[发明专利]一种中低温增强型地热复合热泵系统

说明书

本发明公开了一种中低温增强型地热复合热泵系统，该系统包括地下EGS热交换装置、板式热交换器组、高压装置和末端加热装置。其中的EGS装置部分包括：循环泵、注入井、热储层和生产井；板式热交换器组主要由板式热交换群组成；高压装置包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀；末端加热装置根据热量使用采取不同设备。本系统主要由循环泵将传热介质由循环泵压入注入目标深度，使用增产技术建立热储层，通过新建裂缝或者裂缝网络钻探生产井，传热介质由生产井排出后经由地面板式热交换器组将热量传递至高压装置，热量由蒸发器和压缩机通过冷凝器传递至末端加热装置。本系统具有换热效率高，持续性强，运行耗能低，可靠性好等特点。

技术领域

本发明涉及热交换系统领域，特别是涉及一种中低温增强型地热复合热泵系统。

背景技术

传统的三大能源——煤炭、石油和天然气，随着开采工艺和使用需求的不断提高，剩余储量不断减少，因此采用新型能源来代替传统三大能源是未来的重要选择。而地热能则是在当前技术条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源，其能量主要来自于太阳的热辐射与地球阶梯增温。采集利用地热能为建筑物供暖，比常规的供暖技术节能50％到60％，运行费用降低约30％到40％。

传统的地源热泵主要采用埋地竖直或者水平管道作为热源，循环水通过管壁与周围土壤进行热量交换，换热面积小，换热效率较低，可靠性较低。因此，需要一种新型的增强型复合热泵提高对地热能的换热效率，实现对地热能的持续高效利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种中低温增强型地热复合热泵系统，以实现提高对地热能的换热效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种中低温增强型地热复合热泵系统，所述热泵系统包括：地下EGS热交换装置、板式热交换器组、高压装置和末端加热装置；

所述地下EGS热交换装置的输出端口和输入端口分别与板式热交换器组的热侧入口和热侧出口连通，所述地下EGS热交换装置用于将已经获取地热能的传热介质压入所述板式热交换器组；

所述板式热交换器组的冷侧出口和冷侧入口分别与所述高压装置的循环管路入口和出口连通，所述板式热交换器组用于将板式热交换器组中的传热介质的热量传递至所述高压装置的循环管路中的制冷剂；

所述高压装置的冷凝器的冷侧出口和冷侧入口分别与末端加热装置的入口和出口连通，用于将制冷剂中的热量传输至末端加热装置。

可选地，所述地下EGS热交换装置包括循环泵、注入井、热储层和生产井；

所述热储层设置在所述注入井和所述生产井之间，所述注入井通过隔热导管与热储层的裂隙网通道连通，所述注入井通过隔热导管将传热介质传输至所述热储层的裂隙网通道，所述传热介质通过所述裂隙网通道流入所述生产井；

所述传热介质流经所述裂隙网通道的过程中吸收热储层的热量，成为已经获取地热能的传热介质；

所述循环泵的入口通过隔热导管与生产井连接，所述循环泵的出口作为EGS热交换装置的输出端口，通过隔热导管与所述板式热交换器组的热侧入口连通，所述板式热交换器组的热侧出口通过隔热导管与注入井连通，所述循环泵用于将生产井中已经获取地热能的传热介质传输至板式热交换器组。

可选地，所述板式热交换器组包括多个板式热交换器；

多个板式热交换器中的第1个板式热交换器的热侧入口和冷侧入口分别作为所述板式热交换器组的热侧入口和冷侧入口；

多个板式热交换器中的第N个板式热交换器的热侧出口和冷侧出口分别作为所述板式热交换器组的热侧出口和冷侧出口；