一种调节土壤温度场平衡的太阳能原油加热复合系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种调节土壤温度场平衡的太阳能原油加热复合系统及方法，包括有套管式太阳能石油加热器、高效蓄热分层油箱、多级两相分离器、换热器、水油复合埋管系统和地源热泵机组。使用高效分层油箱，通过特殊设计的进油和出油管，可减少不同温度层间的干扰和混合，较好实现油的分层，增大油箱的有效蓄热容量，并采用水油复合埋管系统，使用螺旋油管增大与周围环境的接触面积，提高换热效率，在保证供热的同时缓解土壤温度场的变化。本发明专利技术充分利用太阳能光热技术，一则可以进行原油加热从而进行油气分离；二则为建筑供热；三则修复土壤因采暖造成的温度衰减，与地源热泵系统达到了高度的协调，使地源效率及功能得到了最大的提高。的提高。的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种调节土壤温度场平衡的太阳能原油加热复合系统及方法


[0001]本专利技术属于太阳能领域，具体涉及一种调节土壤温度场平衡的太阳能原油加热复合系统及方法。

技术介绍

[0002]地源热泵系统在运行过程中能源消耗大，土壤温度恢复慢，太阳能集热系统存在能流密度低，具有间歇性和不可靠性，而地源热泵系统本身也存在技术性的局限，通过耦合控制将两者结合起来，可以提高资源利用率。
[0003]地热能作为一种绿色低碳的可再生能源,具有储量大分布广清洁稳定的特点。针对使用传统能源供暖会造成环境污染问题,提出了采用地源热泵技术实现季节供能。地源热泵作为一种新型可持续利用的技术，具有广阔的应用前景。但由于长时间取热导致对土壤温度的采补达不到平衡,会造成土壤温度场的热失衡,长此以往不利于地源热泵系统的运行。
[0004]为实现土壤温度场的采补平衡，提出了太阳能耦合地源热泵系统的解决思路。地源热泵系统在运行过程中能源消耗大，土壤温度恢复慢，太阳能集热系统存在能流密度低，具有间歇性和不可靠性，而地源热泵系统本身也存在技术性的局限，通过耦合控制将两者结合起来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调节土壤温度场平衡的太阳能原油加热复合系统，其特征在于，包括套管式太阳能石油加热器(1)、高效蓄热分层油箱(3)、多级两相分离器(4)、集气装置(5)、集油装置(6)、换热器(7)、末端用户(9)、地源热泵机组(10)、地埋水管(11)和地埋油管(12)；所述的套管式太阳能石油加热器(1)的热油出口通过管道连接第一温控三通阀(2)，第一温控三通阀(2)的另外两个管路分别连接高效蓄热分层油箱(3)的热油入口(3
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1)和地埋油管(12)入口，地埋油管(12)出口与套管式太阳能石油加热器(1)的冷油入口相连；第一温控三通阀(2)用于判断来自套管式太阳能石油加热器(1)的原油的温度，当油温达到高效蓄热分层油箱(3)的温度下限时，第一温控三通阀(2)控制原油进入高效蓄热分层油箱(3)，当油温没有达到高效蓄热分层油箱(3)的温度下限时，第一温控三通阀(2)控制原油输送至地埋油管(12)；高效蓄热分层油箱(3)的热油出口(3
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4)与多级两相分离器(4)的进油口(4
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3)相连，多级两相分离器(4)的顶部设置集气装置(5)，多级两相分离器(4)的出油口(4
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9)与换热器(7)的热油入口相连，换热器(7)的冷油出口与集油装置(6)相连；末端用户(9)的冷水出口分别与换热器(7)的冷水入口、地源热泵机组(10)的冷水入口相连；一方面，冷水在换热器(7)中与热的原油换热变为热水，换热器(7)的热水出口通过管路与第二温控三通阀(13)相连，第二温控三通阀(13)的另外两个管路分别与末端用户(9)热水入口、地埋水管(11)入口相连；第二温控三通阀(13)用于判断来自换热器(7)的水温，当水温达到末端用户(9)的温度下限时，第二温控三通阀(13)控制热水通向末端用户(9)的热水入口；当水温没有达到末端用户(9)的温度下限时，第二温控三通阀(13)控制热水与地埋水管(11)相连；另一方面，末端用户(9)的冷水出口经过地源热泵机组(10)后与地埋水管(11)入口相连，经过换热后，循环至地源热泵机组(10)，经地源热泵机组(10)加热至用户用水温度需求时，通向末端用户(9)。2.根据权利要求1所述的一种调节土壤温度场平衡的太阳能原油加热复合系统，其特征在于，所述的高效蓄热分层油箱(3)内水平平行设置温度隔板(3
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5)，温度隔板(3
‑
5)上设有隔板开孔(3
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6)，高效蓄热分层油箱(3)的热油入口(3
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1)连接的内部油管从上往下穿过温度隔板(3
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5)，且在每层温度隔板(3
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5)中开设一个分层入口(3
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8)，加热后的原油通过分层入口(3
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8)流入高效蓄热分层油箱(3)中，热油入口(3
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1)处设置温度传感器及温控开关，使得不同温度的原油流入不同分层，最上层的原油温度最高；高效蓄热分层油箱(3)的底层相对设置水平多孔油管(3
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9)和冷油入口(3
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7)，水平多孔油管(3
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9)与加热环路回油管(3
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3)相连，使得位于高效蓄热分层油箱(3)的低温油流出并循环回至套管式太阳能石油加热器(1)内；多级两相分离器(4)的热油出口(3
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4)设置于最上层温度隔板(3
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5)上方。3.根据权利要求1所述的一种调节土壤温度场平衡的太阳能原油加热复合系统，其特征在于，所述的多级两相分离器(4)上部设置进油口(4
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3)，进油口(4
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3)延伸的管路下设置螺旋导流叶片(4
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8)，螺旋导流叶片(4
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8)的末端处从上往下依次设置初级滤芯(4
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2)和次级滤芯(4
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1)，次级滤芯(4
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1)的下方为空腔，空腔与多级两相分离器(4)外部通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海飞，李旭磊，顾宇波，王若彤，于海龙，孙运兰，刘恩海，朱宝忠，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
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