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十分重要的地位，怎樣實現地熱供暖技術的有效應用，是當前一項主要研究內容。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供暖。采取傳統供暖方式不僅會消耗大量能源而且會引發一系列污染問題，因此應對其加以優化和更新。伴隨地熱供暖技術的使用，將傳統供暖問題有效解決，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和使用，在緩解能源危機的同時，可對生態環境起到一定的保護作用。

一、簡述地熱供熱系統

有關地熱供暖技術，其屬于一個綜合性系統，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熱水以及供應生活熱水。供暖時能依據熱水開采及溫度情況，及時調節系統由此確保供暖系統的穩定運行。構成地熱供暖系統的主要部分是開發地熱水系統，和地熱水的分配及運輸系統，室內裝置，中心泵站。依據不同的熱水管路，可以將地熱系統分為混合與直接供暖系統。

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，無論變頻調速設備使用安裝于供暖系統中，均能為供暖連續性提供保障。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部因素與外部因素，現階段在我國大部分鍋爐供暖系統中，未實現供暖自動調節設備的大范圍安裝，在進行供暖調節時仍然采取相對傳統的操作。在均衡計算熱量的過程中，通常是提供相關參數來實現修正的，而且在供暖方面還會出現間隙供暖現象，上述問題均在不同程度上影響到供暖效果。之所以進行室內供暖，主要目的是出于確保冬季室內可擁有穩定的熱環境，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生條件進行深入思考，之后再進一步研究室外氣象參數，由此可將供暖熱負荷計算出來，在具體計算過程中，一般以靜態為基礎展開計算。可在具體供暖過時，靜態熱平衡均屬于一個理想狀態，這是由于計算過程中未考慮到室內環境變化，也沒有兼顧人員狀態變化。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溫度始終維持恒定狀態，應讓供暖系統可以處在動態化響應模式下，以此可以隨時調節供熱量。通常變頻調速裝置會安裝于地熱供暖系統的井口，由此能夠依據變化的室外氣象參數調節地熱開采量，可以有效維持室內恒定溫度。另外，在供暖過程中必須把握供暖熱量，若是室內溫度偏高會造成不必要的熱能浪費，而室內溫度偏低的，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廣泛的推廣應用。基于不斷發展的科學技術，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展。現階段我國擁有的地熱泵系統數量在5000左右，地源熱泵供暖技術的開發面積已經超出，其中絕大多數集中于我國華北和東北地區，而且廣泛運用在冬季供暖。在社會高速發展的過程中，會進一步加大研究與開發地源熱泵供暖技術的力度，伴隨出現各種信息化技術，可實際上大多數技術均屬于商業性探索，和系統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，這一技術的發展方向必然是高效率的、大規模的，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位于世界前列，而且居于地熱能利用的首位。可也需要注意到在此類技術的研發過程中，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，和發達國家的研發工作仍存在一定差距。即便如此，現下水熱型地熱供暖技術，無論是裝置還是設備均已實現了信息化與自動化，其會促進地熱開發技術向著更加先進的方向穩定發展。

四、地熱供暖技術發展前景設想

（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利用。主要表現在以下幾方面：（1）市區集中供暖系統自身缺陷，和城市中心距離較遠的郊區，主要會采取中小型鍋爐實現供暖，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、農村等地區的供暖系統。（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成本的投入。（3）基于國家經濟轉型的不斷深入，在保護、節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、節能和環保等優勢，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。依據相關統計數據，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，占據國土總面積約40%，并且分布在絕大多數省內[1]。可見，開發水熱型地熱資源具有很大的潛力。可實際上在開發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

據相關數據統計，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。若是我國能研發更先進的干熱巖開發技術，其會在全國大范圍推廣使用。

結束語：

針對環境污染和資源匱乏的現狀，現階段優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實意義。由此，有關部門與企業應提高對其的重視，從而切實提高供暖質量與效率。

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.中國建筑節能協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場觀摩會舉辦[J].暖通空調，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.地熱直供聯合熱泵供暖技術的研究與應用[J].能源與節能，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）