一种多源梯级地岩热热泵系统的制作方法

本申请涉及地岩热供热，尤其涉及一种多源梯级地岩热热泵系统。

背景技术：

1、近几年，出现了一种中深层无干扰地岩热换热技术，其能够利用1000～3000m深度的高温地热资源，来满足高温供热需求。该系统拥有占地少、可利用地温高以及适合在寒冷地区应用等优点。但深地埋管造价昂贵，前期建设费用高。同时，由于地岩热换热技术通常使用同轴地埋管对地岩热量进行提取，其在出水过程中存在进出水的热量交换，会降低出水温度，浪费地热资源。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供一种多源梯级地岩热热泵系统，利用空气源和地岩热源梯度提供热量，能够满足全年热量供给需求的同时还能降低能耗，节省建造成本。

2、为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种多源梯级地岩热热泵系统，包括压缩机、冷凝器、闪发器、第一蒸发器、第二蒸发器、补气换热器和地岩热换热系统；所述压缩机的排气口依次串联冷凝器和闪发器；所述冷凝器和闪发器之间的管路上设有第一电子膨胀阀；所述闪发器的出口分别连接第一蒸发器和补气换热器；所述闪发器与第一蒸发器之间的管路上设有第二电子膨胀阀；所述闪发器与补气换热器之间的管路上设有第一截止阀；所述第一蒸发器的出口分别连接第二蒸发器的入口和压缩机的吸气口；第一蒸发器与压缩机之间的管路上设有第二截止阀；第二蒸发器的出口连接压缩机的吸气口；补气换热器的出口分别连接压缩机的补气腔和第一蒸发器的入口；地岩热换热系统的入口连接第一蒸发器的出口；地岩热换热系统的出口连接补气换热器的入口。

3、进一步地，所述地岩热换热系统包括套管换热器和水泵；所述套管换热器的出口连接水泵的入口，水泵的出口连接补气换热器的入口；所述套管换热器的入口连接第一蒸发器的出口。

4、进一步地，所述套管换热器包括内管、外管和设置在所述内管与外管之间的多个绕流板；多个所述绕流板沿所述内管的轴向依次设置。

5、进一步地，所述绕流板包括圆环形板和沿周向均布在所述圆环形板外沿的多个支撑短板；所述圆环形板的内孔壁与所述内管的外壁通过过盈配合连接；所述支撑短板与所述外管的内壁焊接。

6、进一步地，所述圆环形板的外径由上至下依次减小。

7、进一步地，位于上部的相邻的两个绕流板之间的距离小于位于下部的相邻的两个绕流板之间的距离。

8、进一步地，所述冷凝器为翅片管换热器、板式换热器或壳管式换热器。

9、进一步地，所述补气换热器为板式换热器或壳管式换热器。

10、进一步地，所述第一蒸发器为板式换热器或壳管式换热器。

11、进一步地，所述第二蒸发器为翅片管式换热器或微通道换热器。

12、本申请相比现有技术具有以下有益效果：

13、1、本申请实施例多源梯级地岩热热泵系统能够将从套管换热器流出的35℃左右的热水，先经过温度较高的补气换热器，将热水温度降低至30℃左右，再经过第一蒸发器，温度降低至10℃后回灌至套管换热器。相比现有技术中的单级利用出现的热量浪费，本申请实施例可以实现热水的梯级利用，减少换热损失，提高热量利用效率；在满足供热需求的前提下，可以减少埋管数量，降低前期建设成本。

14、2、本申请实施例多源梯级地岩热热泵系统可以根据环境温度的不同划分四个取热工况。当夏季环境温度较高时，可以直接利用空气源热量满足供热需求。此时，不需要开启地岩热换热器水泵，系统仅从空气中吸收热量，通过常规热泵系统供热。当环境温度降低，常规热泵循环不能满足供热需求时，打开第一截止阀，利用补气增焓原理提高质量流量，弥补热量的衰减。此时仍然不需要开启地岩热换热器水泵，系统仅从空气中吸收热量，通过补气增焓热泵系统供热。当环境温度进一步降低，只从空气中提取热量无法满足供热需求时，可以开启地岩热换热器水泵，同时利用空气源和地岩热。当环境温度进一步降低，且小于多源梯级地岩热热泵系统的蒸发温度时，系统已经无法从空气中取热，此时打开第二截止阀，将第二蒸发器即风冷蒸发器短路，只使用地岩热供热。这样，本申请实施例多源梯级地岩热热泵系统通过利用多热源(空气能和地岩热)，减少了地埋管需求，降低了前期投资成本。

技术特征：

1.一种多源梯级地岩热热泵系统，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的多源梯级地岩热热泵系统，其特征在于，所述地岩热换热系统包括套管换热器和水泵；所述套管换热器的出口连接水泵的入口，水泵的出口连接补气换热器的入口；所述套管换热器的入口连接第一蒸发器的出口。

3.根据权利要求2所述的多源梯级地岩热热泵系统，其特征在于，所述套管换热器包括内管、外管和设置在所述内管与外管之间的多个绕流板；多个所述绕流板沿所述内管的轴向依次设置。

4.根据权利要求3所述的多源梯级地岩热热泵系统，其特征在于，所述绕流板包括圆环形板和沿周向均布在所述圆环形板外沿的多个支撑短板；所述圆环形板的内孔壁与所述内管的外壁通过过盈配合连接；所述支撑短板与所述外管的内壁焊接。

5.根据权利要求4所述的多源梯级地岩热热泵系统，其特征在于，所述圆环形板的外径由上至下依次减小。

6.根据权利要求5所述的多源梯级地岩热热泵系统，其特征在于，位于上部的相邻的两个绕流板之间的距离小于位于下部的相邻的两个绕流板之间的距离。

7.根据权利要求6所述的多源梯级地岩热热泵系统，其特征在于，所述冷凝器为翅片管换热器、板式换热器或壳管式换热器。

8.根据权利要求7所述的多源梯级地岩热热泵系统，其特征在于，所述补气换热器为板式换热器或壳管式换热器。

9.根据权利要求8所述的多源梯级地岩热热泵系统，其特征在于，所述第一蒸发器为板式换热器或壳管式换热器。

10.根据权利要求9所述的多源梯级地岩热热泵系统，其特征在于，所述第二蒸发器为翅片管式换热器或微通道换热器。

技术总结本申请公开了一种多源梯级地岩热热泵系统，涉及地岩热供热技术领域。利用空气源和地岩热源梯度提供热量，能够满足全年热量供给需求的同时降低能耗，节省建造成本。该系统包括压缩机、冷凝器、闪发器、第一蒸发器、第二蒸发器、补气换热器和地岩热换热系统；压缩机的排气口串联冷凝器、第一电子膨胀阀和闪发器；闪发器分别连接第一蒸发器和补气换热器；闪发器与第一蒸发器之间设有第二电子膨胀阀；闪发器与补气换热器之间设有第一截止阀；第一蒸发器分别连接第二蒸发器和压缩机；第一蒸发器与压缩机之间设有第二截止阀；第二蒸发器连接压缩机；补气换热器的分别连接压缩机和第一蒸发器；地岩热换热系统的入口连接第一蒸发器，出口连接补气换热器。技术研发人员：权伟,徐方军,穆美玲,郭怡欣受保护的技术使用者：陕西虫二科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15