[发明专利]水热井高功率大温差热力利用机组装置

说明书

本发明涉及一种水热井高功率大温差热力利用机组装置。它解决了现有水热井换热效率低等技术问题。包括抽水井、回灌井、潜水水泵组件、回灌水管和增压回灌稳压装置以及用户侧供回水集合管道装置，回灌水管上依次串联接有直接间壁式换热器、高温蒸汽电动压缩机组、低温蒸汽电动压缩机组以及电动水源热泵机组。优点在于：经过依次四级利用之后，使得井水输水动力效率大幅提高，供热负荷能力大幅提升，可以减少打井的数量，另一方面从获得热能量与回灌水量的倍率角度看，间接降低了回灌水量大所导致的回灌堵塞、修井清理成本高的问题。

技术领域

本发明属于地源热泵领域，具体涉及一种水热井高功率大温差热力利用机组装置。

背景技术

地源水热井水作为一种绿色低碳、用之不竭的可再生能源越来越受到重视。地源水热井水充足，可利用价值高，不会对环境造成污染，还能实现全天候全时段应用，具有绿色低碳、清洁安全、储量大、分布广、稳定性好等特点。这主要因为地下岩土层中的储藏水，随着深度的增加水温也增加，在某些特定地点水温会较高，开发利用深至地下3000米左右的地源水热井水，用于生活供暖/洗浴正被大力的推广普及开来，传统上的应用是用一口井抽水，经过利用其热能后就原样直排至河道，这种所谓的直流系统，随着地上地下水资源环境法规的要求变得更严，利用的难度逐渐变大，例如必须要将全部抽出来的井水换热完成后再全部回灌，并且抽出水要回灌到同一地质构造层内，因此导致回灌量越大，回灌井被堵塞的可能性越大，投资回收期限也会变得更长，使用成本高，抽水循环系统动力消耗的能量占比就越高，尤其是随着中深层水热井作为主流应用方案，其打井成本高已是一种常态，因此提高单井井水的热利用率就是一个紧迫的问题。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案，例如，中国专利文献公开了一种节能复合式热泵系统[申请号：201611033824.4]：包括由压缩机、四通换向阀、使用侧换热器、具有双向节流功能的节流机构和冷却侧/热源侧换热器依次顺序连接构成的制冷/制热环路，均设有截止阀的冷却塔、热源塔以及太阳能集热器支路；使用侧换热器与外部的末端设备相连；其中，冷却侧/热源侧换热器由翅片式换热器和壳管式换热器并联构成，所述翅片式换热器和壳管式换热器的两端分别各与1个截止阀连接；所述各支路并联后与壳管式换热器连接。

上述方案虽然在一定程度上缓解了热泵系统使用成本高的问题，但是该方案依然存在着：井水输水动力效率低，回灌堵塞机率高的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，井水输水动力效率高的水热井高功率大温差热力利用机组装置。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本水热井高功率大温差热力利用机组装置，包括抽水井和回灌井，所述的抽水井内设有潜水水泵组件，所述的潜水水泵组件通过回灌水管和设置在回灌井内的增压回灌稳压装置相连通，其特征在于，所述的回灌水管上依次串联接有直接间壁式换热器、高温蒸汽电动压缩机组、低温蒸汽电动压缩机组以及电动水源热泵机组，且所述的直接间壁式换热器、高温蒸汽电动压缩机组、低温蒸汽电动压缩机组以及电动水源热泵机组的输出端分别和与供热用户侧相连的用户侧供回水集合管道装置的回水母管相连，且所述的用户侧供回水集合管道装置的供水母管与回灌水管相连通。

在上述的水热井高功率大温差热力利用机组装置中，所述的直接间壁式换热器为板式可拆式换热器结构，且所述的直接间壁式换热器一次侧的进口管接口和出口管接口分别与回灌水管相连，且所述的直接间壁式换热器二次侧的进口管接口与供水母管相连，出口管接口和回水母管相连。

在上述的水热井高功率大温差热力利用机组装置中，所述的高温蒸汽电动压缩机组包括与回灌水管相连的第一蒸发器，所述的第一蒸发器通过蒸汽导入结构和抽水井相连，所述的第一蒸发器通过第一电动蒸汽压缩机与第一冷凝器一侧相连，且所述的第一冷凝器一侧还与回灌水管相连，且所述的第一冷凝器另一侧分别和回水母管与供水母管相连。