解讀地熱供暖項目的應用與發(fā)展

【摘?要】世界能源在應用方面正在發(fā)生著結(jié)構(gòu)的調(diào)整，非石化能源的應用比例逐漸擴大，在風能、水能、太陽能等能源的開發(fā)利用已經(jīng)越來越大，而相關(guān)技術(shù)體系的發(fā)展也日益成熟。在新時期的地熱供暖項目應用中，為新能源的利用提供了廣闊的市場前景。地熱能屬于一種新型的能源基礎，在如今的能源市場中具有巨大的市場潛力。本文從地熱供暖的相關(guān)內(nèi)容進行概述，指出了地熱供暖項目的具體應用與發(fā)展前景，旨在推動我國地熱供暖項目的良好發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】地熱供暖項目;實際應用;發(fā)展前景

引言：

在現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展迅速的進入，新能源的開發(fā)與利用已經(jīng)具備了堅實的基礎，各類新能源逐漸出現(xiàn)在大眾視野中，成為各界研究的重點。地熱能作為地球上的可再生能源，由于以往技術(shù)的限制未能得到有效的研究，但隨著相關(guān)技術(shù)與材料的大量應用，采用深層地熱供暖的方式為居民提供更舒適的居住環(huán)境，是研究地熱供暖項目的關(guān)鍵所在。推動地熱供暖項目的實際應用，減少建筑供暖中對煤炭等資源的浪費，既可以推動地熱供暖項目的快速發(fā)展，又能夠?qū)ㄖ幼〉倪m宜度提出保障。

一、地熱供暖項目的相關(guān)內(nèi)容

（一）地熱能

地熱能是從地殼中開發(fā)出的天然能源，這種能源來自于地球內(nèi)部的熔巖，并且能夠以熱力的形式從地下水流流動中傳輸至地面附近的區(qū)域，高溫的熔巖會將地下水加熱，而被加熱的地下水會逐漸滲透出地面，人們從中抽取能量，就可以應用這些熱源。如我國環(huán)太平洋和喜馬拉雅-地中海兩條地熱帶中，根據(jù)不同的地質(zhì)條件，可以應用淺層地熱資源。近年來，我國對于水地源熱泵技術(shù)的研究逐漸深入，處于深層的亞經(jīng)濟型地熱資源在我國發(fā)電及供暖方面提供了大量的能源。

（二）應用背景

隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源緊缺問題是世界各國面臨著的主要問題，我國在地熱能源的開發(fā)方面已經(jīng)成功注冊了聯(lián)合國的首個清潔發(fā)展項目，推動了我國關(guān)于地熱能源的研究工作。在當下經(jīng)濟的大環(huán)境中，現(xiàn)有的地熱能源研究技術(shù)可以讓我國開發(fā)地殼中豐富的地熱能源，并將這些能源供應社會的需求，在地殼中擁有的大量地熱流體及地熱能屬于再生能源，具有較強的清潔性，開發(fā)潛力巨大。我國盆地地區(qū)地熱能源較為豐富，常規(guī)能源的折合儲備量及折合標準非常高，使用新能源來降低二氧化碳的排放量有助于維護生態(tài)環(huán)境[1]。

（三）工藝原理

淺層地熱采暖技術(shù)主要以熱泵技術(shù)為主，其采暖與制冷的機制是對卡諾循環(huán)原理的應用，與制冷機的應用原理大致相同。依照逆循環(huán)的工作，輸入少量的高品位能源之后，就可以在地熱能中獲取更多的能源，并在冬季中將地熱能從中取出來，供應室內(nèi)的取暖，再儲存冷量，以供應夏季的制冷需求。在循環(huán)的過程中，大地屬于蓄能介質(zhì)，可以完成能量的儲存與釋放，而深層的地熱能源品味較高，經(jīng)過人工處理以后，可以直接參與供暖應用，如果能夠以梯級的形式利用，將各類技術(shù)組合使用，那么地熱供暖項目的供暖效率也會大大提升，從中抽取98%的熱水加以供暖，回灌水的溫度可以達到40℃，并不是完全應用地熱能，其中經(jīng)過散熱器采暖的循環(huán)也會有所消耗。如圖1所示，地熱井供暖工藝非常清晰，循環(huán)供水使用以后的尾水會以10℃左右的溫度回灌低下，地熱能的利用效率非常高[2]。

二、地熱供暖項目的實際應用

（一）用地熱供暖

地熱能源使用的案例較為常見，如地熱發(fā)電、地熱供暖等，都是人們生活中存在的事情。在地熱供暖項目中，我國地熱采暖的發(fā)展歷史非常漫長，尤其是東北地區(qū)與華北地區(qū)，采暖的應用非常普遍。使用地熱能時要明確其基礎條件，一般來說，如果居民分開居住的形式居多，在集中供暖方面存在一定的現(xiàn)實難度，則鋪設大量的輸水管影響占地與經(jīng)濟效益，那么采用地熱供暖項目的方式就可以減少管理中存在的大量問題，而且能夠減少熱能在循環(huán)供應中的損失，提升供應效率。在集中居民的供暖中，采用地熱供暖項目則可以進一步提升供暖的經(jīng)濟性，如某能源企業(yè)施工完成一眼回灌井，開發(fā)地熱能源，再將換熱后的尾水回灌于井中形成儲備。在整個地熱供暖項目中，能源企業(yè)負責設計與開發(fā)，并做好預先的資金墊付，在建設成地熱供暖項目系統(tǒng)之后，開啟供暖方案，由用戶向企業(yè)繳費，雙方建立起穩(wěn)定的合作關(guān)系，減少實際供暖中常見的問題，可最大限度的使用自然能源，達到良好的供暖效果[3]。

（二）地熱供暖項目系統(tǒng)

地熱供暖項目系統(tǒng)是使用散熱器進行對流供暖，利用地熱水進行循環(huán)散熱，使建筑內(nèi)的居室溫度逐漸提升，但在實踐過程中卻發(fā)現(xiàn)以下幾個問題：第一，散熱器的供水水溫要在70-90℃，由于地熱水中的Mg和SiO2的含量較高，散熱器供暖容易出現(xiàn)管道堵塞的問題，那么供暖的效果就會下降。第二，地熱供暖的循環(huán)時間較長，其中存在嚴重的熱量損失，運輸距離每延長1km就有3℃的熱量損失。第三，因為輸送距離較長，一旦運輸管道中出現(xiàn)漏洞，那么熱水的流失速度會更快，則整體的地熱供暖項目系統(tǒng)運行效率會持續(xù)降低。在現(xiàn)有的技術(shù)環(huán)境中，應用板式換熱器換熱及采暖尾水回灌流程，可以解決上述的相關(guān)問題，但因此產(chǎn)生的造價成本也需要企業(yè)加以考慮。

（三）節(jié)能減排效益

我國注重節(jié)能減排的社會效益，在地熱供暖項目建設中，考慮節(jié)能減排效益非常重要。一方面我國加大對地熱能源的開發(fā)，一方面也要注重對技術(shù)的合理運用。如在某地區(qū)的地熱能源開發(fā)中，經(jīng)過大量的勘測實驗最終確定一眼回灌井的位置，發(fā)現(xiàn)僅此一口井就可以滿足當?shù)卮迩f的需求，而沒有繼續(xù)開發(fā)其他回灌井，在已經(jīng)滿足熱能的情況下對地熱能源進行保護，也是實現(xiàn)節(jié)能減排需求的重要理念。

三、地熱供暖項目的發(fā)展

根據(jù)世界能源調(diào)查統(tǒng)計，地熱能源的總量可以達到11000-13000TWh/a，在時間的發(fā)展中人類對于地熱能源的勘探比例較小，所以地熱能源的開發(fā)空間非常大。而且現(xiàn)代人提倡用環(huán)保的形式開發(fā)能源，地熱能源以其良好的清潔性優(yōu)勢占據(jù)著新型能源的重要位置，在未來的發(fā)展中，地熱能源在發(fā)電中可占據(jù)10%。雖然地熱能源的直接利用效率較低，僅可維持50-70%，而熱源提供也僅可應用5-20%，但由于我國地熱能源的儲備非常豐富，其研究和利用的前景十分廣闊，應用地熱能源能夠為我國采暖工程提供豐富的能源基礎，我國相關(guān)技術(shù)人員應當對地熱能源加以深入研究。為滿足人們的生活質(zhì)量需求，國家可以在市場導向的基礎上，大力發(fā)展與地熱能源相關(guān)的科學技術(shù)研究，開發(fā)出大量的地熱能源，引入先進的管理技術(shù)與研究技術(shù)，加強自主創(chuàng)新與應用，推動我國地熱供暖項目的高水平發(fā)展。

結(jié)束語：

我國對于地熱能源的研究經(jīng)歷了許多年，從技術(shù)方面逐步取得突破，目前已經(jīng)形成系統(tǒng)的技術(shù)體系。我國在地熱供暖項目技術(shù)方面的研究已經(jīng)取得了顯著的成果，其配套技術(shù)在實用中更是展示了具有優(yōu)勢的實用價值，在日后的技術(shù)鉆研過程中，我國開發(fā)的地熱供暖項目將越多，和社會經(jīng)濟發(fā)展一同進步，響應節(jié)能減排的號召，降低空氣污染，逐步提升人們的生活水平。

參考文獻：

[1]李少靜.地熱井結(jié)合燃氣熱泵供暖技術(shù)的項目應用研究[J].化工中間體，2015，11（12）：87-88.

[2]孫云飚.淺析地熱供暖項目的應用與發(fā)展[J].新經(jīng)濟，2015（02）：116-117.

[3]孫學斌，張書秘.淺析地熱供暖項目的應用與發(fā)展[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（22）：173.

作者簡介：

韓峰，1968年12月出生，女，漢族，山東濟南人，本科，工程師，研究方向：市政工程。

（作者單位：濟南熱力集團有限公司）