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地热供热系统

阅读：11发布：2023-02-01

专利汇可以提供地热供热系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种地热供热系统，包括吸收式热泵、压缩式热泵、一次侧管路、二次侧管路和一次水加热装置，吸收式热泵以一次侧管路内的一次水为驱动热源，且一次侧管路内的一次水加热二次侧管路内的二次水，其中，一次水进入吸收式热泵前在一次水加热装置中被加热且一次水吸收的热量中至少部分为地热水的热量，压缩式热泵用于回收流经吸收式热泵后的一次水的热量。该地热供热系统在降低高品位能源消耗的同时能高效回收利用地热水的热量。，下面是地热供热系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种地热供热系统，其特征在于，包括吸收式热泵(10)、压缩式热泵(20)、一次侧管路(40)、二次侧管路(50)和一次水加热装置，所述吸收式热泵(10)以所述一次侧管路(40)内的一次水为驱动热源，且所述一次侧管路(40)内的一次水加热所述二次侧管路(40)内的二次水，其中，所述一次水进入所述吸收式热泵(10)前在所述一次水加热装置中被加热且所述一次水吸收的热量中至少部分为地热水的热量，所述压缩式热泵(20)用于回收流经所述吸收式热泵(10)后的所述一次水的热量。
2.根据权利要求1所述的地热供热系统，其特征在于，所述地热供热系统还包括第一换热器(30)，所述吸收式热泵(10)包括发生器(11)、吸收式热泵冷凝器(12)、吸收器(13)和吸收式热泵蒸发器(14)，所述压缩式热泵(20)包括压缩式热泵蒸发器(21)和压缩式热泵冷凝器(22)，所述一次侧管路(40)仅与所述发生器(11)和所述吸收式热泵蒸发器(14)中的所述发生器(11)连接，所述一次侧管路(40)沿水流方向顺次串接所述发生器(11)、所述第一换热器(30)、所述压缩式热泵蒸发器(21)和所述一次水加热装置而形成闭合回路。
3.根据权利要求2所述的地热供热系统，其特征在于，所述一次水加热装置包括第二换热器(60)和地热管路(90)，所述地热管路(90)内流通地热水并与所述第二换热器(60)连接，其中，所述一次侧管路(40)沿水流方向顺次串接所述发生器(11)、所述第一换热器(30)、所述压缩式热泵蒸发器(21)和所述第二换热器(60)而形成闭合回路。
4.根据权利要求2所述的地热供热系统，其特征在于，所述一次水加热装置包括第二换热器(60)、地热管路(90)和锅炉(70)，所述地热管路(90)内流通地热水并与所述第二换热器(60)连接，其中，所述一次侧管路(40)沿水流方向顺次串接所述发生器(11)、所述第一换热器(30)、所述压缩式热泵蒸发器(21)、所述第二换热器(60)和所述锅炉(70)而形成闭合回路。
5.根据权利要求2所述的地热供热系统，其特征在于，所述二次侧管路(50)内的部分二次水流经所述吸收式热泵蒸发器(10)。
6.根据权利要求5所述的复合型热泵机组，其特征在于，流经所述吸收式热泵蒸发器(10)的所述部分二次水再流经所述第一换热器(30)。
7.根据权利要求2所述的复合型热泵机组，其特征在于，所述二次侧管路(50)内的至少部分二次水流经所述压缩式制冷机冷凝器(22)。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的地热供热系统，其特征在于，所述二次侧管路(50)包括第一支管(51)，所述第一支管(51)沿水流方向顺次串接所述吸收器(13)和所述吸收式热泵冷凝器(12)。
9.根据权利要求8所述的地热供热系统，其特征在于，所述二次侧管路(50)还包括第二支管(52)，所述第二支管(52)的第一端与位于所述吸收器(13)的二次水进口端的所述第一支管(51)的第一端连接，所述第二支管(52)沿水流方向顺次串接所述吸收式热泵蒸发器(14)和所述第一换热器(30)。
10.根据权利要求9所述的地热供热系统，其特征在于，所述二次侧管路(50)还包括第三支管(53)，所述第三支管(53)的第一端与位于所述吸收器(13)的二次水进口端的所述第一支管(51)的第一端连接，所述第三支管(53)上连接有所述压缩式热泵冷凝器(22)。
11.根据权利要求10所述的地热供热系统，其特征在于，所述第一换热器(30)包括第一级换热器(31)和第二级换热器(32)，所述一次侧管路(40)沿水流方向顺次串接所述发生器(11)、所述第一级换热器(31)、所述第二级换热器(32)、所述压缩式热泵蒸发器(21)和所述一次水加热装置而形成闭合回路，所述二次侧管路(50)还包括直联支管(54)，所述直联支管(54)的第一端与位于所述压缩式热泵冷凝器(22)的二次水进口端的所述第三支管(53)连接，所述直联支管(54)的第二端与位于所述第一级换热器(31)和所述第二级换热器(32)之间的所述第二支管(52)连接。
12.根据权利要求10所述的地热供热系统，其特征在于，位于所述吸收式热泵冷凝器(12)的二次水出口端的所述第一支管(51)的第二端分别与位于所述第一换热器(30)的二次水出口端的所述第二支管(52)的第二端和位于所述压缩式热泵冷凝器(22)的二次水出口端的所述第三支管(53)的第二端连接。
13.根据权利要求9所述的地热供热系统，其特征在于，沿水流方向所述二次侧管路(50)上先连接有所述压缩式热泵冷凝器(22)后再分支为所述第一支管(51)和第二支管(52)。
14.根据权利要求13所述的地热供热系统，其特征在于，所述第一换热器(30)包括第一级换热器(31)和第二级换热器(32)，所述一次侧管路(40)沿水流方向顺次串接所述发生器(11)、所述第一级换热器(31)、所述第二级换热器(32)、所述压缩式热泵蒸发器(21)和所述一次水加热装置而形成闭合回路，所述二次侧管路(50)还包括直联支管(54)，所述直联支管(54)的第一端与位于所述压缩式热泵冷凝器(22)的二次水出口端的所述二次侧管路(50)连接，所述直联支管(54)的第二端与位于所述第一级换热器(31)和第二级换热器(32)之间的所述第二支管(52)连接。
15.根据权利要求13所述的地热供热系统，其特征在于，位于所述吸收式热泵冷凝器(12)的二次水出口端的所述第一支管(51)的第二端与位于所述第一换热器(30)的二次水出口端的所述第二支管(52)的第二端连接。

说明书全文

地热供热系统

技术领域

[0001] 本发明涉及供热设备领域，特别涉及一种地热供热系统。

背景技术

[0002] 我国地热资源丰富，据预测，在距离地表2000m范围内，约有相当于137亿吨标准煤的地热资源量。目前全国已发现地热点2000多处，以低于150℃的中低温地热资源为主。

[0003] 地热供暖在地热资源丰富的地区(如北京、天津等)已经获得成熟应用。供热方式已由直接供热向间接供热(利用换热器)、地板供热、热泵技术等多种方式发展。

[0004] 参见天津大学崔俊奎的2009年的博士学位论文《分布式地热系统双循环发电效率分析与梯级供热试验研究》，其中公开了一种用于采暖的地热供热系统。该地热供热系统中，通过潜水泵抽出的80～150℃的地热水首先与采暖热水进行换热，温度降至40～50℃。为了最大限度地利用地热，再采用电动热泵对换热后的地热水进一步提取热量，使得地热尾水温度进一步降低至10～20℃，然后通过潜水泵回灌至地下。

[0005] 以上现有技术的地热供热系统，因高温的地热水直接通过换热器与采暖热水换热，换热温差达到30℃以上，高温的地热水的能量品位损失较大。同时，该地热供热系统利用电动热泵对换热后的地热水提取热量，需要消耗大量的电能。因此，现有技术的地热供热系统在能效与经济性上有进一步提高的空间。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种地热供热系统，该地热供热系统在降低高品位能源消耗的同时能高效回收利用地热水的热量。

[0007] 本发明提供一种地热供热系统，包括吸收式热泵、压缩式热泵、一次侧管路、二次侧管路和一次水加热装置，所述吸收式热泵以所述一次侧管路内的一次水为驱动热源，且所述一次侧管路内的一次水加热所述二次侧管路内的二次水，其中，所述一次水进入所述吸收式热泵前在所述一次水加热装置中被加热且所述一次水吸收的热量中至少部分为地热水的热量，所述压缩式热泵用于回收流经所述吸收式热泵后的所述一次水的热量。

[0008] 进一步地，所述地热供热系统还包括第一换热器，所述吸收式热泵包括发生器、吸收式热泵冷凝器、吸收器和吸收式热泵蒸发器，所述压缩式热泵包括压缩式热泵蒸发器和压缩式热泵冷凝器，所述一次侧管路仅与所述发生器和所述吸收式热泵蒸发器中的所述发生器连接，所述一次侧管路沿水流方向顺次串接所述发生器、所述第一换热器、所述压缩式热泵蒸发器和所述一次水加热装置而形成闭合回路。

[0009] 进一步地，所述一次水加热装置包括第二换热器和地热管路，所述地热管路内流通地热水并与所述第二换热器连接，其中，所述一次侧管路沿水流方向顺次串接所述发生器、所述第一换热器、所述压缩式热泵蒸发器和所述第二换热器而形成闭合回路。

[0010] 进一步地，所述一次水加热装置包括第二换热器、地热管路和锅炉，所述地热管路内流通地热水并与所述第二换热器连接，其中，所述一次侧管路沿水流方向顺次串接所述发生器、所述第一换热器、所述压缩式热泵蒸发器、所述第二换热器和所述锅炉而形成闭合回路。

[0011] 进一步地，所述二次侧管路内的部分二次水流经所述吸收式热泵蒸发器。

[0012] 进一步地，流经所述吸收式热泵蒸发器的所述部分二次水再流经所述第一换热器。

[0013] 进一步地，所述二次侧管路内的至少部分二次水流经所述压缩式制冷机冷凝器。

[0014] 进一步地，所述二次侧管路包括第一支管，所述第一支管沿水流方向顺次串接所述吸收器和所述吸收式热泵冷凝器。

[0015] 进一步地，所述二次侧管路还包括第二支管，所述第二支管的第一端与位于所述吸收器的二次水进口端的所述第一支管的第一端连接，所述第二支管沿水流方向顺次串接所述吸收式热泵蒸发器和所述第一换热器。

[0016] 进一步地，所述二次侧管路还包括第三支管，所述第三支管的第一端与位于所述吸收器的二次水进口端的所述第一支管的第一端连接，所述第三支管上连接有所述压缩式热泵冷凝器。

[0017] 进一步地，所述第一换热器包括第一级换热器和第二级换热器，所述一次侧管路沿水流方向顺次串接所述发生器、所述第一级换热器、所述第二级换热器、所述压缩式热泵蒸发器和所述一次水加热装置而形成闭合回路，所述二次侧管路还包括直联支管，所述直联支管的第一端与位于所述压缩式热泵冷凝器的二次水进口端的所述第三支管连接，所述直联支管的第二端与位于所述第一级换热器和所述第二级换热器之间的所述第二支管连接。

[0018] 进一步地，位于所述吸收式热泵冷凝器的二次水出口端的所述第一支管的第二端分别与位于所述第一换热器的二次水出口端的所述第二支管的第二端和位于所述压缩式热泵冷凝器的二次水出口端的所述第三支管的第二端连接。

[0019] 进一步地，沿水流方向所述二次侧管路上先连接有所述压缩式热泵冷凝器后再分支为所述第一支管和第二支管。

[0020] 进一步地，所述第一换热器包括第一级换热器和第二级换热器，所述一次侧管路沿水流方向顺次串接所述发生器、所述第一级换热器、所述第二级换热器、所述压缩式热泵蒸发器和所述一次水加热装置而形成闭合回路，所述二次侧管路还包括直联支管，所述直联支管的第一端与位于所述压缩式热泵冷凝器的二次水出口端的所述二次侧管路连接，所述直联支管的第二端与位于所述第一级换热器和第二级换热器之间的所述第二支管连接。

[0021] 进一步地，位于所述吸收式热泵冷凝器的二次水出口端的所述第一支管的第二端与位于所述第一换热器的二次水出口端的所述第二支管的第二端连接。

[0022] 基于本发明提供的地热供热系统，包括吸收式热泵、压缩式热泵、一次侧管路、二次侧管路和一次水加热装置，吸收式热泵以一次侧管路内的一次水为驱动热源，且一次侧管路内的一次水加热二次侧管路内的二次水，一次水进入吸收式热泵前在一次水加热装置中被加热且一次水吸收的热量中至少部分为地热水的热量，压缩式热泵用于回收流经吸收式热泵后的一次水的热量。与需要消耗大量电能的完全利用电动热泵对换热后的地热水提取热量的以上现有技术相比，本发明的地热供热系统采用吸收式热泵和压缩式热泵相结合，以吸收了地热水的低品位热能的一次水驱动吸收式热泵，再以压缩式热泵对离开吸收式热泵的一次水进行热量回收，该吸收式热泵部分取代了现有技术中以电能驱动的电动热泵，该压缩式热泵尽可能高效地回收利用地热水的热量，因此，该地热供热系统在降低高品位能源消耗的同时能高效回收利用地热水的热量。

[0023] 通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

[0024] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0025] 图1为本发明第一实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0026] 图2为本发明第二实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0027] 图3为本发明第三实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0028] 图4为本发明第四实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0029] 图5为本发明第五实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0030] 图6为本发明第六实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0031] 图7为本发明第七实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0032] 图8为本发明第八实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0033] 图1至图8中，各附图标记分别代表：

[0034] 10、吸收式热泵；

[0035] 11、发生器；

[0036] 12、吸收式热泵冷凝器；

[0037] 13、吸收器；

[0038] 14、吸收式热泵蒸发器；

[0039] 20、压缩式热泵；

[0040] 21、压缩式热泵蒸发器；

[0041] 22、压缩式热泵冷凝器；

[0042] 30、第一换热器；

[0043] 31、第一级换热器；

[0044] 32、第二级换热器；

[0045] 40、一次侧管路；

[0046] 50、二次侧管路；

[0047] 51、第一支管；

[0048] 52、第二支管；

[0049] 53、第三支管；

[0050] 54、直联支管；

[0051] 60、第二换热器；

[0052] 70、锅炉；

[0053] 81、第一潜水泵；

[0054] 82、第二潜水泵；

[0055] 90、地热管路。

具体实施方式

[0056] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0057] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

[0058] 在图1至图8中，各管路上的箭头方向表示该管路内的流体的流动方向。

[0059] 第一实施例

[0060] 图1为本发明第一实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0061] 如图1所示，地热供热系统包括吸收式热泵10、压缩式热泵20、第一换热器30、一次侧管路40和二次侧管路50和一次水加热装置。

[0062] 吸收式热泵10包括发生器11、吸收式热泵冷凝器12、吸收器13和吸收式热泵蒸发器14。吸收式热泵10例如为溴化锂吸收式热泵。吸收式热泵10以一次侧管路40内的一次水为驱动热源。一次侧管路40内的一次水加热二次侧管路40内的二次水。

[0063] 压缩式热泵20包括压缩式热泵蒸发器21和压缩式热泵冷凝器22。压缩式热泵20回收流经吸收式热泵10后的一次水的热量。压缩式热泵20优选地为离心式热泵。

[0064] 如图1所示，第一实施例中，一次水加热装置包括第二换热器60和地热管路90。地热管路90内流通地热水并与第二换热器60连接。在位于第二换热器60的地热水进口端的地热管路90上串接了第一潜水泵81，在位于第二换热器60的地热水出口端的地热管路90上串接了第二潜水泵82。第一潜水泵81和第二潜水泵82为地热水在地热管路90以及第二换热器60内的流动提供能量。第一潜水泵81将地热水抽出至地热管路90并送入第二换热器60中与一次水回水充分换热，换热之后地热水再由潜水泵82输送回地下。

[0065] 如图1所示，一次侧管路40仅与发生器11和吸收式热泵蒸发器14中的发生器11连接。一次侧管路40沿水流方向顺次串接发生器11、第一换热器30、压缩式热泵蒸发器21和第二换热器60而形成闭合回路。从而，一次侧管路40内的一次水进水依次流经发生器11、第一换热器30和压缩式热泵蒸发器21而放热降温。一次水回水从压缩式热泵蒸发器
21流出后到达第二换热器60，在第二换热器60中被来自地热管路90的地热水加热后，成为一次水进水进入发生器11作为吸收式热泵10的驱动热源，即一次水在发生器11、第一换热器30、压缩式热泵蒸发器21和第二换热器60中不断循环。一次水进入吸收式热泵10前吸收的热量为均为地热。

[0066] 第一实施例中，二次侧管路50内的部分二次水流经吸收式热泵蒸发器10。优选地，流经吸收式热泵蒸发器10的部分二次水再流经第一换热器30。

[0067] 另外，二次侧管路50内的部分二次水流经压缩式制冷机冷凝器22。

[0068] 如图1所示，第一实施例中，二次侧管路50在二次水进水端被分支为第一支管51、第二支管52和第三支管53。

[0069] 第一支管51沿水流方向顺次串接吸收器13和吸收式热泵冷凝器12。从而，第一支管51内的二次水依次流经吸收器13和吸收式热泵冷凝器12而被加热升温。

[0070] 第二支管52的第一端与位于吸收器13的二次水进口端的第一支管51的第一端连接。第二支管52沿水流方向顺次串接吸收式热泵蒸发器14和第一换热器30。从而第二支管52内的二次水依次流经吸收式热泵蒸发器14和第一换热器30而先放热后被加热升温。

[0071] 第三支管52的第一端与位于吸收器13的二次水进口端的第一支管51的第一端连接。第三支管53上连接有压缩式热泵冷凝器22。从而第三支管53内的二次水流经压缩式热泵冷凝器22而被加热升温。

[0072] 如图1所示，位于吸收式热泵冷凝器12的二次水出口端的第一支管51的第二端分别与位于第一换热器30的二次水出口端的第二支管52的第二端和位于压缩式热泵冷凝器22的二次水出口端的第三支管53的第二端连接。从而第一支管51、第二支管52和第三支管53内的被加热后的二次水混合后形成二次水出水为用户供热。

[0073] 第一实施例优选地适用于二次水进水和二次水出水温差较小的情形。其中二次水并联通过吸收式热泵10和压缩式热泵20。

[0074] 第二实施例

[0075] 图2为本发明第二实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0076] 如图2所示，第二实施例的地热供热系统与第一实施例不同的是二次侧管路40及二次侧管路40与其它部件的连接关系不同。

[0077] 如图2所示，第二实施例中，二次侧管路50内的二次水全部流经压缩式制冷机冷凝器22。

[0078] 按水流方向二次侧管路50上先连接有压缩式热泵冷凝器22后再分支为第一支管51和第二支管52。

[0079] 第一支管51沿水流方向顺次串接吸收器13和吸收式热泵冷凝器12。从而，已经被压缩式热泵冷凝器22加热后并进入第一支管51内的二次水依次流经吸收器13和吸收式热泵冷凝器12而被加热升温。

[0080] 第二支管52的第一端与位于吸收器13的二次水进口端的第一支管51的第一端连接。第二支管52沿水流方向顺次串接吸收式热泵蒸发器14和第一换热器30。从而，已经被压缩式热泵冷凝器22加热后并进入第二支管52内的二次水依次流经吸收式热泵蒸发器14和第一换热器30而先放热后被加热升温。

[0081] 如图2所示，位于吸收式热泵冷凝器12的二次水出口端的第一支管51的第二端与位于第一换热器30的二次水出口端的第二支管52的第二端连接。从而第一支管51和第二支管52内被加热后的二次水混合后形成二次水出水。

[0082] 第二实施例中二次水的流动过程如下：二次水先流经压缩式制冷机冷凝器22吸热，流出压缩式制冷机冷凝器22后的二次水分为两路，进入第一支管51内的二次水依次流经吸收式热泵蒸发器14和第一换热器30先放热后被加热升温，进入第二支管52的二次水依次流经吸收器13和吸收式热泵冷凝器12而被加热升温，第一支管51的第二端的被加热后的二次水和第二支管52的第二端被加热后的二次水混合后形成二次水出水为用户供热。

[0083] 第二实施例优选地适用于二次水进水和二次水出水温差较大的情形。其中二次水串联通过压缩式热泵20和吸收式热泵10。

[0084] 第二实施例中其它未说明的部分均可参考第一实施例的相关内容。

[0085] 第三实施例

[0086] 图3为本发明第三实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0087] 如图3所示，第三实施例的地热供热系统与第一实施例不同的是一次水加热装置不同。

[0088] 如图3所示，第三实施例中，一次水加热装置包括第二换热器60、地热管路90和锅炉70。

[0089] 地热管路90内流通地热水并与第二换热器60连接。在位于第二换热器60的地热水进口端的地热管路90上串接了第一潜水泵81，在位于第二换热器60的地热水出口端的地热管路90上串接了第二潜水泵82。第一潜水泵81和第二潜水泵82为地热水在地热管路90以及第二换热器60内的流动提供能量。第一潜水泵81将地热水抽出至地热管路90并送入第二换热器60中与一次水回水充分换热，换热之后的地热水再由潜水泵82输送回地下。

[0090] 一次侧管路40仅与发生器11和吸收式热泵蒸发器14中的发生器11连接。一次侧管路40沿水流方向顺次串接发生器11、第一换热器30、压缩式热泵蒸发器21、第二换热器60和锅炉70而形成闭合回路。从而，一次侧管路40内的一次水进水依次流经发生器11、第一换热器30和压缩式热泵蒸发器21而放热降温。一次水回水从压缩式热泵蒸发器
21流出后到达第二换热器60，在第二换热器60中被来自地热管路90中的地热水加热后，再在锅炉70内进一步加热到满足用户的热负荷需求的参数要求，成为一次水进水进入发生器11作为吸收式热泵10的驱动热源，即一次水在发生器11、第一换热器30、压缩式热泵蒸发器21、第二换热器60和锅炉70中不断循环。一次水进入吸收式热泵10前吸收的热量中部分为地热，部分为锅炉70提供的热量。

[0091] 第三实施例中其它未说明的部分均可参考第一实施例的相关内容。

[0092] 第四实施例

[0093] 图4为本发明第四实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0094] 如图4所示，第四实施例的地热供热系统与第二实施例不同的是一次水加热装置不同。

[0095] 如图4所示，第四实施例中，一次水加热装置包括第二换热器60、地热管路90和锅炉70。

[0096] 地热管路90内流通地热水并与第二换热器60连接。在位于第二换热器60的地热水进口端的地热管路90上串接了第一潜水泵81，在位于第二换热器60的地热水出口端的地热管路90上串接了第二潜水泵82。第一潜水泵81和第二潜水泵82为地热水在地热管路90以及第二换热器60内的流动提供能量。第一潜水泵81将地热水抽出至地热管路90并送入第二换热器60中与一次水回水充分换热，换热之后的地热水再由潜水泵82输送回地下。

[0097] 一次侧管路40仅与发生器11和吸收式热泵蒸发器14中的发生器11连接。一次侧管路40沿水流方向顺次串接发生器11、第一换热器30、压缩式热泵蒸发器21、第二换热器60和锅炉70而形成闭合回路。从而，一次侧管路40内的一次水进水依次流经发生器11、第一换热器30和压缩式热泵蒸发器21而放热降温，一次水回水从压缩式热泵蒸发器21流出后到达第二换热器60，在第二换热器60中被来自地热管路90中的地热水加热后，再在锅炉70内进一步加热到满足用户的热负荷需求的参数要求，成为一次水进水进入发生器11作为吸收式热泵10的驱动热源，即一次水在发生器11、第一换热器30、压缩式热泵蒸发器21、第二换热器60和锅炉70中不断循环。一次水进入吸收式热泵10前吸收的热量中部分为地热，部分为锅炉70提供的热量。

[0098] 第四实施例中其它未说明的部分均可参考第一实施例和第二实施例的相关内容。

[0099] 第五实施例

[0100] 图5为本发明第五实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0101] 如图5所示，地热供热系统包括吸收式热泵10、压缩式热泵20、第一换热器30、一次侧管路40和二次侧管路50和一次水加热装置。

[0102] 吸收式热泵10包括发生器11、吸收式热泵冷凝器12、吸收器13和吸收式热泵蒸发器14。吸收式热泵10例如为溴化锂吸收式热泵。吸收式热泵10以一次侧管路40内的一次水为驱动热源。一次侧管路40内的一次水加热二次侧管路40内的二次水。

[0103] 压缩式热泵20包括压缩式热泵蒸发器21和压缩式热泵冷凝器22。压缩式热泵20回收流经吸收式热泵10后的一次水的热量。压缩式热泵20优选地为离心式热泵。

[0104] 第一换热器30包括第一级换热器31和第二级换热器32。第一级换热器31和第二级换热器32优选地均为水—水换热器。

[0105] 如图5所示，第五实施例中，一次水加热装置包括第二换热器60和地热管路90，地热管路90内流通地热水并与第二换热器60连接。在位于第二换热器60的地热水进口端的地热管路90上串接了第一潜水泵81，在位于第二换热器60的地热水出口端的地热管路90上串接了第二潜水泵82。第一潜水泵81和第二潜水泵82为地热水在地热管路90以及第二换热器60内的流动提供能量。第一潜水泵81将地热水抽出至地热管路90并送入第二换热器60中与一次水回水充分换热，换热之后的地热水再进入地热管路90由第二潜水泵82输送回地下。

[0106] 如图5所示，一次侧管路40仅与发生器11和吸收式热泵蒸发器14中的发生器11连接。一次侧管路40沿水流方向顺次串接发生器11、第一级换热器31、第二级换热器32、压缩式热泵蒸发器21和第二换热器60而形成闭合回路。从而，一次侧管路40内的一次水进水依次流经发生器11、第一级换热器31、第二级换热器32和压缩式热泵蒸发器21而放热降温，一次水回水从压缩式热泵蒸发器21流出后到达第二换热器60，在第二换热器60中被来自地热管路90的地热水加热升温后，成为一次水进水进入发生器11作为吸收式热泵10的驱动热源，即一次水在发生器11、第一换热器30、第一级换热器31、第二级换热器32和第二换热器60中不断循环。一次水进入吸收式热泵10前吸收的热量全部为地热。

[0107] 第五实施例中，二次侧管路50内的部分二次水流经吸收式热泵蒸发器10。优选地，流经吸收式热泵蒸发器10的部分二次水再流经第一换热器30。

[0108] 另外，二次侧管路50内的部分二次水流经压缩式制冷机冷凝器22。

[0109] 如图5所示，第五实施例中，二次侧管路50在二次水进水端分支为第一支管51、第二支管52、第三支管53和直联支管54。

[0110] 第一支管51沿水流方向顺次串接吸收器13和吸收式热泵冷凝器12。从而第一支管51内的二次水依次流经吸收器13和吸收式热泵冷凝器12而被加热升温。

[0111] 第二支管52的第一端与位于吸收器13的二次水进口端的第一支管51的第一端连接。第二支管52沿水流方向顺次串接吸收式热泵蒸发器14、第二级换热器32和第一级换热器31。从而，第二支管52内的二次水依次流经吸收式热泵蒸发器14、第二级换热器32和第一级换热器31而先放热后被加热升温。

[0112] 第三支管53的第一端与位于吸收器13的二次水进口端的第一支管51的第一端连接。第三支管53上连接有压缩式热泵冷凝器22。从而第三支管53内的二次水流经压缩式热泵冷凝器22而被加热升温。

[0113] 直联支管54的第一端与位于压缩式热泵冷凝器22的二次水进口端的第三支管53连接，直联支管54的第二端与位于第一级换热器31和第二级换热器32之间的第二支管52连接。从而，进入直联支管54的二次水进水直接汇入第二支管52内的经第二级换热器32加热后的二次侧水内，两股二次水混合后均进入第二支管52并进入第一级换热器31被共同加热升温。

[0114] 如图5所示，位于吸收式热泵冷凝器12的二次水出口端的第一支管51的第二端分别与位于第一换热器30的二次水出口端的第二支管52的第二端和位于压缩式热泵冷凝器22的二次水出口端的第三支管53的第二端连接。从而第一支管51、第二支管52和第三支管53内被加热后的二次水混合后形成二次水出水为用户供热。

[0115] 第五实施例中，二次水以并联的方式分别进入吸收式热泵10和压缩式热泵20。进入吸收式热泵10的二次水分为三个支路，三个支路的二次水分别进入第一支管51、第二支管52和直联支管54。其中，第一支管51内的二次水依次流经吸收器13和吸收式热泵冷凝器12而被加热升温。第二支管52内的二次水依次流经过吸收式热泵蒸发器14、第二级换热器32后，再与直联支管54内的二次水混合后进入第一级换热器31被共同加热升温。第三支管53内的二次水流经压缩式热泵冷凝器22而被加热升温。最终，流出吸收式热泵冷凝器12的第一支管51内的二次水、汇合了直联支管54内的二次水的从第一级换热器31流出的第二支管52内的二次水和从压缩式热泵冷凝器22流出的第三支管53内的二次水混合形成二次水出水为用户供热。

[0116] 第五实施例优选地适用于二次水进水和二次水出水温差较小的情形。其中二次水并联通过吸收式热泵10和压缩式热泵20。

[0117] 第六实施例

[0118] 图6为本发明第六实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0119] 如图6所示，第六实施例的地热供热系统与第五实施例不同的是二次侧管路40及二次侧管路40与其它部件的连接关系不同。

[0120] 如图6所示，第六实施例中，二次侧管路50内的二次水全部流经压缩式制冷机冷凝器22。

[0121] 如图6所示，第六实施例中，沿水流方向二次侧管路50上先连接压缩式热泵冷凝器22后再分支为第一支管51、第二支管52和直联支管54。

[0122] 第一支管51沿水流方向顺次串接吸收器13和吸收式热泵冷凝器12。从而，已经被压缩式热泵冷凝器22加热后并进入第一支管51内的二次水依次流经吸收器13和吸收式热泵冷凝器12而被进一步加热升温。

[0123] 第二支管52的第一端与位于吸收器13的二次水进口端的第一支管51的第一端连接。第二支管52沿水流方向顺次串接吸收式热泵蒸发器14和第一换热器30。从而，已经被压缩式热泵冷凝器22加热后并进入第二支管52的二次水依次流经吸收式热泵蒸发器14和第一换热器30而先放热后被加热升温。

[0124] 直联支管54的第一端与位于压缩式热泵冷凝器22的二次水出口端的二次侧管路50连接，直联支管54的第二端与位于第一级换热器31和第二级换热器32之间的第二支管
52连接。从而，从压缩式热泵冷凝器22的二次水出口端进入直联支管54的二次水直接汇入经第二级换热器32加热后的第二支管52内的二次水内，两股二次水混合后均进入第二支管52并进入第一级换热器31被共同加热升温。

[0125] 位于吸收式热泵冷凝器12的二次水出口端的第一支管51的第二端与位于第一换热器30的二次水出口端的第二支管52的第二端连接。从而第一支管51内的二次水与汇入了直联支管54内的二次水的、第二支管52内的被第一级换热器31加热后的二次水混合后形成二次水出水为用户供热。

[0126] 第六实施例优选地适用于二次水进水和二次水出水温差较大的情形。其中二次水串联通过压缩式热泵20和吸收式热泵10。

[0127] 第六实施例中其它未说明的部分均可参考第五实施例的相关内容。

[0128] 第七实施例

[0129] 图7为本发明第七实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0130] 如图7所示，第七实施例的地热供热系统与第五实施例不同的是一次水加热装置不同。

[0131] 如图7所示，第七实施例中，一次水加热装置包括第二换热器60、地热管路90和锅炉70。

[0132] 地热管路90内流通地热水并与第二换热器60连接。在位于第二换热器60的地热水进口端的地热管路90上串接了第一潜水泵81，在位于第二换热器60的地热水出口端的地热管路90上串接了第二潜水泵82。第一潜水泵81和第二潜水泵82为地热水在地热管路90以及第二换热器60内的流动提供能量。第一潜水泵81将地热水抽出至地热管路90并送入第二换热器60中与一次水回水充分换热，换热之后的地热水再由潜水泵82输送回地下。

[0133] 一次侧管路40仅与发生器11和吸收式热泵蒸发器14中的发生器11连接。一次侧管路40沿水流方向顺次串接发生器11、第一级换热器31、第二级换热器32、压缩式热泵蒸发器21、第二换热器60和锅炉70而形成闭合回路。从而，一次侧管路40内的一次水进水依次流经发生器11、第一换级热器31、第二级换热器32、压缩式热泵蒸发器21而放热降温。一次水回水从压缩式热泵蒸发器21流出后到达第二换热器60，在第二换热器60中被来自地热管路90的地热水加热后，再在锅炉70内进一步加热到满足用户的热负荷需求的参数要求，成为一次水进水进入发生器11作为吸收式热泵10的驱动热源，即一次水在发生器11、第一换级热器31、第二级换热器32、压缩式热泵蒸发器21、第二换热器60和锅炉70中不断循环。一次水进入吸收式热泵10前吸收的热量中部分为地热，部分为锅炉70提供的热量。

[0134] 第七实施例中其它未说明的部分均可参考第五实施例的相关内容。

[0135] 第八实施例

[0136] 图8为本发明第八实施例的地热供热系统的原理示意图。

[0137] 如图8所示，第八实施例的地热供热系统与第六实施例不同的是一次水加热装置不同。

[0138] 如图8所示，第八实施例中，一次水加热装置包括第二换热器60、地热管路90和锅炉70。

[0139] 地热管路90内流通地热水并与第二换热器60连接。在位于第二换热器60的地热水进口端的地热管路90上串接了第一潜水泵81，在位于第二换热器60的地热水出口端的地热管路90上串接了第二潜水泵82。第一潜水泵81和第二潜水泵82为地热水在地热管路90以及第二换热器60内的流动提供能量。第一潜水泵81将地热水抽出至地热管路90并送入第二换热器60中与一次水回水充分换热，换热之后的地热水再由潜水泵82输送回地下。

[0140] 一次侧管路40沿水流方向顺次串接发生器11、第一换级热器31、第二级换热器32、压缩式热泵蒸发器21、第二换热器60和锅炉70而形成闭合回路。从而，一次侧管路40内的一次水进水依次流经发生器11、第一换级热器31、第二级换热器32和压缩式热泵蒸发器21而放热降温，一次水回水从压缩式热泵蒸发器21流出后到达第二换热器60，在第二换热器60中被来自地热管路90中的地热水加热后，再在锅炉70内进一步加热到满足用户的热负荷需求的参数要求，然后成为一次水进水进入发生器11作为驱动热源，即一次水在发生器11、第一换级热器31、第二级换热器32、压缩式热泵蒸发器21、第二换热器60和锅炉
70中不断循环。一次水进入吸收式热泵10前吸收的热量中部分为地热，部分为锅炉70提供的热量。

[0141] 第八实施例中其它未说明的部分均可参考第五实施例和第六实施例的相关内容。

[0142] 根据以上描述可知，本发明以上实施例提供的地热供热系统具有以下优点：

[0143] 采用吸收式热泵和压缩式热泵相结合，以吸收了地热水的低品位热能的一次水驱动吸收式热泵，再以压缩式热泵对离开吸收式热泵的一次水进行热量回收，该吸收式热泵部分取代了现有技术中以高品位能源驱动的电动热泵，该压缩式热泵尽可能高效地回收利用地热水的热量，因此，该地热供热系统在降低高品位能源消耗的同时能高效回收利用地热水的热量。

[0144] 例如，当完全采用地热水进行供热时，当采用一台以地热水的热能驱动的吸收式热泵和一台电动的离心式热泵组合的方式对地热水的热量进行利用回收，相对于采用两台电动热泵的现有技术的地热供热系统而言，可以减少电能消耗40％左右。

[0145] 再例如，当部分采用地热水，部分采用锅炉进行供热时，采用一台以地热水的热能和锅炉供应的热能驱动的吸收式热泵和一台电动的离心式热泵组合的方式对地热水的热量进行利用回收，相对于采用两台电动热泵的现有技术的地热供热系统而言，亦可以减少电能消耗40％左右。

[0146] 另外，现有技术中，一次水在吸收式热泵中依次通过吸收式热泵的发生器和蒸发器，本发明以上实施例的一次水在吸收式热泵中仅经过发生器而不经过吸收式热泵蒸发器，因此，在吸收式热泵内一次水需克服的阻力仅为发生器的阻力，一次水的阻力大大降低，可以从15mH2O以上降为8mH2O以下，由于一次水阻力大大降低，不需要另外增加一次水水泵来增加一次水的扬程。

[0147] 进一步地，由于一次水在吸收式热泵中仅需要克服发生器的阻力，提供给发生器的扬程大大提高，在足够的扬程下，发生器可以设计更多的流程数，使发生器的管内流速提高(可以达到1m/s左右)，发生器的换热可提高20％左右，从而即使不流经吸收式热泵蒸发器，一次水回水的温度也能较低以保证地热水的热量回收。

[0148] 进一步地，部分二次水流经吸收式热泵蒸发器，一方面为吸收式热泵蒸发器中的工质蒸发提供热量，保证吸收式热泵的正常工作。而且，由于该部分二次水经过在吸收式热泵蒸发器的换热过程后，在第一换热器中与一次水的温差增大，相对于不经过吸收式热泵蒸发器而言能吸收更多的一次水的热量，从而与在吸收式热泵蒸发器中放出的热量部分相抵。另一方面，由于蒸发器的阻力由二次水水泵提供的扬程来克服，提供给蒸发器的扬程也大大提高，在足够的扬程下，蒸发器也可以设计更多的流程数，使蒸发器的管内流速提高(可以达到1m/s左右)，从而蒸发器的换热系数亦可提高20％左右，也有利于吸收式热泵的高效工作。

[0149] 进一步地，随着发生器和蒸发器管内流速增加和发生器、蒸发器的换热系数的增加，吸收式热泵的体积亦可减小10％左右。

[0150] 进一步地，水系统控制方法更加简单。由于在吸收式热泵中，一次水仅仅通过了发生器，当地热供热系统处于防结晶、防压力过高等保护状态需要停机时，为了保证地热供热系统仍能提供一定的供热量，仅仅需要将发生器的一次水进行旁通，而蒸发器通过的二次水可维持流量不变，控制方法更简单。

[0151] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

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