发器的驱动热源，与第一介质回路内的换热介质在驱动系统蒸发器进行热交换；压缩机的输入端与透平设备的输出端连接，透平设备驱动压缩机做功；供热系统的回水管进入驱动系统凝汽器与第一介质回路内的换热介质进行热交换，供热系统的回水管进入冷凝器与第二介质回路内的换热介质进行热交换，热交换之后在供水管混合，作为供水管进行供热。本专利技术提供的地热能供热系统，透平设备驱动压缩机做功，该驱动方式与传统的高温地热水发电并采用电驱动热泵系统回收低温地热水余热的梯级利用技术路线相比，减少了一次机械能转化为电能和一次电能转化为机械能的过程，使得地热能利用效率明显提高。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。
[0025]图1为本专利技术实施例一提供的地热能供热系统的原理示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例二提供的地热能供热系统的原理示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例三提供的地热能供热系统的原理示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例四提供的地热能供热系统的原理示意图；
[0029]图5为本专利技术实施例五提供的地热能供热系统的原理示意图。
[0030]图1
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图5中的各项附图标记的含义如下：
[0031]100为取热系统，101为水井供水管路，102为第一换热器，103为第一旁通阀，104为第二换热器，105为第二旁通阀，106为深井水泵，107为回灌井；
[0032]200为透平转换系统，201为透平设备，202为驱动系统凝汽器，203为驱动系统蒸发器，204为驱动系统工质泵；
[0033]300为热泵系统，301为压缩机，302为热泵系统冷凝器，303为热泵系统蒸发器；
[0034]400为供热系统，401为回水管，402为供水管。
具体实施方式
[0035]本专利技术的核心在于提供一种地热能供热系统，以提高地热能的利用效率，降低供热系统运行成本。
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]如图1所示，本专利技术实施例公开了一种地热能供热系统，包括取热系统100、透平转换系统200、热泵系统300和供热系统400。
[0038]在图1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地热能供热系统，其特征在于，包括：取热系统(100)，包括水井供水管路(101)；透平转换系统(200)，包括通过第一介质回路串联的透平设备(201)、驱动系统凝汽器(202)和驱动系统蒸发器(203)，所述驱动系统蒸发器(203)的热端回路与所述水井供水管路(101)串联，所述驱动系统蒸发器(203)的冷端回路串联于所述第一介质回路上，所述驱动系统凝汽器(202)的热端回路与所述第一介质回路串联；热泵系统(300)，包括通过第二介质回路串联的压缩机(301)、热泵系统冷凝器(302)和热泵系统蒸发器(303)，所述压缩机(301)的输入端与所述透平设备(201)的输出端连接，所述热泵系统蒸发器(303)的冷端回路串联于所述第二介质回路，所述热泵系统冷凝器(302)的热端回路串联于所述第二介质回路；供热系统(400)，包括供水管(402)和回水管(401)，所述驱动系统凝汽器(202)的冷端回路串联于所述回水管(401)上，所述热泵系统冷凝器(302)的冷端回路的入口与所述回水管(401)连通，所述热泵系统冷凝器(302)的冷端回路的出口与所述供水管(402)连通。2.如权利要求1所述的地热能供热系统，其特征在于，还包括第一换热器(102)，所述第一换热器(102)的热端回路串联于所述水井供水管路(101)，所述第一换热器(102)的冷端回路的入口与所述回水管(401)连通，所述第一换热器(102)的冷端回路的出口与所述供水管(402)连通；在所述第一换热器(102)的热端回路路径上，所述第一换热器(102)位于所述驱动系统蒸发器(203)的下游；在所述第一换热器(102)的冷端回路路径上，所述第一换热器(102)位于所述驱动系统凝汽器(202)的下游。3.如权利要求2所述的地热能供热系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范兴龙，李文斌，潘振艳，姬明泽，袁久旺，杨天亮，杜永斌，
申请(专利权)人：东营龙源清洁能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：