基于中深层地热的浅层地热地源热泵系统的制作方法

1.本实用新型属于地热技术领域，涉及一种基于中深层地热的浅层地热地源热泵系统。


背景技术：

2.目前，对于开发地热能利用于冬季供热，常用的技术有两种：浅层地热源热泵技术；直接开采中深层地热水供热技术。但是这两种技术均存在一定的缺陷，有待解决。
3.浅层地源热泵技术：浅层地热井占地面积大，应用受到限制；冬夏冷热负荷不平衡，系统能效衰减严重。
4.直接开采中深层地热水供热技术：只有具有丰富地下热水资源的地区才能使用，应用受到限制；直接开采地下热水，回灌难度较大，造成地下水资源的浪费及污染，且长期抽取地下水，存在地质结构塌陷等风险，是一种不可持续发展的能源利用方式。目前各级政府主管部门已经开始禁止开采地下热水用于冬季供热。
5.中深层地热的热量较为充沛具有不易衰减的特点，浅层地热在实际应用中往往地热衰减极快。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于中深层地热的浅层地热地源热泵系统，结构简单，采用进水管和出水管连接同轴套管换热器和热泵，第一浅层换热器、第二浅层换热器分别与进水管和出水管并联，地表换热器与第一浅层换热器和第二浅层换热器并联，同轴套管换热器的下部位于地热地源的中深层，上部位于大地浅层，对第一浅层换热器、第二浅层换热器、同轴套管换热器、热泵和地表换热器进行开闭及其连接的管路切换，利用中深层地热对浅层地热加热用于冬季前期取暖，冬季后期取暖吸收浅层地热便于夏季热泵降温制冷，综合利用效率高。
7.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于中深层地热的浅层地热地源热泵系统，它包括第一浅层换热器、第二浅层换热器、同轴套管换热器、热泵和地表换热器；所述同轴套管换热器和热泵之间由进水管和出水管连接，第一浅层换热器、第二浅层换热器分别与进水管和出水管并联，地表换热器与第一浅层换热器和第二浅层换热器并联；所述同轴套管换热器的上部外沿设置隔热层。
8.所述进水管和出水管上分别设置进水阀和出水阀。
9.所述出水管上设置一号循环泵，一号循环泵位于热泵和出水阀之间。
10.所述第一浅层换热器的进出水管上分别设置第一组进出水阀。
11.所述第二浅层换热器的进出水管上分别设置第二组进出水阀。
12.所述地表换热器与第一浅层换热器之间连接的进出水管上分别设置第三组进出水阀。
13.所述地表换热器与第二浅层换热器之间连接的进出水管上分别设置第四组进出
水阀。
14.所述第一浅层换热器和第二浅层换热器的出水管与二号循环泵连接，二号循环泵与地表换热器连接。
15.一种基于中深层地热的浅层地热地源热泵系统，它包括第一浅层换热器、第二浅层换热器、同轴套管换热器、热泵和地表换热器；同轴套管换热器和热泵之间由进水管和出水管连接，第一浅层换热器、第二浅层换热器分别与进水管和出水管并联，地表换热器与第一浅层换热器和第二浅层换热器并联；同轴套管换热器的上部外沿设置隔热层。结构简单，通过进水管和出水管连接同轴套管换热器和热泵，第一浅层换热器、第二浅层换热器分别与进水管和出水管并联，地表换热器与第一浅层换热器和第二浅层换热器并联，通过同轴套管换热器的下部位于地热地源的中深层，上部位于大地浅层，对第一浅层换热器、第二浅层换热器、同轴套管换热器、热泵和地表换热器进行开闭及其连接的管路切换，利用中深层地热对浅层地热加热用于冬季前期取暖，冬季后期取暖吸收浅层地热便于夏季热泵降温制冷，综合利用效率高。
16.在优选的方案中，进水管和出水管上分别设置进水阀和出水阀。结构简单，使用时，当进水管和出水管上的进水阀和出水阀打开后与同轴套管换热器和热泵形成回路。
17.在优选的方案中，出水管上设置一号循环泵，一号循环泵位于热泵和出水阀之间。结构简单，使用时，当一号循环泵开启后，同轴套管换热器和热泵之间的回路形成循环回路。
18.在优选的方案中，第一浅层换热器的进出水管上分别设置第一组进出水阀。结构简单，使用时，当热泵关闭、第一组进出水阀打开后，第一浅层换热器与同轴套管换热器之间形成回路。
19.在优选的方案中，第二浅层换热器的进出水管上分别设置第二组进出水阀。结构简单，使用时，当热泵关闭、第二组进出水阀打开后，第二浅层换热器与同轴套管换热器之间形成回路。
20.在优选的方案中，地表换热器与第一浅层换热器之间连接的进出水管上分别设置第三组进出水阀。结构简单，使用时，当第一组进出水阀关闭、第三组进出水阀打开后，第一浅层换热器与地表换热器之间形成回路。
21.在优选的方案中，地表换热器与第二浅层换热器之间连接的进出水管上分别设置第四组进出水阀。结构简单，使用时，当第二组进出水阀关闭、第四组进出水阀打开后，第二浅层换热器与地表换热器之间形成回路。
22.在优选的方案中，第一浅层换热器和第二浅层换热器的出水管与二号循环泵连接，二号循环泵与地表换热器连接。结构简单，使用时，当二号循环泵打开后，第一浅层换热器与地表换热器之间形成循环回路，或者第二浅层换热器与地表换热器之间形成循环回路。
23.一种基于中深层地热的浅层地热地源热泵系统，它包括第一浅层换热器、第二浅层换热器、同轴套管换热器、热泵和地表换热器，通过进水管和出水管连接同轴套管换热器和热泵，第一浅层换热器、第二浅层换热器分别与进水管和出水管并联，地表换热器与第一浅层换热器和第二浅层换热器并联，通过同轴套管换热器的下部位于地热地源的中深层，上部位于大地浅层，对第一浅层换热器、第二浅层换热器、同轴套管换热器、热泵和地表换
热器进行开闭及其连接的管路切换。本实用新型克服了原中深层地热不可持续发展和浅层地热衰减过快不能有效利用的问题，具有结构简单，利用中深层地热对浅层地热加热用于冬季前期取暖，冬季后期取暖吸收浅层地热便于夏季热泵降温制冷，综合利用效率高的特点。
附图说明
24.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
25.图1为本实用新型的结构示意图。
26.图2为本实用新型的使用状态图。
27.图中：第一浅层换热器1，第一组进出水阀11，第二浅层换热器2，第二组进出水阀21，同轴套管换热器3，进水管31，出水管32，隔热层33，进水阀34，出水阀35，一号循环泵36，二号循环泵37，热泵4，地表换热器5，第三组进出水阀51，第四组进出水阀52。
具体实施方式
28.如图1~图2中，一种基于中深层地热的浅层地热地源热泵系统，它包括第一浅层换热器1、第二浅层换热器2、同轴套管换热器3、热泵4和地表换热器5；所述同轴套管换热器3和热泵4之间由进水管31和出水管32连接，第一浅层换热器1、第二浅层换热器2分别与进水管31和出水管32并联，地表换热器5与第一浅层换热器1和第二浅层换热器2并联；所述同轴套管换热器3的上部外沿设置隔热层33。结构简单，通过进水管31和出水管32连接同轴套管换热器3和热泵4，第一浅层换热器1、第二浅层换热器2分别与进水管31和出水管32并联，地表换热器5与第一浅层换热器1和第二浅层换热器2并联，通过同轴套管换热器3的下部位于地热地源的中深层，上部位于大地浅层，对第一浅层换热器1、第二浅层换热器2、同轴套管换热器3、热泵4和地表换热器5进行开闭及其连接的管路切换，利用中深层地热对浅层地热加热用于冬季前期取暖，冬季后期取暖吸收浅层地热便于夏季热泵降温制冷，综合利用效率高。
29.优选的方案中，所述进水管31和出水管32上分别设置进水阀34和出水阀35。结构简单，使用时，当进水管31和出水管32上的进水阀34和出水阀35打开后与同轴套管换热器3和热泵4形成回路。
30.优选的方案中，所述出水管32上设置一号循环泵36，一号循环泵36位于热泵4和出水阀35之间。结构简单，使用时，当一号循环泵36开启后，同轴套管换热器3和热泵4之间的回路形成循环回路。
31.优选的方案中，所述第一浅层换热器1的进出水管上分别设置第一组进出水阀11。结构简单，使用时，当热泵4关闭、第一组进出水阀11打开后，第一浅层换热器1与同轴套管换热器3之间形成回路。
32.优选的方案中，所述第二浅层换热器2的进出水管上分别设置第二组进出水阀21。结构简单，使用时，当热泵4关闭、第二组进出水阀21打开后，第二浅层换热器2与同轴套管换热器3之间形成回路。
33.优选的方案中，所述地表换热器5与第一浅层换热器1之间连接的进出水管上分别设置第三组进出水阀51。结构简单，使用时，当第一组进出水阀11关闭、第三组进出水阀51
打开后，第一浅层换热器1与地表换热器5之间形成回路。
34.优选的方案中，所述地表换热器5与第二浅层换热器2之间连接的进出水管上分别设置第四组进出水阀52。结构简单，使用时，当第二组进出水阀21关闭、第四组进出水阀52打开后，第二浅层换热器2与地表换热器5之间形成回路。
35.优选的方案中，所述第一浅层换热器1和第二浅层换热器2的出水管与二号循环泵37连接，二号循环泵37与地表换热器5连接。结构简单，使用时，当二号循环泵37打开后，第一浅层换热器1与地表换热器5之间形成循环回路，或者第二浅层换热器2与地表换热器5之间形成循环回路。
36.如上所述的基于中深层地热的浅层地热地源热泵系统，安装使用时，进水管31和出水管32连接同轴套管换热器3和热泵4，第一浅层换热器1、第二浅层换热器2分别与进水管31和出水管32并联，地表换热器5与第一浅层换热器1和第二浅层换热器2并联，同轴套管换热器3的下部位于地热地源的中深层，上部位于大地浅层，对第一浅层换热器1、第二浅层换热器2、同轴套管换热器3、热泵4和地表换热器5进行开闭及其连接的管路切换，利用中深层地热对浅层地热加热用于冬季前期取暖，冬季后期取暖吸收浅层地热便于夏季热泵降温制冷，综合利用效率高。
37.使用时，当进水管31和出水管32上的进水阀34和出水阀35打开后与同轴套管换热器3和热泵4形成回路。
38.使用时，当一号循环泵36开启后，同轴套管换热器3和热泵4之间的回路形成循环回路。
39.使用时，当热泵4关闭、第一组进出水阀11打开后，第一浅层换热器1与同轴套管换热器3之间形成回路。
40.使用时，当热泵4关闭、第二组进出水阀21打开后，第二浅层换热器2与同轴套管换热器3之间形成回路。
41.使用时，当第一组进出水阀11关闭、第三组进出水阀51打开后，第一浅层换热器1与地表换热器5之间形成回路。
42.使用时，当第二组进出水阀21关闭、第四组进出水阀52打开后，第二浅层换热器2与地表换热器5之间形成回路。
43.使用时，当二号循环泵37打开后，第一浅层换热器1与地表换热器5之间形成循环回路，或者第二浅层换热器2与地表换热器5之间形成循环回路。
44.上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本技术中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。