本发明专利技术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。
High Power and Large Temperature Difference Thermal Utilization Unit for Hydrothermal Wells
【技术实现步骤摘要】
水热井高功率大温差热力利用机组装置
本专利技术属于地源热泵领域，具体涉及一种水热井高功率大温差热力利用机组装置。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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。在上述的水热井高功率大温差热力利用机组装置中，所述的第一蒸发器通过第一过滤器和设置在回灌水管上的冷凝水泵相连，且所述的第一蒸发器连接有第一蒸发器排污管和排气阀。在上述的水热井高功率大温差热力利用机组装置中，所述的潜水水泵组件包括设置在抽水井内的潜水井泵，且所述的潜水井泵通过泵管和回灌水管相连通，在抽水井的井口处设有井口装置。在上述的水热井高功率大温差热力利用机组装置中，所述的蒸汽导入结构若干依次设置在泵管上且与泵管相连通的喷嘴，且所述的喷嘴上方设有抽汽管，且所述的抽汽管通过蒸发器进汽进水管与第一蒸发器相连。在上述的水热井高功率大温差热力利用机组装置中，所述的低温蒸汽电动压缩机组包括与回灌水管相连的第二蒸发器，所述的第二蒸发器通过第二电动蒸汽压缩机与混水冷却器一侧相连，所述的混水冷却器另一侧和供水母管相连，且所述的第二蒸发器通过回水过滤器和回水泵相连，且所述的回灌水管与回水泵相连，且所述的第二蒸发器与蒸发器进井水器相连。在上述的水热井高功率大温差热力利用机组装置中，所述的电动水源热泵机组包括具有制冷剂工质的间壁换热蒸发器，所述的间壁换热蒸发器通过工质电动压缩机与间壁换热冷却器相连，且所述的间壁换热蒸发器通过井水侧接管和回灌水管相连，所述的间壁换热冷却器通过用户负荷侧接管分别与回水母管和供水母管相连。在上述的水热井高功率大温差热力利用机组装置中，所述的用户侧供回水集合管道装置包括设置在回水母管靠近供热用户侧一端的循环水泵，且所述的供水母管通过稳压水总管和定压罐相连，且所述的定压罐与溢流泄压管道一端相连，且所述的溢流泄压管道另一端连接在回灌水管位于高温蒸汽电动压缩机组和低温蒸汽电动压缩机组之间相连通。在上述的水热井高功率大温差热力利用机组装置中，所述的增压回灌稳压装置包括与回灌水管相连的增压回灌水泵，且所述的增压回灌水泵连接有延伸至回灌井内的回灌井管。与现有的技术相比，本专利技术的优点在于：水热源井水经由潜水井泵从热水井中抽起来后，依次经过了板换直接温差换热、二级电动蒸发蒸汽压缩热泵换热和一级电动水源热泵机组共4级串联换热吸热，经过依次四级利用之后，将井水温度降至5℃左右，甚至使其回水温度低至0℃后再回灌至回灌井，当井水出水温度≥60℃时，其利用温差将≥55℃，井内喷雾水蒸气量1～2t/h，并且使负荷侧的供热水温度在≥45℃的工况，因此使得井水输水动力效率大幅提高，一对井的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。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图中，直接间壁式换热器1、高温蒸汽电动压缩机组2、第一蒸发器21、第一电动蒸汽压缩机22、第一冷凝器23、冷凝水泵24、排气阀25、蒸发器进汽进水管26、第一蒸发器排污管27、第一过滤器28、低温蒸汽电动压缩机组3、第二蒸发器31、第二电动蒸汽压缩机32、混水冷却器33、回水泵34、回水过滤器35、蒸发器进井水器36、连通管37、电动水源热泵机组4、间壁换热蒸发器41、工质电动压缩机42、间壁换热冷却器43、制冷剂工质44、井水侧接管45、用户负荷侧接管46、潜水水泵组件5、潜水井泵51、泵管52、井口装置53、抽汽管54、喷嘴55、抽水井56、增压回灌稳压装置6、增压回灌水泵61、回灌水管62、回灌井管63、回灌井64、用户侧供回水集合管道装置7、回水母管71、供水母管72、循环水泵73、稳压水总管74、定压罐75、溢流泄压管道76、供热用户侧77。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示，本水热井高功率大温差热力利用机组装置，包括抽水井56和回灌井64，抽水井56内设有潜水水泵组件5，潜水水泵组件5通过回灌水管62和设置在回灌井64内的增压回灌稳压本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水热井高功率大温差热力利用机组装置，包括抽水井(56)和回灌井(64)，所述的抽水井(56)内设有潜水水泵组件(5)，所述的潜水水泵组件(5)通过回灌水管(62)和设置在回灌井(64)内的增压回灌稳压装置(6)相连通，其特征在于，所述的回灌水管(62)上依次串联接有直接间壁式换热器(1)、高温蒸汽电动压缩机组(2)、低温蒸汽电动压缩机组(3)以及电动水源热泵机组(4)，且所述的直接间壁式换热器(1)、高温蒸汽电动压缩机组(2)、低温蒸汽电动压缩机组(3)以及电动水源热泵机组(4)的输出端分别和与供热用户侧(77)相连的用户侧供回水集合管道装置(7)的回水母管(71)相连，且所述的用户侧供回水集合管道装置(7)的供水母管(72)与回灌水管(62)相连通。
【技术特征摘要】
1.一种水热井高功率大温差热力利用机组装置，包括抽水井(56)和回灌井(64)，所述的抽水井(56)内设有潜水水泵组件(5)，所述的潜水水泵组件(5)通过回灌水管(62)和设置在回灌井(64)内的增压回灌稳压装置(6)相连通，其特征在于，所述的回灌水管(62)上依次串联接有直接间壁式换热器(1)、高温蒸汽电动压缩机组(2)、低温蒸汽电动压缩机组(3)以及电动水源热泵机组(4)，且所述的直接间壁式换热器(1)、高温蒸汽电动压缩机组(2)、低温蒸汽电动压缩机组(3)以及电动水源热泵机组(4)的输出端分别和与供热用户侧(77)相连的用户侧供回水集合管道装置(7)的回水母管(71)相连，且所述的用户侧供回水集合管道装置(7)的供水母管(72)与回灌水管(62)相连通。2.根据权利要求1所述的水热井高功率大温差热力利用机组装置，其特征在于，所述的直接间壁式换热器(1)为板式可拆式换热器结构，且所述的直接间壁式换热器(1)一次侧的进口管接口和出口管接口分别与回灌水管(62)相连，且所述的直接间壁式换热器(1)二次侧的进口管接口与供水母管(72)相连，出口管接口和回水母管(71)相连。3.根据权利要求1所述的水热井高功率大温差热力利用机组装置，其特征在于，所述的高温蒸汽电动压缩机组(2)包括与回灌水管(62)相连的第一蒸发器(21)，所述的第一蒸发器(21)通过蒸汽导入结构和抽水井(56)相连，所述的第一蒸发器(21)通过第一电动蒸汽压缩机(22)与第一冷凝器(23)一侧相连，且所述的第一冷凝器(23)一侧还与回灌水管(62)相连，且所述的第一冷凝器(23)另一侧分别和回水母管(71)与供水母管(72)相连。4.根据权利要求3所述的水热井高功率大温差热力利用机组装置，其特征在于，所述的第一蒸发器(21)通过第一过滤器(28)和设置在回灌水管(62)上的冷凝水泵(24)相连，且所述的第一蒸发器(21)连接有第一蒸发器排污管(27)和排气阀(25)。5.根据权利要求3所述的水热井高功率大温差热力利用机组装置，其特征在于，所述的潜水水泵组件(5)包括设置在抽水井(56)内的潜水井泵(51)，且所述的潜水井泵(51)通过泵管(52)和回灌水管(62)相连通...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏惊涛，金磊，范斌，代伯清，石磊，陈雷娟，李春强，王严禹，程孟希，
申请(专利权)人：浙江陆博环境设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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