一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)，包括處于干熱巖層內(nèi)的裝有熱媒的若干管式金屬換熱器，管式金屬換熱器的熱媒出口與熱媒循環(huán)泵通過(guò)管道相連，熱媒循環(huán)泵與地面換熱器熱媒入口通過(guò)管道相連，地面換熱器熱媒出口與管式金屬換熱器的熱媒入口通過(guò)管道相連；還包括用戶端，用戶端出水口與水循環(huán)泵通過(guò)管道相連，水循環(huán)泵與地面換熱器入水口通過(guò)管道相連，地面換熱器出水口與用戶端入水口通過(guò)管道相連。本系統(tǒng)提供了一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)，有效的利用了清潔能源，不污染地下水，開(kāi)發(fā)過(guò)程無(wú)污染物排放，運(yùn)行費(fèi)用低，適用面廣。
【專利說(shuō)明】
一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
:
[0002]我國(guó)地?zé)豳Y源豐富，可以分為淺層地?zé)崮苜Y源和中深層干熱巖地?zé)豳Y源。
[0003]淺層地?zé)崮苜Y源一般為恒溫帶至200m埋深，溫度一般低于25°C，目前主要通過(guò)地源熱栗(又稱土壤源熱栗)、水源熱栗的方式用于建筑供暖、洗浴、養(yǎng)殖等供熱。其中地源熱栗存在熱源不穩(wěn)定、地埋管占地面積大等問(wèn)題;水源熱栗因破壞地下水資源，在我國(guó)大部分地區(qū)已禁止使用。
[0004]干熱巖是埋藏于地面以下1000米至10000米，內(nèi)部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫巖體。它的溫度在幾十?dāng)z氏度至幾百攝氏度之間，是一種可用于采暖、發(fā)電的可再生清潔能源。經(jīng)科學(xué)測(cè)算，我國(guó)大陸3.0?10.0km深處干熱巖資源相當(dāng)于860萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，按2%的可開(kāi)采資源量計(jì)算，相當(dāng)于我國(guó)2010年能源消耗總量的5200倍，開(kāi)發(fā)利用前景巨大。目前我國(guó)干熱巖熱能利用技術(shù)正處于開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)階段，主要研究方向是用于發(fā)電，現(xiàn)有極少量的用于供熱的案例也存在運(yùn)行費(fèi)用較高的問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)一種高效、經(jīng)濟(jì)的利用干熱巖熱能的技術(shù)迫在眉睫。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0005]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，提供了一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)，有效的利用了清潔能源，不污染地下水，開(kāi)發(fā)過(guò)程無(wú)污染物排放，運(yùn)行費(fèi)用低，適用面廣，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)，包括處于干熱巖層內(nèi)的裝有熱媒的若干管式金屬換熱器，管式金屬換熱器的熱媒出口與熱媒循環(huán)栗通過(guò)管道相連，熱媒循環(huán)栗與地面換熱器熱媒入口通過(guò)管道相連，地面換熱器熱媒出口與管式金屬換熱器的熱媒入口通過(guò)管道相連;還包括用戶端，用戶端出水口與水循環(huán)栗通過(guò)管道相連，水循環(huán)栗與地面換熱器入水口通過(guò)管道相連，地面換熱器出水口與用戶端入水口通過(guò)管道相連。
[0008]優(yōu)選的，所述地面換熱器包括換熱器和熱栗機(jī)組。
[0009]優(yōu)選的，所述熱媒循環(huán)栗與換熱器熱媒入口通過(guò)管道相連，換熱器熱媒出口與熱栗機(jī)組熱媒入口通過(guò)管道相連，熱栗機(jī)組熱媒出口與管式金屬換熱器的熱媒入口通過(guò)管道相連;水循環(huán)栗與換熱器入水口通過(guò)管道相連，換熱器出水口與熱栗機(jī)組入水口通過(guò)管道相連，熱栗機(jī)組出水口與用戶端入水口通過(guò)管道相連。
[0010]優(yōu)選的，熱媒循環(huán)栗分別與換熱器熱媒入口和熱栗機(jī)組熱媒入口通過(guò)管道相連，換熱器熱媒出口和熱栗機(jī)組熱媒出口分別與管式金屬換熱器熱媒入口相連;水循環(huán)栗分別與換熱器入水口和熱栗機(jī)組入水口通過(guò)管道相連，換熱器出水口和熱栗機(jī)組出水口分別與用戶端入水口通過(guò)管道相連。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:有效利用了儲(chǔ)量巨大的中深層地?zé)豳Y源，熱源穩(wěn)定可靠，屬于可再生的清潔能源;地下熱媒閉路循環(huán)，不開(kāi)采地下水，對(duì)地下水資源無(wú)任何污染;無(wú)固、液、氣態(tài)污染物排放，綠色環(huán)保;地面換熱單元采取多種運(yùn)行模式優(yōu)化組合，運(yùn)行費(fèi)用低;干熱巖普遍存在，能代替燃煤鍋爐實(shí)現(xiàn)分布式熱源站供熱，既節(jié)省管網(wǎng)投資，又減輕了霧霾和降低了碳排放。
【附圖說(shuō)明】
:
[0012]圖1為換熱器與熱栗機(jī)組并聯(lián)布置的示意圖。
[0013]圖2為換熱器與熱栗機(jī)組串聯(lián)布置的示意圖。
[0014]圖中，1、干熱巖層，2、管式金屬換熱器，3、熱媒循環(huán)栗，4、用戶端，5、水循環(huán)栗，6、換熱器，7、熱栗機(jī)組。
【具體實(shí)施方式】
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[0015]為能清楚說(shuō)明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合其附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0016]如圖1-2所示，一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)，包括處于干熱巖層I內(nèi)的裝有熱媒的若干管式金屬換熱器2，管式金屬換熱器2的熱媒出口與熱媒循環(huán)栗3通過(guò)管道相連，熱媒循環(huán)栗3與地面換熱器熱媒入口通過(guò)管道相連，地面換熱器熱媒出口與管式金屬換熱器的熱媒入口通過(guò)管道相連;還包括用戶端4，用戶端出水口與水循環(huán)栗5通過(guò)管道相連，水循環(huán)栗5與地面換熱器入水口通過(guò)管道相連，地面換熱器出水口與用戶端入水口通過(guò)管道相連。
[0017]所述地面換熱器包括換熱器6和熱栗機(jī)組7?？梢詫?shí)現(xiàn)兩級(jí)換熱，既能適用熱媒溫度高的場(chǎng)合也能用于熱媒溫度低的場(chǎng)合，可以有效的降低操作費(fèi)用。
[0018]如圖1所示，為換熱器6與熱栗機(jī)組7并聯(lián)布置的示意圖，熱媒循環(huán)栗3分別與換熱器6熱媒入口和熱栗機(jī)組7熱媒入口通過(guò)管道相連，換熱器6熱媒出口和熱栗機(jī)組7熱媒出口分別與管式金屬換熱器2熱媒入口相連;水循環(huán)栗5分別與換熱器6入水口和熱栗機(jī)組7入水口通過(guò)管道相連，換熱器6出水口和熱栗機(jī)組7出水口分別與用戶端4入水口通過(guò)管道相連。在該種方式下，當(dāng)熱媒溫度大于用戶端供水溫度時(shí)，熱媒只通過(guò)換熱器6放熱，將熱量直接傳遞給用戶端4回水，實(shí)現(xiàn)供熱；當(dāng)熱媒溫度不大于用戶端4回水溫度時(shí)，熱媒只通過(guò)熱栗機(jī)組7放熱，將熱量通過(guò)熱栗機(jī)組7間接傳遞給用戶端回水，實(shí)現(xiàn)供熱；當(dāng)熱媒溫度大于用戶端回水溫度且不大于用戶端供水溫度時(shí)，熱媒先通過(guò)換熱器6向用戶端回水直接傳遞熱量，再進(jìn)入熱栗機(jī)組7向用戶端回水間接傳遞熱量，實(shí)現(xiàn)供熱。
[0019]如圖2所示，為換熱器6與熱栗機(jī)組7串聯(lián)布置的示意圖，所述熱媒循環(huán)栗3與換熱器6熱媒入口通過(guò)管道相連，換熱器6熱媒出口與熱栗機(jī)組7熱媒入口通過(guò)管道相連，熱栗機(jī)組7熱媒出口與管式金屬換熱器2的熱媒入口通過(guò)管道相連;水循環(huán)栗5與換熱器6入水口通過(guò)管道相連，換熱器6出水口與熱栗機(jī)組7入水口通過(guò)管道相連，熱栗機(jī)組7出水口與用戶端4入水口通過(guò)管道相連。在該種方式下，來(lái)自用戶端4的水需經(jīng)過(guò)換熱器6和熱栗機(jī)組7依次進(jìn)行換熱。當(dāng)熱媒溫度大于用戶端回水溫度且不大于用戶端供水溫度時(shí)，熱媒先通過(guò)換熱器6向用戶端回水直接傳遞熱量，再進(jìn)入熱栗機(jī)組7向用戶端回水間接傳遞熱量，實(shí)現(xiàn)供熱。
[0020]以某住宅小區(qū)為例，建筑面積5萬(wàn)平方米，實(shí)施干熱巖高效清潔能源供熱。鉆干熱巖孔4個(gè)，孔徑200mm，孔深2050米。在每個(gè)鉆孔中安裝有一臺(tái)管式金屬換熱器，通過(guò)熱媒提取干熱巖熱能。地面機(jī)房安裝有2臺(tái)換熱器和2臺(tái)熱栗機(jī)組，熱網(wǎng)供/回水溫度為45°C/35°C。該系統(tǒng)完全滿足了小區(qū)建筑采暖需求，和燃煤鍋爐相比，一個(gè)采暖季替代標(biāo)準(zhǔn)煤800噸，減排二氧化碳1965噸，減排二氧化硫13.2噸，減排氮氧化物12.5噸，減排煙塵7.7噸，環(huán)保效益十分顯著。
[0021]上述【具體實(shí)施方式】不能作為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式所做出的任何替代改進(jìn)或變換均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0022]本實(shí)用新型未詳述之處，均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)，其特征在于:包括處于干熱巖層內(nèi)的裝有熱媒的若干管式金屬換熱器，管式金屬換熱器的熱媒出口與熱媒循環(huán)栗通過(guò)管道相連，熱媒循環(huán)栗與地面換熱器熱媒入口通過(guò)管道相連，地面換熱器熱媒出口與管式金屬換熱器的熱媒入口通過(guò)管道相連;還包括用戶端，用戶端出水口與水循環(huán)栗通過(guò)管道相連，水循環(huán)栗與地面換熱器入水口通過(guò)管道相連，地面換熱器出水口與用戶端入水口通過(guò)管道相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述地面換熱器包括換熱器和熱栗機(jī)組。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述熱媒循環(huán)栗與換熱器熱媒入口通過(guò)管道相連，換熱器熱媒出口與熱栗機(jī)組熱媒入口通過(guò)管道相連，熱栗機(jī)組熱媒出口與管式金屬換熱器的熱媒入口通過(guò)管道相連;水循環(huán)栗與換熱器入水口通過(guò)管道相連，換熱器出水口與熱栗機(jī)組入水口通過(guò)管道相連，熱栗機(jī)組出水口與用戶端入水口通過(guò)管道相連。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用干熱巖熱能的高效清潔能源供熱系統(tǒng)，其特征在于:熱媒循環(huán)栗分別與換熱器熱媒入口和熱栗機(jī)組熱媒入口通過(guò)管道相連，換熱器熱媒出口和熱栗機(jī)組熱媒出口分別與管式金屬換熱器熱媒入口相連;水循環(huán)栗分別與換熱器入水口和熱栗機(jī)組入水口通過(guò)管道相連，換熱器出水口和熱栗機(jī)組出水口分別與用戶端入水口通過(guò)管道相連。
【文檔編號(hào)】F24D3/00GK205505144SQ201620329138
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月19日
【發(fā)明人】曹豐平, 劉海東, 馬明明
【申請(qǐng)人】濟(jì)南國(guó)海能源科技有限公司