一种热电厂余热跨季储能供热系统的制作方法

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1.本实用新型为土壤跨季节储能领域，特别是一种热电厂余热跨季储能供热系统。

背景技术：

2.土壤储热系统，具有储热能力大、热损失较小的优点，它可以将所获得的热量储存在地下土壤中，在需要的时候释放，解决由于时间、空间或强度上的热能供给与需求间不匹配所带来的问题，被认为是跨季度长期储热的最有前途的方式之一。但由于地热井占地面积大、投资高等原因，导致当前的土壤储热均为小规模应用，无法进行大规模的集储热，同时因储热井身结构及土壤导热特性的原因，储热取热速率比较缓慢，无法与供热特性相吻合。
3.夏季在工业生产过程中有大量的热能直接排空，未能有效利用，可通过建设大规模集化浅层地热井(深度小于300米)，利用地下换热装置，将大量热能储存至土壤中。冬季时通过热泵或其他方式提取地下储存的热量，通过升温后并入热网中，满足居民的供热需求。同时，为实现大规模、高效率、低热损的土壤跨季节储能系统，可通过对土壤地埋管进行管路排列和连接的方式，实现对储热、取热的优化。
4.现有技术的缺陷和不足：
5.(1)占地面积大，储热井中心间距一般在4-5米，用地成本较高；
6.(2)储热间距大、排布方式不合理，储热井很难形成高温，储热规模小，热量损失也较大；
7.(3)传统的地热井平均换热温差、平均换热效率较低，维护运营成本较高。
8.因鉴于此，特提出此实用新型。

技术实现要素：

9.本实用新型的目的是提供一种热电厂余热跨季储能供热系统。
10.本实用新型为达到上述目的，具体通过以下技术方案得以实现的：
11.一种热电厂余热跨季储能供热系统，其构成包括地热井水平管路，所述地热井水平管路由分区管路a、分区管路b、分区管路c、分区管路d、主管弯头、管接头和主供回管路组成；各分区管路通过主管弯头、管接头与主供回管路并联；主供回管路由主供水管和主回水管组成；
12.分区管路a、b、c、d均包括井中心、区供回管路和数量至少1套的支供回管路，支供回管路与区供回管路并联，构成井中心的管井串接在支供回管路上；
13.所述地热井水平管路埋藏于地热井的土壤中，通过水泵与泵回流管和热泵相互连通后形成一套热电厂余热跨季储能供热系统。
14.进一步限定，所述主供水管和主回水管采用同程并行排布方式，热泵与主供水管连通串接，热泵、泵回流管、水泵及主回水管相互连通。
15.进一步限定，所述每个分区管路的井中心在中心区域由7个管井通过等距交错、
相互交叉的排列方式组成正六边形结构，7个管井分别位于正六边形的中心和顶点位置，正六边形的边长不大于3.5m。
16.优选的，7个管井分别位于7条独立支供回管路的末端。
17.优选的，每条支供回管路上连接的管井个数不大于4。
18.进一步限定，该系统以满足供热要求的45-55℃热水为载热介质，载热介质经主供水管进入各区供回管路、支供回管路、流入管井取热后通过主回水管回流至水泵，当取热温度较低时，载热介质由水泵、泵回流管流出并进入热泵，通过热泵提温至45-55℃可进行供热；当取热温度较高时，直接进行供热。
19.与现有技术相比，本发明的技术方案达到的技术效果：
20.(1)通过地热井排布方式的优化，减少热井占地面积，为大规模的集化储热奠定了基础，实现了热量的大规模跨季储存、利用；
21.(2)优化储热、取热过程，储热时优先将热量储存在地埋管中心，并且循环水的流动方向为由内向外，提高储热效率，从而储热结束时形成中间温度高，周围温度低的阶梯式土壤温度场，减小热量的损失；
22.(3)为获得更高的换热温差，从地埋管中心取热时循环水的流向与储热时相反，而当换热温差足够大能满足直接供热需求时，利用该部分热量直接供热，此时系统的耗功量全部来自于水泵，与启用热泵机组相比能耗大大减小。只有当地埋管的供热能力不足时才开启热泵，此时虽然热泵的效率比一开始就启用热泵时的效率低，但如果能够直接供热，整体的系统将大大提高。
附图说明
23.图1本实用新型的井中心布局结构示意图；
24.图2本实用新型的地热井水平管路结构连接示意图。
25.图中：1、分区管路a；2、分区管路b；3、分区管路c；4、分区管路d；5、主管弯头；6、管接头；7、管井；60、主供回管路；61、主供水管；62、主回水管；70、区供回管路；80、支供回管路；100、地热井水平管路；200、井中心；400、地热井；501、水泵；502、泵回流管；503、热泵。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.实施例一
28.如图1-2所示，本实用新型的一种热电厂余热跨季储能供热系统，其构成包括地热井水平管路100由分区管路a1、分区管路b2、分区管路c3、分区管路d4、主管弯头5、管接头6和主供回管路60组成；各分区管路通过主管弯头5、管接头6与主供回管路60并联；主供回管路60由主供水管61和主回水管62组成；
29.分区管路a1、b2、c3、d4均包括井中心200、区供回管路70和数量至少1套的支供
回管路80，支供回管路80与区供回管路70并联，构成井中心200的管井7串接在支供回管路80上；
30.地热井水平管路100埋藏于地热井400的土壤中，通过水泵501与泵回流管502和热泵503相互连通后形成一套热电厂余热跨季储能供热系统。
31.主供水管61和主回水管62采用同程并行排布方式，热泵503与主供水管61相互连通，热泵503、泵回流管502、水泵501及主回水管62相互连通。
32.每个分区管路的井中心200在中心区域由7个管井7通过等距交错、相互交叉的排列方式组成正六边形结构，7个管井7分别位于正六边形的中心和顶点位置，正六边形的边长不大于3.5m。其中7个管井7分别位于7条独立支供回管路80的末端；每条支供回管路80上连接的管井7个数不大于4。
33.该系统以满足供热要求的45-55℃热水为载热介质，载热介质经主供水管61进入各区供回管路70、支供回管路80、流入管井7取热后通过主回水管62回流至水泵501，当取热温度较低时，载热介质由水泵501、泵回流管502流出并进入热泵503，通过热泵503提温至45-55℃可进行供热；当取热温度较高时，直接进行供热。
34.通过载热介质为45-55℃热水的流动与循环，主60、分区70和支供回管路80间串、并联的灵活连接；同时配套主供回管路60同程并行的布置方式，将系统平均换热温差、平均换热效率大大提高，能够满足不同工况下的存、取热需求，便于形成中间温度高，周围温度低的阶梯式土壤温度场。
35.本实用新型通过浅层地热井400(深度小于300米)的集化、高密度布局，对连接方式、蓄热、取热方式的优化，土壤温度场更加容易实现热量的堆积，取热过程更加契合北方的供热特性；配合热泵机组，可应用于夏季有热能直接排空，未能有效利用，且冬季热源不足、集中供热管网无法覆盖的郊区住宅、商业等建筑的供热。
36.本实用新型中的具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：

1.一种热电厂余热跨季储能供热系统，其特征在于，其构成包括地热井水平管路(100)，所述地热井水平管路由分区管路a(1)、分区管路b(2)、分区管路c(3)、分区管路d(4)、主管弯头(5)、管接头(6)和主供回管路(60)组成；各分区管路通过主管弯头、管接头与主供回管路并联；主供回管路由主供水管(61)和主回水管(62)组成；分区管路a、b、c、d均包括井中心(200)、区供回管路(70)和数量至少1套的支供回管路(80)，支供回管路与区供回管路并联，构成井中心的管井(7)串接在支供回管路上；所述地热井水平管路埋藏于地热井(400)的土壤中，通过水泵(501)与泵回流管(502)和热泵(503)相互连通后形成一套热电厂余热跨季储能供热系统。2.根据权利要求1所述的热电厂余热跨季储能供热系统，其特征在于，所述主供水管和主回水管采用同程并行排布方式，热泵与主供水管相互连通，热泵、泵回流管、水泵及主回水管相互连通。3.根据权利要求1所述的热电厂余热跨季储能供热系统，其特征在于，所述每个分区管路的井中心在中心区域由7个管井通过等距交错、相互交叉的排列方式组成正六边形结构，7个管井分别位于正六边形的中心和顶点位置，正六边形的边长不大于3.5m。4.根据权利要求3所述的热电厂余热跨季储能供热系统，其特征在于，7个管井分别位于7条独立支供回管路的末端。5.根据权利要求1、3或4所述的热电厂余热跨季储能供热系统，其特征在于，每条支供回管路上连接的管井个数不大于4。6.据权利要求1所述的热电厂余热跨季储能供热系统，其特征在于，该系统以满足供热要求的45-55℃热水为载热介质，载热介质经主供水管进入各区供回管路、支供回管路、流入管井取热后通过主回水管回流至水泵，当取热温度较低时，载热介质由水泵、泵回流管流出并进入热泵，通过热泵提温至45-55℃可进行供热；当取热温度较高时，直接进行供热。

技术总结

本实用新型公开了一种热电厂余热跨季储能供热系统，其构成包括地热井水平管路由分区管路A、分区管路B、分区管路C、分区管路D、主管弯头、管接头和主供回管路组成；各分区管路通过主管弯头、管接头与主供回管路并联；均包括井、区供回管路和数量至少1套的支供回管路，支供回管路与区供回管路并联，构成井的管井串接在支供回管路上；其管路埋藏于地热井的土壤中，和水泵、泵回流管和热泵相互连通后形成一套供热系统。通过载热介质为45-55℃热水的流动与循环，主、分区和支供回管路间串、并联的灵活连接；同时配套主供回管路同程并行的布置方式，将系统平均换热温差、平均换热效率大大提高，容易实现热量的堆积，满足供热的要求。满足供热的要求。满足供热的要求。