[发明专利]一种高效利用深井地热的供热系统及方法

说明书

本发明公开了一种高效利用深井地热的供热系统，它包括深井泵装置、加热源储罐、空气热泵、地热热泵装置以及锅炉供热装置；本发明的方法是通过加热源储罐对热能进行蓄热，通过空气热泵装置作为加热源提供给加热源储罐，加热源储罐与地热热泵装置之间循环来进行热源交换，以保持恒定的热源温度；地热热泵装置向上将高温水输送给锅炉供热装置，锅炉供热装置将热交换后的冷却水返回到深井泵装置中，产生超热蒸汽，汽轮机(7)将超热蒸汽转换为电能供给空气热泵，空气热泵再给加热源储罐提供加热源，并形成循环的高效且恒温的供热系统。本产品弥补现有技术中加热源不足的问题，减少了建造成本、建筑面积；提高能量利用率，也保证了供热的稳定性。

技术领域

本发明涉及能源利用领域，尤其涉及一种深井地热的供热系统及方法。

背景技术

一直以来，石油和天然气的化石燃料是用作加热和冷却的主要能源，或者主要使用通过使用这些化石燃料或核能产生的能源。

近年来，深井地热能源利用领域被越来越广泛的关注，深井地热能源成为石油、天然气等的一种替代能源，其具有污染小和能源储备量大的特点，主要是利用地热能源来进行热能或电能的转换，但是现有的深井地热能源开发上普遍存在建造成本大、供热源少、建筑面积大的问题，如何解决这些问题成为了开采深井地热能源的核心。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种高效利用深井地热的供热系统及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高效利用深井地热的供热系统，它包括位于深井下的深井泵装置、加热源储罐、空气热泵、地热热泵装置以及位于地表上的锅炉供热装置；

深井泵装置通过管井与加热源储罐相连接并向加热源储罐输送地下水，加热源储罐与地热热泵装置之间连接有用于输送高温水的热水管和用于输送高温蒸汽的回温管，地热热泵装置通过管井向上与地表的锅炉供热装置相连接，锅炉供热装置将热量转移到负载用户；

锅炉供热装置上连接有清水回流管，清水回流管向深井下连接深井泵装置并将清洁的冷却水返回到深井泵装置中，冷却水在深井泵装置与地下水的热能产生超热蒸汽；

空气热泵与锅炉供热装置相连接，锅炉供热装置将超热蒸汽用于操作空气热泵，空气热泵和加热源储罐相连接并向加热源储罐提供加热源。

进一步地，深井泵装置中设置有汽轮机，汽轮机负责将超热蒸汽转换为电能供给空气热泵。

进一步地，空气热泵通过气泵将外部空气被压缩，空气内能增加的热量作为加热源提供给加热源储罐。

进一步地，加热源储热罐的下端部与热水管相连接并提供高温水到地热热泵装置，加热源储热罐的上端部与回温管相连接并接收地热热泵装置的高温蒸汽。

进一步地，地热热泵装置用于接收加热源储热罐的高温水，地热热泵装置与锅炉供热装置之间设置有负载水泵，负载水泵驱动地热热泵装置向锅炉供热装置提供高温水。

进一步地，工作方法为：通过深井泵装置输送地下水到加热源储罐中，加热源储罐对地下水的热能进行蓄热，如果加热源储罐不足时，通过空气热泵装置对空气压缩，所产生热量作为加热源提供给加热源储罐，加热源储罐与地热热泵装置之间循环来进行热源交换，一方面，加热源储热罐提供高温水到地热热泵装置，另一方面，地热热泵装置在冷却过程中将从地热储热泵装置交换的高温水热量返回到热源储热罐，以供热源储热罐保持恒定的热源温度；

地热热泵装置向上通过负载水泵将高温水输送给锅炉供热装置，进而通过锅炉供热装置热交换供后端用户使用，锅炉供热装置将热交换后的冷却水返回到深井泵装置中，冷却水在深井泵装置与地下水的热能产生超热蒸汽；超热蒸汽在锅炉供热装置中的汽轮机的作用下，将超热蒸汽转换为电能供给空气热泵，空气热泵再给加热源储罐提供加热源，并形成循环的高效且恒温的供热系统。