热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统的制作方法
本技术属于可再生能源应用，具体涉及热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统。
背景技术：
1、随着全球能源需求的增加和环境保护意识的提升，可再生绿色能源利用成为研究的热点。浅层与中深层地热能是一种可再生能源，环绕地球表面的空气是一种清洁可持续利用的低温热源，其高效利用日益受到关注。水热型地热能是一种宝贵的能够直接利用的资源。水热型地热能利用在我国已经发展了几十年，但利用形式单一粗放，综合利用效率较低，导致水热型地热能资源的浪费以及土壤与地下水水质的污染。因此近年来，水热型地热能开发利用的管理越来越严，要求取水用水后必须同量同层无污染回灌，而受地质条件影响，取水用水量越大，回灌难度越高。许多已经使用水热型地热能供暖的项目被关停，而规划新的热源与供热管网，成本与周期都较长，导致很多地区供暖缺口很大，民生问题突显。
2、既有的水热型地热能梯级利用系统，仅能用于供热。从保护地热资源无污染可持续利用的角度，研发浅中深层地热能和空气低温源等多源复合供冷供热利用技术十分必要。以实现一套系统，在满足供热供冷两种需求的同时，最大限度的降低水热型地热能开采强度，增强再生能力，延长开采周期，减轻回灌压力，提高系统整体用能效率、经济效益和环保效益。
技术实现思路
1、本实用新型提供了热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，用以解决现有水热型地热能梯级利用系统仅用于供热，没有从保护地热资源持续利用的角度，进行供冷供热复合系统开发的问题。
2、为实现上述目的，本实用新型提供热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，包括用户侧循环系统、水热型地热能梯级利用系统、热源塔循环系统和地埋管循环系统，所述水热型地热能梯级利用系统和所述用户侧循环系统通过换热器进行换热，所述用户侧循环系统设有热泵机组，所述热源塔循环系统和所述地埋管循环系统与所述热泵机组的源侧出入口通过管道连通。
3、进一步地，所述用户侧循环系统包括用户侧循环环路ⅰ和用户侧循环环路ⅱ，所述用户侧循环环路ⅰ通过一级板式换热器与所述水热型地热能梯级利用系统换热，所述用户侧循环环路ⅱ包括热泵机组，所述热源塔循环系统和所述浅层u型地埋管系统并联且均与所述热泵机组的源侧出入口连通。
4、进一步地，所述用户侧循环环路ⅰ包括所述一级板式换热器，所述用户侧与所述一级板式换热器通过第一管道换热，所述第一管道上设有用户侧循环泵。
5、进一步地，所述用户侧循环环路ⅱ包括所述热泵机组，所述用户侧与所述热泵机组的冷/热水出入口通过第二管道连接，所述第二管道上设有用户侧循环泵。
6、进一步地，所述水热型地热能梯级利用系统包括热水取水井、除砂曝气装置和地热水回灌井，所述热水取水井处设有与所述除砂曝气装置连接的第三管道，所述第三管道上设有深井潜水泵，所述除砂曝气装置与所述地热水回灌井通过第四管道连接，所述第四管道上设有加压回灌泵，所述第四管道与所述一级板式换热器连接换热；所述水热型地热能梯级利用系统与所述热泵机组之间设有用于换热的二级板式换热器。
7、进一步地，所述热源塔循环系统包括热源塔，所述热源塔通过第五管道与所述热泵机组的源侧出入口连通。
8、进一步地，所述地埋管循环系统包括浅层u型地埋管，所述浅层u型地埋管通过第六管道与所述热泵机组的源侧出入口连通。
9、进一步地，所述用户侧循环系统、所述热源塔循环系统和所述地埋管循环系统中均设置高位水箱或定压补水装置。
10、进一步地，所述用户侧循环系统、所述水热型地热能梯级利用系统、所述热源塔循环系统和所述地埋管循环系统中均设置阀门、温度传感器和流量传感器，所述热泵机组接管上设置的阀门为供热、供冷季节转换阀门。
11、本申请通过设置用户侧循环系统、水热型地热能梯级利用系统、热源塔循环系统和地埋管循环系统，有以下有益效果：
12、1、通过热泵技术实现水热型地热能地热水的多级梯级利用，节约地热水资源，可减少地热水取水量与回灌量约30％-50％。解决北方地区地热水资源粗放开采利用的现状，降低地热水回灌难度与成本。
13、2、通过复合浅层u型地埋管、热源塔等低温源，解决低负荷时段的供能，减少年度地热资源的开采量，保护地热资源高效、低回灌量、无污染的可持续利用。
14、3、可用本技术改造现有水热型地热能供热项目，解决一些现有项目只能供热的问题。通过应用本技术，复合热源塔与浅层u型地埋管系统，实现使用一套系统，满足用户供冷、供热需求。
15、4、通过本系统的复合热源，解决北方一些地区浅层地热能地源热泵，冬季取热较多，冷热不平衡的应用瓶颈，进一步拓宽地热能应用领域。
技术特征：
1.热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，其特征在于，包括用户侧循环系统、水热型地热能梯级利用系统、热源塔循环系统和地埋管循环系统，所述水热型地热能梯级利用系统和所述用户侧循环系统通过换热器进行换热，所述用户侧循环系统设有热泵机组，所述热源塔循环系统和所述地埋管循环系统与所述热泵机组的源侧出入口通过管道连通。
2.根据权利要求1所述的热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，其特征在于，所述用户侧循环系统包括用户侧循环环路ⅰ和用户侧循环环路ⅱ，所述用户侧循环环路ⅰ通过一级板式换热器与所述水热型地热能梯级利用系统换热，所述用户侧循环环路ⅱ包括所述热泵机组，所述热源塔循环系统和所述浅层u型地埋管系统并联且均与所述热泵机组的源侧出入口连通。
3.根据权利要求2所述的热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，其特征在于，所述用户侧循环环路ⅰ包括所述一级板式换热器，所述用户侧与所述一级板式换热器通过第一管道换热，所述第一管道上设有用户侧循环泵。
4.根据权利要求2所述的热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，其特征在于，所述用户侧循环环路ⅱ包括所述热泵机组，所述用户侧与所述热泵机组的冷/热水出入口通过第二管道连接，所述第二管道上设有用户侧循环泵。
5.根据权利要求2所述的热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，其特征在于，所述水热型地热能梯级利用系统包括热水取水井、除砂曝气装置和地热水回灌井，所述热水取水井处设有与所述除砂曝气装置连接的第三管道，所述第三管道上设有深井潜水泵，所述除砂曝气装置与所述地热水回灌井通过第四管道连接，所述第四管道上设有加压回灌泵，所述第四管道与所述一级板式换热器连接换热；所述水热型地热能梯级利用系统与所述热泵机组之间设有用于换热的二级板式换热器。
6.根据权利要求1所述的热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，其特征在于，所述热源塔循环系统包括热源塔，所述热源塔通过第五管道与所述热泵机组的源侧出入口连通。
7.根据权利要求1所述的热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，其特征在于，所述地埋管循环系统包括浅层u型地埋管，所述浅层u型地埋管通过第六管道与所述热泵机组的源侧出入口连通。
8.根据权利要求2所述的热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，其特征在于，所述用户侧循环系统、所述热源塔循环系统和所述地埋管循环系统中均设置定压补水装置。
9.根据权利要求4所述的热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，其特征在于，所述用户侧循环系统、所述水热型地热能梯级利用系统、所述热源塔循环系统和所述地埋管循环系统中均设置阀门、温度传感器和流量传感器，所述热泵机组接管上设置的阀门为供热、供冷季节转换阀门。
技术总结
本技术公开了热源塔和浅层地埋管与地热能梯级利用复合冷热两供系统，涉及可再生能源应用技术领域，包括用户侧循环系统、水热型地热能梯级利用系统、热源塔循环系统和地埋管循环系统，所述水热型地热能梯级利用系统和所述用户侧循环系统通过换热器进行换热，所述用户侧循环系统设有热泵机组，所述热源塔循环系统和所述地埋管循环系统并联且与所述热泵机组的源侧出入口通过管道连通。可在现有水热型地热能供热项目中复合热源塔与地埋管系统，实现使用一套系统，满足用户供冷、供热需求，实现地热资源低开采强度、高回灌率、无污染高效可持续利用。
技术研发人员：张珊珊,吴介田,谷可霞,刁乃仁,王全胜,刘怀聪,仲真真
受保护的技术使用者：山东中瑞新能源科技有限公司
技术研发日：20240408
技术公布日：2024/12/5