阅读说明：本技术 一种负压蒸汽中深层地热与太阳能互补四联供装置 (Negative pressure steam middle-deep geothermal and solar complementary quadruple supply device ) 是由 孙铁柱 于 2020-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明适用于中深层地热能利用与太阳能利用技术领域,提供了一种负压蒸汽中深层地热与太阳能互补四联供装置,主要包括太阳能集热器a、太阳能集热器b、介质泵a、介质泵b、汽液换热器、循环水泵、抽真空机和地下管道,当太阳能丰富时,采用太阳能进行集热供暖,发电等,此时地下管道周围的热量进行集热补充,使之前衰减的热量进行恢复,当太阳能集热管道系统和地热能集热管道系统压力达不到负压要求时,通过抽真空机进行抽真空,保证系统产生稳定的负压,并利用介质潜热去进行热交换,减小液体流量,从而减小了循环水泵能耗和管道管径,节约了投资成本。(The invention is suitable for the technical field of middle-deep geothermal energy utilization and solar energy utilization, and provides a negative pressure steam middle-deep geothermal energy and solar energy complementary quadruple supply device which mainly comprises a solar heat collector a, a solar heat collector b, a medium pump a, a medium pump b, a vapor-liquid heat exchanger, a circulating water pump, a vacuumizing machine and an underground pipeline, when the solar energy is rich, the solar energy is adopted for heat collection and heating, power generation and the like, at the moment, the heat around the underground pipeline is subjected to heat collection and supplement, so that the previously attenuated heat is recovered, when the pressure of the solar heat collecting pipeline system and the geothermal energy heat collecting pipeline system does not meet the negative pressure requirement, the vacuum-pumping machine is used for vacuumizing, so that the system is ensured to generate stable negative pressure, latent heat of a medium is utilized for heat exchange, the liquid flow is reduced, the energy consumption of the circulating water pump and the pipe diameter of the pipeline are reduced, and the investment cost is saved.)

一种负压蒸汽中深层地热与太阳能互补四联供装置

技术领域

本发明属于中深层地热能利用与太阳能利用技术领域，尤其涉及一种负压蒸汽中深层地热与太阳能互补四联供装置。

背景技术

在社会发展中，环境问题不断突出，非可再生能源逐渐减少，为了缓解能源危机，人类在不断开发新能源，作为清洁的可再生能源中深层地热能，不断得到国家重视。

目前利用中深层地热技术，都是直井技术，其换热面积有限，而且与地下进行换热的介质仅仅是显热换热，致使管径大，初投资高。

发明内容

本发明提供一种负压蒸汽中深层地热与太阳能互补四联供装置，旨在解决目前利用中深层地热技术，都是直井技术，其换热面积有限，而且与地下进行换热的介质仅仅是显热换热，致使管径大，初投资高的问题。

本发明是这样实现的，一种负压蒸汽中深层地热与太阳能互补四联供装置，包括太阳能利用系统和中深层地热利用系统，主要包括太阳能集热器a、太阳能集热器b、介质泵a、介质泵b、汽液换热器、循环水泵、抽真空机和地下管道，所述太阳能集热器a、太阳能集热器b通过管道与所述介质泵a和所述介质泵b连接，所述汽液换热器位于介质泵a、介质泵b的右侧，并通过管道与所述介质泵a和所述介质泵b相连通，所述循环水泵与所述气液换热器相连通，所述抽真空机的数量为多个，多个所述抽真空机分别设于所述太阳能集热器a、太阳能集热器b和所述地下管道上。

优选的，所述太阳能利用系统和中深层地热系统管道内采用负压，利用介质潜热去进行热交换，减小液体流量。

优选的，所述地下管道包括保温段a、保温段b、换热段a、换热段b、固定端a、固定端b，所述保温段a、保温段b与所述介质泵a和所述介质泵b连接，所述换热段a、换热段b覆盖与所述地下管道的外表面，所述固定端a、固定端b分别与所述地下管道的两端固定连接。

优选的，所述地下管道内部结构包括套管a、套管b、液体回流腔体a、液体回流腔体b、蒸汽上流腔体a、蒸汽上流腔体b、所述套管a、套管b分别与所述介质泵a和所述介质泵b连接，所述回流腔体a和液体回流腔体b开设于所述蒸汽上流腔体a和蒸汽上流腔体b内侧。

优选的，所述太阳能集热器a、太阳能集热器b进出水管道上分别设置有阀门g、阀门h、阀门j、阀门k。

优选的，所述地热集热管道系统进出水管道上分别设置有阀门e、阀门f、阀门L、阀门m。

优选的，所述汽液换热器位于所述介质泵a和所述介质泵b与所述循环水泵之间，用于对管道内部的流体进行换热。

优选的，所述抽真空机用于为太阳能集热系统和地热集热管道系统抽真空。

优选的，所述换热段a和换热段b向水平布置延伸与套管a，套管b成倒T型。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种负压蒸汽中深层地热与太阳能互补四联供装置，通过设置太阳能集热器a、太阳能集热器b、汽液换热器、循环水泵、抽真空机和地下管道，当太阳能丰富时，采用太阳能进行集热供暖，发电等，此时地下管道周围的热量进行集热补充，使之前衰减的热量进行恢复，当太阳能集热管道系统和地热能集热管道系统压力达不到负压要求时，通过抽真空机进行抽真空，保证系统产生稳定的负压，并利用介质潜热去进行热交换，减小液体流量，从而减小了循环水泵能耗和管道管径，节约了投资成本。

附图说明

图1为本发明的整体示意图；

图2为本发明中的太阳能利用系统结构示意图；

图3为本发明中的中深层地热利用系统结构示意图；

图中：1、太阳能集热器a；2、太阳能集热器b；3、介质泵a；4、介质泵b；5、汽液换热器；6、循环水泵；7、用户；8、套管a；9、套管b；10、液体回流腔体a；11、液体回流腔体b；12、蒸汽回流腔体a；13、蒸汽回流腔体b；14、保温段a；15、保温段b；16、换热段a；17、换热段b；18、固定端a；19、固定端b；20、ORC发电机组；21、吸收式制冷机组；22、用户生活热水；23、供暖生活热水循环水泵；24、阀门a；25、阀门b；26、阀门c；27、阀门d；28、阀门e；29、阀门f；30、阀门g；31、阀门h；32、阀门j；33、阀门k；34、阀门L；35、阀门m；36、抽真空机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种负压蒸汽中深层地热与太阳能互补四联供装置，包括太阳能利用系统和中深层地热利用系统，主要包括太阳能集热器a1、太阳能集热器b2、介质泵a3、介质泵b4、汽液换热器5、循环水泵6、抽真空机36和地下管道，太阳能集热器a1、太阳能集热器b2通过管道与介质泵a3和介质泵b4连接，汽液换热器5位于介质泵a3、介质泵b4的右侧，并通过管道与介质泵a3和介质泵b4相连通，循环水泵6与气液换热器5相连通，抽真空机36的数量为多个，多个抽真空机36分别设于太阳能集热器a1、太阳能集热器b2和地下管道上。

在本实施方式中，地下管道采用对称结构和双倒T型结构，左右分别打一定长度的水平井来增加换热面积，增加单井吸热输热量，在太阳能丰富时，采用太阳能进行集热供暖，发电，供生活热水，供冷等，此时可以让换热段a16换热段b17周围的热量进行集热补充，使之前衰减的热量进行恢复，在太阳能集热管道系统和地热能集热管道系统压力达不到负压要求时，需要抽真空机36进行抽真空，保证系统具有压力稳定的负压系统，从而使介质潜热进行热交换，减小了液体流量，缩小了管径，从而降低初始成本。

在本实施方式中，使用时，地下管道根据温度需要利用抽真空机36抽成需要的负压值，比如根据勘探可以提取90度，介质如果用水，系统压力为0.07MPa。太阳能集热系统一样如此；地热能提取循环，从汽液换热器5冷凝回来的液态介质分别在介质泵a3和介质泵b4的作用下，经液体回流腔体a10和液体回流腔体b11，进入换热段a16和换热段b17进行换热，液态介质吸热后温度升高，变成蒸汽，经由蒸汽上流腔体a12和蒸汽上流腔体b13进入输送管道，进到汽液换热器5与用户7的水进行换热，冷凝后再进入地下管道进行换热，以此循环；为了解决地热能热量抽取太快，地下热能得不到及时补充，缓冲地热能的温度回升，增加了太阳能集热系统，其在太阳光充足时进行运行，其流程为：从汽液换热器5冷凝回来的液态介质分别在介质泵a3和介质泵b4的作用下，经过管道分别进入太阳能集热器a1和太阳能集热器b2吸收太阳能热量，变成蒸汽，然后经过管道进到汽液换热器5与用户7的水进行换热，冷凝后再进入太阳能集热器，以此循环；发电循环：从ORC发电机组20出来的水进入汽液换热器5，进行吸热换热温度升高到80度以上，然后在循环水泵6的作用下进入ORC发电机组20加热ORC发电机组20，推动ORC发电机组20发电，经过换热后的热水再回到汽液换热器5，依次循环；从吸收式制冷机组21出来的水进入汽液换热器5，进行吸热换热温度升高到80度以上，然后在循环水泵6的作用下进入吸收式制冷机组21，推动机组内部循环进行制冷，经过换热后的热水再回到汽液换热器5，依次循环，供暖及生活热水循环：从供暖用户回来的热水及自来水的补水进入汽液换热器5，进行吸热换热温度升高到供暖要求温度比如40度，然后在供暖生活热水循环水泵23的作用下送到用户7供生活热水和供暖用。

进一步的，太阳能利用系统和中深层地热系统管道内采用负压，利用介质潜热去进行热交换，减小液体流量。

在本实施方式中，将太阳能利用系统和中深层地热系统管道内采用负压，能够利用介质潜热去进行热交换，减小液体流量，从而减小了循环水泵6能耗和管道管径节约投资成本。

进一步的，地下管道包括保温段a14、保温段b15、换热段a16、换热段b17、固定端a18、固定端b19，保温段a14、保温段b15与介质泵a3和介质泵b4连接，换热段a16、换热段b17覆盖与地下管道的外表面，固定端a18、固定端b19分别与地下管道的两端固定连接。

在本实施方式中，在地下管管道设置保温段a14、保温段b15，用于对地下管道内部的流体进行保温，设置换热段a16、换热段b17，用于对地下管道内部的流体进行换热，设置固定端a18、固定端b19用于将地下管道的两端进行固定。

进一步的，地下管道内部结构包括套管a8、套管b9、液体回流腔体a10、液体回流腔体b11、蒸汽上流腔体a12、蒸汽上流腔体b13、套管a8、套管b9分别与介质泵a3和介质泵b4连接，回流腔体a10和液体回流腔体b11开设于蒸汽上流腔体a12和蒸汽上流腔体b13内侧。

在本实施方式中，设置套管a8、套管b9，用于保护和支撑地下管道，避免地下管道受到外界压力过大，导致地下管道损坏，设置液体回流腔体a10、液体回流腔体b11、蒸汽上流腔体a12、蒸汽上流腔体b13，使液体回流腔体a10，液体回流腔体b11与蒸汽上流腔体a12和蒸汽上流腔体b13之间能够进行换热。

进一步的，太阳能集热器a1、太阳能集热器b2进出水管道上分别设置有阀门g30、阀门h31、阀门j32、阀门k33。

在本实施方式中，在太阳能集热器a1、太阳能集热器b2进出水管道上设置多个阀门，用于控制太阳能集热器a1、太阳能集热器内部的流体的流通状况。

进一步的，地热集热管道系统进出水管道上分别设置有阀门e28、阀门f29、阀门L34、阀门m35。

在本实施方式中，在地热集热管道系统进出水管道上分别设置有阀门e28、阀门f29、阀门L34、阀门m35，用于控制地热集热管道系统进出水管道内部流体的流通状况。

进一步的，汽液换热器5位于介质泵a3和介质泵b4与循环水泵6之间，用于对管道内部的流体进行换热。

在本实施方式中，设置汽液换热器5，使地下管道内部的流体能够通过气-液转环，进行热量的转换。

进一步的，抽真空机36用于为太阳能集热系统和地热集热管道系统抽真空。

在本实施方式中，抽真空机36为太阳能集热系统和地热集热管道系统抽真空用，用于使系统保持要求的负压，从而利用介质潜热去进行热交换，减小液体流量，减小了循环水泵能耗和管道管径节约投资成本。

进一步的，换热段a16和换热段b17向水平布置延伸与套管a8，套管b9成倒T型。

在本实施方式中，将换热段a16和换热段b17向水平布置延伸与套管a8，套管b9成倒T型，便于进行热量交换，换热段a16和换热段b17的长度可延伸，可以适应不同的地形，使用户7使用更加方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。