[发明专利]一种CO2埋存的加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热系统，特别是关于一种CO₂埋存的加热系统。

背景技术

政府间气候变化专门委员会(IPCC)的评估报告指出，以气温升高为主要特征的全球气候变化在很大程度上是由于人为活动导致的温室气体排放，尤其是化石能源使用引起的CO₂排放导致的。为了应对气候变化，IPCC指出，2050年全球温室气体的排放量要削减50％到80％。为了达到这一目标，提高能源利用效率、开发可再生能源以及实施CO₂捕集与埋存(CCS)是必要的。CCS在短期内可以有效降低碳排放，因此得到了各国的关注。

将CO₂从排放地捕集然后运输到埋存地埋存，为了运输的方便，从CO₂排放地点捕集的CO₂要经过加压和降温处理，到达埋存地点时温度往往在-20℃左右。如果直接向注入井灌注，会影响CO₂在埋存层的流动。为此，CO₂在注入注入井进行埋存前需要进行加热。加热方法包括电加热和燃烧煤、石油、天然气等一次能源的供热。由于埋存地点往往位于比较偏远的地区，煤石油、天然气的获得和储存受到限制，因此常规的加热方法为电加热。但是，电加热方法耗能较高，同时也产生较大的碳排放，使得CCS的实际效果受到削弱。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能克服电加热及燃烧化石燃料加热而造成资源浪费的CO₂埋存的加热系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种CO₂埋存的加热系统，其特征在于：它包括地埋管换热装置和热泵加热装置，所述地埋管换热装置用于使循环介质从土壤中吸收热量；所述热泵加热装置用于从循环介质或空气中吸收热量，通过热泵循环提高热泵工质的温度；所述地埋管换热装置包括地埋管换热器、循环介质泵和蒸发器，所述地埋管换热器的出口经所述循环介质泵连接至所述蒸发器的入口，所述蒸发器的出口连接所述地埋管换热器的入口。

所述热泵加热装置包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀和空气换热器；所述蒸发器的输出端连接所述压缩机的输入端，所述压缩机的输出端经所述冷凝器连接上述节流阀的一端，所述节流阀的另一端分别连接所述蒸发器的输入端和空气换热器的输入端；所述空气换热器的输出端连接至所述压缩机的输入端。

所述蒸发器与所述压缩机之间、所述蒸发器与所述节流阀之间、所述节流阀与所述空气换热器之间，以及所述空气换热器与所述压缩机之间均设置有一调节阀。

关闭所述节流阀与所述空气换热器之间的调节阀、所述空气换热器与所述压缩机之间的调节阀；开启所述蒸发器与所述压缩机之间的调节阀、所述蒸发器与所述节流阀之间的调节阀，实现冬季运行。

开启所述节流阀与所述空气换热器之间的调节阀、所述空气换热器与所述压缩机之间的调节阀；关闭所述蒸发器与所述压缩机之间的调节阀、所述蒸发器与所述节流阀之间的调节阀，实现夏季运行。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用热泵加热装置从土壤或空气中吸取热量，通过热泵循环提高热泵工质的温度，使其能够直接加热准备灌注的CO₂，进而克服了电加热及燃烧化石燃料加热而造成资源浪费。2、本发明由于采用地埋管换热装置和热泵加热装置，地埋管换热装置中的循环介质经地埋管换热器吸收土壤热量后，进入蒸发器内，与热泵加热装置中的热泵工质进行换热，热泵工质温度提高，实现加热准备灌注的CO₂，使CO₂埋存的能源消耗降低，提高了CO₂埋存的经济性。3、本发明由于采用在蒸发器与压缩机之间、蒸发器与节流阀之间、节流阀与空气换热器之间，以及空气换热器与压缩机之间均设置有调节阀。通过控制各调节阀的开关，使本发明的CO₂埋存的灌注系统能实现在冬季、夏季均能有效运行。本发明可以广泛应用于节能领域的加热系统中。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的地埋管换热装置结构示意图；

图3是本发明用于冬季工况时的结构示意图；

图4是本发明用于夏季工况时的结构示意图。

具体实施方式