中国石油大学(华东)新能源

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1、第三节地热直接利用地热直接利用概述地热水的直接用途非常广泛，主要有采暖空调、工业烘干、农业温室、水产养殖、旅游温泉、疗养保健等。在工业上，地热能可用于加热、干燥、制冷、脱水加工、提取化学元素、海水淡化等方面；在农业生产上，地热水可用于温室育苗、栽培作物、养殖禽畜和鱼类等。例如：地处高纬度的冰岛不仅以地热温室种植蔬菜、水果、花卉和香蕉，近年来又栽培了咖啡、橡胶等热带经济作物。地热能直接利用与烹饪、沐浴及暖房，已有悠久的历史。至今，天然温泉与人工开采的地下热水仍被人类广泛使用。据联合国统计，世界地热水的利用远远超过地热发电，中国的地热水直接利用居世界首位

2、，其次是日本。地热务农地热养殖1.1我国地热资源的特点及最佳开发模式⑴量大而温度较低：地热资源总量多（1500亿t标准煤/年），但高温的不多，资源量的98%以上属于中低温（105℃以下）热水型资源。⑵地热资源大都处于人口稠密区，易于开发，有利于进行以旅游为轴线的能源的梯级综合开发利用。⑶长期以来，地热钻井费用高，能源利用率低，经济效益不好，影响了中低温地热田的大规模开发利用。⑷南方地热区雨量充沛，有利于地热水自然补充，不用回灌1.2地热能利用的评价，能量分析和火用分析地热能利用系统和所有的能源系统一样，要提高能量的利用率就要对系统的用能水平进行祥细分

3、析，特别是在方案选择和设计阶段。一般常用的方法有两种：第一种方法是建立在热力学第一定律基础上的能量数量分析法，也就是我们日常用得最多的俗称“热平衡”的方法。根据能量守衡原理，对一个稳态系统从热源输入的能量等于离开系统的能量和系统有用功之和，即：第二种方法是建立在热力学第一定律和第二定律上，能量的“数”和“质”统一的分析法。也就是说：对一个能量系统来说，能量被利用，不仅有数量的多少，而且还有质量之分。比如当环境温度为30℃时，同样的热量Q存在于150℃的热水中，理论上所能转换成的功（最大作功能力），就远比存在于100℃的热水中为高，可达1.51倍。在一

4、定的条件下，能量所具有的最大作功能力称作火用，亦即在环境温度下理想卡诺循环所能做的功，也叫有效能。对一个稳态系统，它可用下式表示：1.3以旅游为轴线的地热资源梯级综合开发利用模式以旅游为轴线的地热资源梯级综合利用，把地热资源不仅当作洁净能源，也作为重要的旅游资源来规划利用。也就是说除了医疗保健、洗浴、休闲娱乐等旅游节目外，无污染的地热发电厂、地热制冷和供暖、地热干燥、地热温室和养鱼等都是很好的旅游参观资源。而地热产品除电和制冷（热）直接服务于旅游业外，其余如：无公害的蔬菜、爪果、菇品、水产品等均可供游客直接食用。由于游客对生产环境的认可，其干燥后的产

5、品：爪果干、菇品、水产品更是游客遗赠亲友的佳品。下面我们以广东某地热田为例，介绍一下以旅游为轴线的梯级综合开发利用的规划。1.4地热开发利用中所要注意的问题避免超采超用，加强回灌，保持可持续发展，地热回灌技术在很大程度上减小甚至消除了地热能的环保影响。不能随便排放，避免对大气、土壤和水资源的污染。洗浴用地热水应与生活污水一起经处理达标后方可排放；不鼓励采用未经处理的地热尾水直接浇灌温室作物和养鱼。地热开发造成的主要环境影响是地面干扰、地面沉降、噪声、热污染和化学物质的排放。地面干扰和地面沉降：占地，挖掘，地面塌陷，热泉的消失。空气污染：h2s,co2

6、化学污染：1，盐类污染，地热水中含卤化物等，如回灌，高盐度的水引起土壤盐渍化和土壤板结，还会结垢，堵塞管子2，有害元素的污染：重金属和微量元素超标，灌溉，养殖和排入水体中均不好。热污染：局部空气和水体的温度升高，改善生态平衡，影响环境和生物生长噪声污染：钻井噪声80dB，地热井防喷噪声120dB2.地热制冷吸收式制冷循环原理吸收式制冷基本循环系统是由发生器、冷凝器、制冷节流阀、蒸发器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵等组成，如下图所示。它采用由高沸点的吸收剂和低沸点的制冷剂混合组成的工质对。利用地热制冷空调或为生产工艺提供所需的低温冷却水是地

7、热能直接利用的一种有效途径。地热制冷是以足够高温度的地热水驱动吸收式制冷系统，制取温度高于7℃的冷冻水，用于空调或生产。一般要求地热水温度在65℃以上。用于地热制冷的制冷机有两种，一种是以水为制冷剂，以溴化锂溶液为吸收剂的溴化锂吸收式制冷机，另一种是以氨为制冷剂，以水为吸收剂的氨水吸收式制冷机。氨水吸收式制冷机由于运行压力高、系统复杂、效率低、有毒等因索，除了要求制冷温度在0℃以下的特殊情况外，一般很少在实际中应用。吸收式制冷基本循环系统图1－发生器，2－冷凝器，3－膨胀阀，4－蒸发器，5－吸收器，6－膨胀阀（辅），7－热交换器，8－溶液泵整个系统包

8、括两个回路：一个是制冷剂回路，一个是溶液回路。系统中使用的工作流体是制冷剂和吸收剂，我们称之为吸收式制冷的工