一种用于干热井的二氧化碳热泵系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于干热井的二氧化碳热泵系统，包括高效二氧化碳井下换热器、过滤器、二氧化碳跨临界压缩机、二氧化碳‑水换热器、高效油分离器以及干燥过滤器，在外界土壤制有干热井并埋入高效二氧化碳井下换热器，干热井内填充有回填材料，所述高效二氧化碳井下换热器的输出端依次连通过滤器、二氧化碳跨临界压缩机、高效油分离器、二氧化碳‑水换热器、另一高效油分离器以及干燥过滤器，干燥过滤器的输出端连接高效二氧化碳井下换热器的输入端，从而形成二氧化碳循环回路；其中，二氧化碳‑水换热器安装在室内供暖末端。通过温度较高的土壤换热，降低压缩机压比，减少压缩机做工，提高系统效率，节约能源。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于建筑供暖热泵系统领域，尤其是一种用于干热井的二氧化碳热泵系统。
技术介绍
二氧化碳跨临界热泵技术，主要由跨临界压缩机，膨胀阀，气冷器，蒸发器组成，在跨临界系统中，低压部分，压缩机的吸气压力低于临界压力，蒸发温度也低于临界温度，循环的吸热过程仍在亚临界条件下进行，换热过程主要是依靠潜热来完成。但是压缩机的排气压力高于临界压力，在超临界区域，没有相变，压力和温度是各自独立的参数，克服了亚临界循环受环境影响的限制。所以，CO2跨临界制冷循环具有在一定范围内可连续调节冷量的优点，受环境影响不大。这一技术主要应用于室内供暖制冷领域。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种利用二氧化碳跨临界热泵技术提出一种方便舒适，高效节能的建筑供暖系统。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种用于干热井的二氧化碳热泵系统，其特征在于：包括高效二氧化碳井下换热器、过滤器、二氧化碳跨临界压缩机、二氧化碳-水换热器、高效油分离器以及干燥过滤器，在外界土壤制有干热井并埋入高效二氧化碳井下换热器，干热井内填充有回填材料，所述高效二氧化碳井下换热器的输出端依次连通过滤器、二氧化碳跨临界压缩机、高效油分离器、二氧化碳-水换热器、另一高效油分离器以及干燥过滤器，干燥过滤器的输出端连接高效二氧化碳井下换热器的输入端，从而形成二氧化碳循环回路；其中，二氧化碳-水换热器安装在室内供暖末端。而且，在干燥过滤器与高效二氧化碳井下换热器之间的管路上安装有一二氧化碳膨胀阀。而且，所述干热井的深度为1000米-1200米。本技术的优点和积极效果是：1、通过温度较高的土壤换热，降低压缩机压比，减少压缩机做工，提高系统效率，节约能源。2、在冬季较冷的环境下，不受空气影响，可以更稳定的运行。3、使用二氧化碳相变蒸发的形式，提高井下换热器效率，充分利用深层土壤中蕴藏的巨大热量。4、不抽取地下热水，更加环保。5、仅使用数量较少的热干井即可实现大面积供暖，初期投资低。6、热源侧只有二氧化碳与土壤一次换热减少温差换热，更节能。附图说明图1为本技术的结构原理示意图。图中标记代表：高效二氧化碳井下换热器(1)，过滤器(2)，二氧化碳跨临界压缩机(3)，二氧化碳-水换热器(4)，高效油分离器(5)，干燥过滤器(6)二氧化碳膨胀阀(7)，回填材料(8)，外界土壤(9)。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。一种用于干热井的二氧化碳热泵系统，其结构原理如附图所示，包括高效二氧化碳井下换热器1，过滤器2，二氧化碳跨临界压缩机3，二氧化碳-水换热器4，高效油分离器5，干燥过滤器6，二氧化碳膨胀阀7，在外界土壤9制出干热井并埋入高效二氧化碳井下换热器1，干热井内填充有回填材料8，干热井的深度为1000米-1200米；所述高效二氧化碳井下换热器的输出端依次连通过滤器2、二氧化碳跨临界压缩机3、高效油分离器5、二氧化碳-水换热器4、另一高效油分离器以及干燥过滤器6，干燥过滤器的输出端连接高效二氧化碳井下换热器的输入端，从而形成二氧化碳循环回路；其中，二氧化碳-水换热器安装在室内供暖末端，与室内供暖水系统进行换热；在干燥过滤器与高效二氧化碳井下换热器之间的管路上安装有一二氧化碳膨胀阀7便于控制。冬季时，二氧化碳通过二氧化碳跨临界压缩机压缩至12MPa，经过二氧化碳-水换热器换热后，二氧化碳-水换热器出水温度为60℃，提供建筑供暖，另一侧高压降温后的二氧化碳蒸汽通过二氧化碳膨胀阀减压，降压至5MPa，形成二氧化碳不饱和液，进入高效二氧化碳井下换热器，由于重力影响，不饱和的二氧化碳液体进入地下换热器后，沿壁面流入换热器底部，此时二氧化碳蒸发温度为14℃，地下土壤温度较高，二氧化碳遇热蒸发，吸收土壤中的热量，形成过热蒸汽，通过过滤器进入二氧化碳跨临界压缩机完成循环。安装时，首先根据建筑热负荷确定所有部件的大小，然后确定干热井数量，并完成打井，埋入高效二氧化碳井下换热器，以及填充回填材料，接下来将高效二氧化碳井下换热器，过滤器，二氧化碳跨临界压缩机，二氧化碳-水换热器，高效油分离器，干燥过滤器二氧化碳膨胀阀分别按照结构原理示意图的相对位置焊接起来，最后对系统抽真空，充灌二氧化碳，这样就构成完整的干热井的二氧化碳热泵系统。尽管为说明目的公开了本技术的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本技术及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本技术的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于干热井的二氧化碳热泵系统，其特征在于：包括高效二氧化碳井下换热器、过滤器、二氧化碳跨临界压缩机、二氧化碳‑水换热器、高效油分离器以及干燥过滤器，在外界土壤制有干热井并埋入高效二氧化碳井下换热器，干热井内填充有回填材料，所述高效二氧化碳井下换热器的输出端依次连通过滤器、二氧化碳跨临界压缩机、高效油分离器、二氧化碳‑水换热器、另一高效油分离器以及干燥过滤器，干燥过滤器的输出端连接高效二氧化碳井下换热器的输入端，从而形成二氧化碳循环回路；其中，二氧化碳‑水换热器安装在室内供暖末端。

【技术特征摘要】
1.一种用于干热井的二氧化碳热泵系统，其特征在于：包括高效二氧化碳井下换热器、过滤器、二氧化碳跨临界压缩机、二氧化碳-水换热器、高效油分离器以及干燥过滤器，在外界土壤制有干热井并埋入高效二氧化碳井下换热器，干热井内填充有回填材料，所述高效二氧化碳井下换热器的输出端依次连通过滤器、二氧化碳跨临界压缩机、高效油分离器、二氧化碳-水换热器、另一高效油分离器以及干燥过滤器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆冀升，康喆，
申请(专利权)人：天津霍斯沃明节能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12