地热供暖技术应用探讨

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1、供暖供热暧通窄调HV&AC2007年第37卷增刊·393·地热供暖技术应用探讨山东省建筑设计研究院任照峰摘要介绍了地热在我国供热领域的应用情况，探讨了利用高温水源热泵对地热尾水进行温度提升进行供暖的可行性及经济性，得出了利用高温水源热泵+地热尾水供暖可以有效解决地热利用中的环境污染问题、有效提高地热热水的利用效率、节省供热运行费用等结论。关键词地热高温水源热泵供暖技术1地热在国内的应用概况改革开放后，随着经济社会快速发展，我国能源消费迅速增长，2005年能源消费总量达22．25亿t标准煤，是世界第二大能源消费国。在能源消费结构中，建筑能耗占到了总能耗的30％以上，其中供暖、空调能耗占到了建筑

2、能耗的55％。国家能源紧张状况短期内不会明显得到改善。在国家能源紧缺的情况下，地热资源作为可再生的绿色清洁能源已经显示出了巨大的潜力，逐渐应用于发电、供暖、医疗保健、洗浴和旅游度假、养殖、农业温室种植和灌溉、工业生产、矿泉水生产等广泛的领域，中低温地热资源开发利用还引发了围绕房地产开发、旅游业等的地热开发热潮。目前国际上有100多个国家在开发利用地热资源，并以每年12％的速度递增，能源专家普遍预测到2100年地热利用将在世界能源总量中占30％～80％。在我国，已发现的地热区有3200多处，地热可采储量约相当于4626．5亿t标准煤。近几年我国地热开采利用量每年以7％的速度增长。截止到2005

3、年，我国直接利用地热资源的热能为12604．6GWh，居世界首位。我国利用地热资源的方式主要是高温地热发电和中低温地热直接利用。在我国西藏已建成3座地热电站，在华北、东北、西北地区，北京、天津、西安、鞍山等大中城市的地热供暖已取得良好的经济效益和环境效益。在地热供暖方面，冰岛开发利用得最早最好。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统，现今这一供热系统已发展得非常完善，每h可从地下抽取80℃的热水7740t，供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱，冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。我国利用地热供暖和供热水的发展也非常迅速，在京津地区已成为地热利用中最普遍

4、的方式。据了解，截至2005年底，天津市地热供暖面积已达1000万m2，占全国地热供暖面积的50％，北京地热供暖面积也达到120万m2。随着越来越多的地热供暖项目的开发利用，也暴露出地热利用中的一些问题。第一，地热供暖后直接排放，排放温度高(>30℃)，地热利用率低，造成资源浪费。第二，地热供暖系统腐蚀、结垢问题严重，结垢物质主要有氧化铁、硫酸钙、碳酸钙和硫酸盐等。第三，地热供暖后的尾水没有回灌，直接排放造成当地土壤环境污染(包括砷、汞、氟等有害元素污染及热污染)，引起地面下沉，影响地下结构的稳定性。针对地热利用中出现的问题，为了进一步规范地热资源开发利用行为，切实提高地热资源开发利用的技术

5、水平，提高地热回灌率，有效保护地热资源，天津市于2006年11月率先颁布了《地热利用工程设计标准(试行)》，定于2006年12月1日起实施。2地热热泵在供暖中的利用为了解决地热利用中出现的许多问题，对地热的合理开采、综合利用进行研究是一个大的方向。首先，在地热用于供暖时，需进行方案分析比较，根据地热水的温度、流量，需要负担的建筑供暖负荷，确定是全部采用地热水(或经过换热器换热供暖，下同)，还是需要设置部分地热热泵机组，负担部分·394·第2届中同勘察设计协会建筑环境与设备专业委员会大会文集供暖供热建筑供暖负荷；是否需要进行水处理，供应生活热水或作其他用途；是否需要没回灌井进行地热水回灌。根据

6、工程的实际应用，对地热水供暖的综合利用方案一般有下述三种：其一，地热井开采的地热水的流量和温度，如果在直接供暖的情况下能满足所负担的建筑供暖负荷，又无其他用途，则对供暖尾水直接回灌。其二，地热井开采的地热水的流量和温度，如果在直接供暖的情况下能满足所负担的建筑供暖负荷，且地热水有其他用途，如作为生活热水、洗浴用水、温泉用水等，则供暖尾水经除铁、除锰等水处理，达到应用标准后利用。其三，地热井开采的地热水的流量和温度，如果在直接供暖的情况下不能满足所负担的建筑供暖负荷，则地热直接供暖(如果地热水水温较高，可以两级供暖串接，前一级用散热器供暖，后一级用地板辐射供暖)后的尾水(30～40℃)用作地热

7、热泵的热源水，由地热热泵机组提供满足供暖需要的热水(60～70℃)，用于地板辐射供暖或散热器供暖。前两种情况相对简单，本文小作详细论述，重点讨论一下第三种情况的应用。水源热泵本身已有几十年的发展历史，尤其是在美国，发展比较迅速。目前美国已安装了40～50万台水源热泵，而且每年以10％的速度增长。但是就地热热泵来说，还处于发展阶段，尚未大规模应用。其主要问题不是系统技术问题，而是热泵本身的技术问题。按照美国《水