關(guān)于地?zé)峁┡夹g(shù)研究與討論

張紹輝

摘 要：為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),國家制定了“十五能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃”,要求調(diào)整能源結(jié)構(gòu),減少燃煤造成的污染,大力發(fā)展新能源可再生能源的利用技術(shù),其中提到要充分利用地?zé)豳Y源。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,地?zé)嶙鳛橐环N清潔能源用于采暖,在我國北方城市得到迅速發(fā)展。本文探討了地?zé)峁┡脑?、?yōu)勢及相關(guān)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：地?zé)峁┡韮?yōu)勢技術(shù)

1地?zé)峁┡夹g(shù)原理

低溫輻射地板采暖是通過埋設(shè)于地板下的加熱管——鋁塑復(fù)合管或?qū)щ姽?，把地板加熱到表面溫?8至32攝氏度，均勻地向室內(nèi)輻射熱量而達(dá)到采暖效果。同時它可以由分戶式燃?xì)獠膳癄t、市政熱力管網(wǎng)、小區(qū)鍋爐房等各種不同方式提供熱源。

2地?zé)嵩趪鴥?nèi)的應(yīng)用概況

改革開放后，隨著經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展我國能源消費迅速增長，在國家能源緊缺的情況下，地?zé)豳Y源作為可再生的綠色清潔能源已經(jīng)顯示出了巨大的潛力，逐漸應(yīng)用于發(fā)電、供暖、醫(yī)療保健、洗浴和旅游度假、養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)溫室種植和灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、礦泉水生產(chǎn)等廣泛的領(lǐng)域，中低溫地?zé)豳Y源開發(fā)利用還引發(fā)了圍繞房地產(chǎn)開發(fā)、旅游業(yè)等的地?zé)衢_發(fā)熱潮。我國利用地?zé)豳Y源的方式主要是高溫地?zé)岚l(fā)電和中低溫地?zé)嶂苯永谩?/p>

3地?zé)崴┡瘍?yōu)點

3.1余熱利用、經(jīng)濟(jì)節(jié)能

采用高溫水源熱泵機(jī)組可直接回收利用低溫地?zé)崴?、地?zé)嵛菜⒑臀鬯捌渌鞣N溫度在30℃~60℃之間的中低品位余熱資源,從根本上解決了此類余熱資源不能被熱泵機(jī)組直接回收利用的現(xiàn)狀。機(jī)組制熱工況出水溫度可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié),最高出水溫度可達(dá)90℃,可滿足不同用戶的空調(diào)、供暖、制備生活熱水的需求,低溫地?zé)崴?高溫水源熱泵取代燃煤鍋爐進(jìn)行冬季供暖無須改造供暖末端及現(xiàn)有供暖管網(wǎng),從而使現(xiàn)有資源得到了最合理的利用。

3.2綠色環(huán)保、效益顯著

采用地?zé)崴?高溫水源熱泵取代燃煤鍋爐可取得很好的環(huán)保效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng),避免了燃煤鍋爐的廢氣、廢渣對周圍環(huán)境的污染,省掉了燃煤的運輸費用、貯煤場地費用、除塵費用、灰渣的運輸處理費用等。同時解決了低溫地?zé)崴虻責(zé)嵛菜欧藕髮Νh(huán)境造成的熱污染的問題,經(jīng)此方案后,尾水的溫度只有18℃左右遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的小于30℃的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3一機(jī)多用,節(jié)約資金

在該項目中,利用高溫水源熱泵提供冬季供暖的同時,還可提供夏季制冷,從而避免了中央空調(diào)系統(tǒng)的重復(fù)投資。

3.4性能穩(wěn)定、安全可靠

水源熱泵運行自動化程度高,運行人員少,無壓力容器存在,安全性好。地下水溫度穩(wěn)定,水源熱泵供熱為連續(xù)供熱,溫度恒定,人體的舒適感好。

4地?zé)峁┡嚓P(guān)技術(shù)探討

4.1淺層地?zé)崮芘c熱泵技術(shù)

地?zé)崮芾冒òl(fā)電和熱利用兩種方式，技術(shù)均比較成熟，在發(fā)達(dá)國家已得到廣泛應(yīng)用，近5年來全世界地?zé)崮軣崂媚昃鲩L約13%。淺部地?zé)崮苁侵傅乇硪韵碌乃形镔|(zhì)，比如地下水、沉積物、巖石等所含有的熱量，以它們所具有的溫度來顯示。淺部地?zé)崮苁且环N可重復(fù)再生的、可無間斷獲取的、可持續(xù)利用的、清潔環(huán)保的能源，也是經(jīng)濟(jì)上可行、技術(shù)上可靠的能源。目前，從地下大約200米的深度內(nèi)獲得地?zé)崮茉矗脕硖峁┓课莸墓┡约肮├洌ń禍兀┧璧哪茉词菦]有問題的。經(jīng)過多年的研發(fā)與實踐，以地下水開采井、井下?lián)Q熱器以及換熱樁等技術(shù)途徑獲得淺部地?zé)崮茉?，這些技術(shù)與熱泵技術(shù)結(jié)合使用。熱泵可以從溫度較低的熱源中獲取熱量，釋放出較高溫度的、可利用的熱量。使用水源熱泵供暖，采用地源熱泵技術(shù)，通過深埋于建筑物周圍的管路系統(tǒng)將地下水在建筑物內(nèi)部完成熱交換，被稱作“地溫空調(diào)”。

4.2深層地?zé)崮芘c開采技術(shù)

地球深處地?zé)崮苁菢O其豐富的。鉆探技術(shù)與以回灌為主的熱儲技術(shù)的進(jìn)步是開發(fā)利用這種地?zé)崮艿募夹g(shù)關(guān)鍵。目前，這種技術(shù)進(jìn)步使深部地?zé)崮茉诮?jīng)濟(jì)上具有了可行性。

4.3深層地?zé)崮芘c淺層地?zé)崮荛_采相結(jié)合

由于深層與淺層地?zé)崮荛_采技術(shù)的發(fā)展，實際應(yīng)用中通常采用二者結(jié)合的設(shè)計方式。例如，北工大體育館供暖時，從深層地?zé)衢_采井中提取的溫度較高的地?zé)崴?，直接?jīng)過板式換熱器將部分熱量交換給風(fēng)機(jī)盤管中所用的供暖用循環(huán)水，以達(dá)到基本不消耗電能的前提下解決一部分體育館供暖熱源；經(jīng)過熱交換后的地?zé)崴疁囟冉档蜑?5℃左右，該溫度的地?zé)崴m然不能直接用于供暖，但仍具有很高的品味，所以采用熱泵繼續(xù)提取45℃地?zé)崴械臒崃拷粨Q給風(fēng)機(jī)盤管中所用的供暖用循環(huán)水，以達(dá)到消耗少量電能的前提下解決大部分體育館供暖熱源的目的，經(jīng)熱泵提取熱量后的地?zé)崴疁囟壤^續(xù)降低至15℃～20℃后，經(jīng)回灌井回灌至地下。15℃～20℃的地?zé)崴毓嘀恋叵潞?，?jīng)過大地地層的自身加熱作用后，溫度又自動變?yōu)?0℃以上，在這一過程中，絕大部分能量來自于土壤，僅消耗微量的電能循環(huán)地?zé)崴?，這也就是深層地?zé)岣咝Ч?jié)能的原因所在。制冷時，從淺層水源空調(diào)開采井中提取的溫度恒定為15℃的淺層地下水，經(jīng)過熱泵吸收風(fēng)機(jī)盤管中所用的制冷用循環(huán)水中的熱量，風(fēng)機(jī)盤管中所用的制冷用循環(huán)水溫度降低（約為7℃），從而實現(xiàn)制冷目的；而熱泵將提取的熱量釋放到開采出來的淺層地下水中，淺層地下水溫度升高至約25℃后，經(jīng)水源空調(diào)回灌井回灌至地下。回灌至地下后的25℃左右的淺層地下水經(jīng)與土壤換熱后，溫度又變?yōu)榧s15℃，如此周而復(fù)始，達(dá)到制冷的目的。

5結(jié)語

地?zé)崮茉词强稍偕那鍧嵞茉?，能夠利用在民用領(lǐng)域，將會有效減少民用能源消耗及污染，緩解能源緊張和供應(yīng)的壓力，為國家節(jié)能減排政策做出巨大貢獻(xiàn)。是推動節(jié)能減排工作，獲得良好經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益的有效途徑之一。

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