地热供暖技术应用研究获奖科研报告

地热供暖技术应用研究获奖科研报告【关键词】供暖技术;地热供暖;应用

引言：

我国北方冬季相对严寒必须进行室内供暖。采取传统供暖方式不仅会消耗大量能源而且会引发一系列污染问题，因此应对其加以优化和更新。伴随地热供暖技术的使用，将传统供暖问题有效解决，而且拥有广泛使用空间。中国拥有十分丰富的地热能资源，所以通过对地热供暖技术的开发和使用，在缓解能源危机的同时，可对生态环境起到一定的保护作用。

一、简述地热供热系统

有关地热供暖技术，其属于一个综合性系统，在具体应用时使用水源，依托少相应的电能输入和热泵原理，达到热能的有效转移，通过单个或是多个地热井水为建筑物供暖，在进行供暖中还能生产热水以及供应生活热水。供暖时能依据热水开采及温度情况，及时调节系统由此确保供暖系统的稳定运行。构成地热供暖系统的主要部分是开发地热水系统，和地热水的分配及运输系统，室内装置，中心泵站。依据不同的热水管路，可以将地热系统分为混合与直接供暖系统。

二、地热供暖特征分析

针对地热供暖，其主要的热源是深层地下热水，通过间接或是直接供暖系统把热源传输至千家万户。地热作为可变恒温的流量热源，无论变频调速设备使用安装于供暖系统中，均能为供暖连续性提供保障。锅炉供暖会受限于多种因素的影响，而影响相对较大的是内部因素与外部因素，现阶段在我国大部分锅炉供暖系统中，未实现供暖自动调节设备的大范围安装，在进行供暖调节时仍然采取相对传统的操作。在均衡计算热量的过程中，通常是提供相关参数来实现修正的，而且在供暖方面还会出现间隙供暖现象，上述问题均在不同程度上影响到供暖效果。之所以进行室内供暖，主要目的是出于确保冬季室内可拥有稳定的热环境，在实际供暖时应有效设计供暖方法，应对建筑维护结构特点和卫生条件进行深入思考，之后再进一步研究室外气象参数，由此可将供暖热负荷计算出来，在具体计算过程中，一般以静态为基础展开计算。可在具体供暖过时，静态热平衡均属于一个理想状态，这是由于计算过程中未考虑到室内环境变化，也没有兼顾人员状态变化。其实在供暖时，房屋热量损失在很大程度上会受到室外温度变化的影响，与此同时也是相对关键的影响因素。出于更好地确保室内温度始终维持恒定状态，应让供暖系统可以处在动态化响应模式下，以此可以随时调节供热量。通常变频调速装置会安装于地热供暖系统的井口，由此能够依据变化的室外气象参数调节地热开采量，可以有效维持室内恒定温度。另外，在供暖过程中必须把握供暖热量，若是室内温度偏高会造成不必要的热能浪费，而室内温度偏低的，则是供暖标准不达标。

三、常见地热供暖技术分析

第一，地源热泵供暖技术。这一技术当中地热能主要来自浅地层。通过开发与有效应用此类浅地层能源，一方面能对冬季进行供热，另一方面也能在夏天进行制冷。在20世纪40年代诞生了地源热泵供暖技术，可是因为受限于那个时期技术及条件，因此这一技术未实现广泛的推广应用。基于不断发展的科学技术，日益严峻的能源匮乏问题，在一定程度上推动着地源热泵供暖技术的发展。现阶段我国拥有的地热泵系统数量在5000左右，地源热泵供暖技术的开发面积已经超出，其中绝大多数集中于我国华北和东北地区，而且广泛运用在冬季供暖。在社会高速发展的过程中，会进一步加大研究与开发地源热泵供暖技术的力度，伴随出现各种信息化技术，可实际上大多数技术均属于商业性探索，和系统性技术标准相差甚远，导致实际应用效果不理想。

第二，水热型地热供暖技术。地下水是水热型地热供暖的重要热源。关于该供暖技术，由地下井得到地下水资源，而且将其中的热量加以转换并及时传递至相应的供热管道，由此提供给使用者。伴随不断进步的科学技术，这一技术的发展方向必然是高效率的、大规模的，而且目前是我国最重要的新能源供暖技术。有关该项供暖技术的使用我国已经位于世界前列，而且居于地热能利用的首位。可也需要注意到在此类技术的研发过程中，因为我国有关工艺设备相较落后，而且缺乏高水平综合型人才，和发达国家的研发工作仍存在一定差距。即便如此，现下水热型地热供暖技术，无论是装置还是设备均已实现了信息化与自动化，其会促进地热开发技术向着更加先进的方向稳定发展。

四、地热供暖技术发展前景设想

（一）地源热泵供暖技术

关于该项技术不需要利用大量能源，主要是将部分品位偏低的热量转换成品位较高的热量。基于技能减排政策在我国逐步推行，未来定为会针对热源泵供暖技术进行深入的开发利用。主要表现在以下几方面：（1）市区集中供暖系统自身缺陷，和城市中心距离较远的郊区，主要会采取中小型锅炉实现供暖，这样一方面会造成大量的能源消耗，另一方面也会引发严重的污染问题。可使用地源热泵供暖技术可以将城市供暖不足问题有效处理，能使用在城市郊区、农村等地区的供暖系统。（2）我国华北、东北等地，拥有较多的地热井与干枯油井可以使用，这样便能在很大程度上降低前期开发成本的投入。（3）基于国家经济转型的不断深入，在保护、节能技术方面获得大力扶持。对于地源热泵供暖技术，因具备清洁、节能和环保等优势，必然会得到大力扶持，因此前景很是乐观。

（二）水热型地热供暖技术

水热型地暖能源在我国的含量较为丰富，含量最多的是中—低温水热型地热能源。依据相关统计数据，水热型地热资源会大量聚集在沉积盆地中，而中国的沉积盆地面积是，占据国土总面积约40%，并且分布在绝大多数省内[1]。可见，开发水热型地热资源具有很大的潜力。可实际上在开发水热型地热资源过程中，极易存在砂岩回灌堵塞的问题，其也是深入开发水热型地热资源的一大限制。对此，未来应针对砂岩回灌问题展开深度研究，更好地解决该项资源的使用难题，进而为这一供暖技术的推广应用打下坚实基础。

（三）干热岩供暖技术

据相关数据统计，干热岩资源在我国的储量为，若是换算为标准煤，资源总量可近似标准煤15万亿吨[2]。而干热岩资源可以被开采的部分占其总储量约2%，大约是我国拥有水热型地热资源总量的170倍，可见该项资源拥有广阔的开发空间。基于技术视角分析，如果开采达到一定的深度值，便可以开采到干热岩而且不存在地域因素的局限。若是我国能研发更先进的干热岩