地熱供暖技術應用研究

【摘?要】地熱能在眾多清潔能源中占據(jù)十分重要的地位，怎樣實現(xiàn)地熱供暖技術的有效應用，是當前一項主要研究內(nèi)容。對此，本文將對該項技術的相關應用進行簡要分析。

【關鍵詞】供暖技術;地熱供暖;應用

引言：

我國北方冬季相對嚴寒必須進行室內(nèi)供暖。采取傳統(tǒng)供暖方式不僅會消耗大量能源而且會引發(fā)一系列污染問題，因此應對其加以優(yōu)化和更新。伴隨地熱供暖技術的使用，將傳統(tǒng)供暖問題有效解決，而且擁有廣泛使用空間。中國擁有十分豐富的地熱能資源，所以通過對地熱供暖技術的開發(fā)和使用，在緩解能源危機的同時，可對生態(tài)環(huán)境起到一定的保護作用。

一、簡述地熱供熱系統(tǒng)

有關地熱供暖技術，其屬于一個綜合性系統(tǒng)，在具體應用時使用水源，依托少相應的電能輸入和熱泵原理，達到熱能的有效轉移，通過單個或是多個地熱井水為建筑物供暖，在進行供暖中還能生產(chǎn)熱水以及供應生活熱水。供暖時能依據(jù)熱水開采及溫度情況，及時調(diào)節(jié)系統(tǒng)由此確保供暖系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。構成地熱供暖系統(tǒng)的主要部分是開發(fā)地熱水系統(tǒng)，和地熱水的分配及運輸系統(tǒng)，室內(nèi)裝置，中心泵站。依據(jù)不同的熱水管路，可以將地熱系統(tǒng)分為混合與直接供暖系統(tǒng)。

二、地熱供暖特征分析

針對地熱供暖，其主要的熱源是深層地下熱水，通過間接或是直接供暖系統(tǒng)把熱源傳輸至千家萬戶。地熱作為可變恒溫的流量熱源，無論變頻調(diào)速設備使用安裝于供暖系統(tǒng)中，均能為供暖連續(xù)性提供保障。鍋爐供暖會受限于多種因素的影響，而影響相對較大的是內(nèi)部因素與外部因素，現(xiàn)階段在我國大部分鍋爐供暖系統(tǒng)中，未實現(xiàn)供暖自動調(diào)節(jié)設備的大范圍安裝，在進行供暖調(diào)節(jié)時仍然采取相對傳統(tǒng)的操作。在均衡計算熱量的過程中，通常是提供相關參數(shù)來實現(xiàn)修正的，而且在供暖方面還會出現(xiàn)間隙供暖現(xiàn)象，上述問題均在不同程度上影響到供暖效果。之所以進行室內(nèi)供暖，主要目的是出于確保冬季室內(nèi)可擁有穩(wěn)定的熱環(huán)境，在實際供暖時應有效設計供暖方法，應對建筑維護結構特點和衛(wèi)生條件進行深入思考，之后再進一步研究室外氣象參數(shù)，由此可將供暖熱負荷計算出來，在具體計算過程中，一般以靜態(tài)為基礎展開計算?？稍诰唧w供暖過時，靜態(tài)熱平衡均屬于一個理想狀態(tài)，這是由于計算過程中未考慮到室內(nèi)環(huán)境變化，也沒有兼顧人員狀態(tài)變化。其實在供暖時，房屋熱量損失在很大程度上會受到室外溫度變化的影響，與此同時也是相對關鍵的影響因素。出于更好地確保室內(nèi)溫度始終維持恒定狀態(tài)，應讓供暖系統(tǒng)可以處在動態(tài)化響應模式下，以此可以隨時調(diào)節(jié)供熱量。通常變頻調(diào)速裝置會安裝于地熱供暖系統(tǒng)的井口，由此能夠依據(jù)變化的室外氣象參數(shù)調(diào)節(jié)地熱開采量，可以有效維持室內(nèi)恒定溫度。另外，在供暖過程中必須把握供暖熱量，若是室內(nèi)溫度偏高會造成不必要的熱能浪費，而室內(nèi)溫度偏低的，則是供暖標準不達標。

三、常見地熱供暖技術分析

第一，地源熱泵供暖技術。這一技術當中地熱能主要來自淺地層。通過開發(fā)與有效應用此類淺地層能源，一方面能對冬季進行供熱，另一方面也能在夏天進行制冷。在20世紀40年代誕生了地源熱泵供暖技術，可是因為受限于那個時期技術及條件，因此這一技術未實現(xiàn)廣泛的推廣應用?；诓粩喟l(fā)展的科學技術，日益嚴峻的能源匱乏問題，在一定程度上推動著地源熱泵供暖技術的發(fā)展。現(xiàn)階段我國擁有的地熱泵系統(tǒng)數(shù)量在5000左右，地源熱泵供暖技術的開發(fā)面積已經(jīng)超出，其中絕大多數(shù)集中于我國華北和東北地區(qū)，而且廣泛運用在冬季供暖。在社會高速發(fā)展的過程中，會進一步加大研究與開發(fā)地源熱泵供暖技術的力度，伴隨出現(xiàn)各種信息化技術，可實際上大多數(shù)技術均屬于商業(yè)性探索，和系統(tǒng)性技術標準相差甚遠，導致實際應用效果不理想。

第二，水熱型地熱供暖技術。地下水是水熱型地熱供暖的重要熱源。關于該供暖技術，由地下井得到地下水資源，而且將其中的熱量加以轉換并及時傳遞至相應的供熱管道，由此提供給使用者。伴隨不斷進步的科學技術，這一技術的發(fā)展方向必然是高效率的、大規(guī)模的，而且目前是我國最重要的新能源供暖技術。有關該項供暖技術的使用我國已經(jīng)位于世界前列，而且居于地熱能利用的首位?？梢残枰⒁獾皆诖祟惣夹g的研發(fā)過程中，因為我國有關工藝設備相較落后，而且缺乏高水平綜合型人才，和發(fā)達國家的研發(fā)工作仍存在一定差距。即便如此，現(xiàn)下水熱型地熱供暖技術，無論是裝置還是設備均已實現(xiàn)了信息化與自動化，其會促進地熱開發(fā)技術向著更加先進的方向穩(wěn)定發(fā)展。

四、地熱供暖技術發(fā)展前景設想

（一）地源熱泵供暖技術

關于該項技術不需要利用大量能源，主要是將部分品位偏低的熱量轉換成品位較高的熱量。基于技能減排政策在我國逐步推行，未來定為會針對熱源泵供暖技術進行深入的開發(fā)利用。主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）市區(qū)集中供暖系統(tǒng)自身缺陷，和城市中心距離較遠的郊區(qū)，主要會采取中小型鍋爐實現(xiàn)供暖，這樣一方面會造成大量的能源消耗，另一方面也會引發(fā)嚴重的污染問題。可使用地源熱泵供暖技術可以將城市供暖不足問題有效處理，能使用在城市郊區(qū)、農(nóng)村等地區(qū)的供暖系統(tǒng)。（2）我國華北、東北等地，擁有較多的地熱井與干枯油井可以使用，這樣便能在很大程度上降低前期開發(fā)成本的投入。（3）基于國家經(jīng)濟轉型的不斷深入，在保護、節(jié)能技術方面獲得大力扶持。對于地源熱泵供暖技術，因具備清潔、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)勢，必然會得到大力扶持，因此前景很是樂觀。

（二）水熱型地熱供暖技術

水熱型地暖能源在我國的含量較為豐富，含量最多的是中—低溫水熱型地熱能源。依據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，水熱型地熱資源會大量聚集在沉積盆地中，而中國的沉積盆地面積是，占據(jù)國土總面積約40%，并且分布在絕大多數(shù)省內(nèi)[1]。可見，開發(fā)水熱型地熱資源具有很大的潛力?？蓪嶋H上在開發(fā)水熱型地熱資源過程中，極易存在砂巖回灌堵塞的問題，其也是深入開發(fā)水熱型地熱資源的一大限制。對此，未來應針對砂巖回灌問題展開深度研究，更好地解決該項資源的使用難題，進而為這一供暖技術的推廣應用打下堅實基礎。

（三）干熱巖供暖技術

據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，干熱巖資源在我國的儲量為，若是換算為標準煤，資源總量可近似標準煤15萬億噸[2]。而干熱巖資源可以被開采的部分占其總儲量約2%，大約是我國擁有水熱型地熱資源總量的170倍，可見該項資源擁有廣闊的開發(fā)空間。基于技術視角分析，如果開采達到一定的深度值，便可以開采到干熱巖而且不存在地域因素的局限。若是我國能研發(fā)更先進的干熱巖開發(fā)技術，其會在全國大范圍推廣使用。

結束語：

針對環(huán)境污染和資源匱乏的現(xiàn)狀，現(xiàn)階段優(yōu)化供暖方式是一個關鍵點。作為清潔能源代表的地熱能，將其運用于供暖工程具有重大的現(xiàn)實意義。由此，有關部門與企業(yè)應提高對其的重視，從而切實提高供暖質(zhì)量與效率。

參考文獻：

[1]楊鑫.關于地熱能技術在未來機場建設中的應用與思考[J].工程建設與設計，2018（17）：246-247.

[2]吳延鵬.中國建筑節(jié)能協(xié)會地熱能供暖技術推廣中心成立大會暨地熱能清潔供暖技術應用交流與現(xiàn)場觀摩會舉辦[J].暖通空調(diào)，2018，48（02）：23.

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

[4]孫立生.地熱直供聯(lián)合熱泵供暖技術的研究與應用[J].能源與節(jié)能，2013（05）：123-125.

[5]宮自強，張云鵬，侯艷.地熱能供暖制冷技術及應用[J].北華航天工業(yè)學院學報，2012，22（02）：1-3.

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）