【摘?要】世界能源在應用方面正在發(fā)生著結構的調整,非石化能源的應用比例逐漸擴大,在風能、水能、太陽能等能源的開發(fā)利用已經越來越大,而相關技術體系的發(fā)展也日益成熟。在新時期的地熱供暖項目應用中,為新能源的利用提供了廣闊的市場前景。地熱能屬于一種新型的能源基礎,在如今的能源市場中具有巨大的市場潛力。本文從地熱供暖的相關內容進行概述,指出了地熱供暖項目的具體應用與發(fā)展前景,旨在推動我國地熱供暖項目的良好發(fā)展。
【關鍵詞】地熱供暖項目;實際應用;發(fā)展前景
引言:
在現(xiàn)代科學技術發(fā)展迅速的進入,新能源的開發(fā)與利用已經具備了堅實的基礎,各類新能源逐漸出現(xiàn)在大眾視野中,成為各界研究的重點。地熱能作為地球上的可再生能源,由于以往技術的限制未能得到有效的研究,但隨著相關技術與材料的大量應用,采用深層地熱供暖的方式為居民提供更舒適的居住環(huán)境,是研究地熱供暖項目的關鍵所在。推動地熱供暖項目的實際應用,減少建筑供暖中對煤炭等資源的浪費,既可以推動地熱供暖項目的快速發(fā)展,又能夠對建筑居住的適宜度提出保障。
一、地熱供暖項目的相關內容
(一)地熱能
地熱能是從地殼中開發(fā)出的天然能源,這種能源來自于地球內部的熔巖,并且能夠以熱力的形式從地下水流流動中傳輸至地面附近的區(qū)域,高溫的熔巖會將地下水加熱,而被加熱的地下水會逐漸滲透出地面,人們從中抽取能量,就可以應用這些熱源。如我國環(huán)太平洋和喜馬拉雅-地中海兩條地熱帶中,根據(jù)不同的地質條件,可以應用淺層地熱資源。近年來,我國對于水地源熱泵技術的研究逐漸深入,處于深層的亞經濟型地熱資源在我國發(fā)電及供暖方面提供了大量的能源。
(二)應用背景
隨著全球經濟的快速發(fā)展,能源緊缺問題是世界各國面臨著的主要問題,我國在地熱能源的開發(fā)方面已經成功注冊了聯(lián)合國的首個清潔發(fā)展項目,推動了我國關于地熱能源的研究工作。在當下經濟的大環(huán)境中,現(xiàn)有的地熱能源研究技術可以讓我國開發(fā)地殼中豐富的地熱能源,并將這些能源供應社會的需求,在地殼中擁有的大量地熱流體及地熱能屬于再生能源,具有較強的清潔性,開發(fā)潛力巨大。我國盆地地區(qū)地熱能源較為豐富,常規(guī)能源的折合儲備量及折合標準非常高,使用新能源來降低二氧化碳的排放量有助于維護生態(tài)環(huán)境[1]。
(三)工藝原理
淺層地熱采暖技術主要以熱泵技術為主,其采暖與制冷的機制是對卡諾循環(huán)原理的應用,與制冷機的應用原理大致相同。依照逆循環(huán)的工作,輸入少量的高品位能源之后,就可以在地熱能中獲取更多的能源,并在冬季中將地熱能從中取出來,供應室內的取暖,再儲存冷量,以供應夏季的制冷需求。在循環(huán)的過程中,大地屬于蓄能介質,可以完成能量的儲存與釋放,而深層的地熱能源品味較高,經過人工處理以后,可以直接參與供暖應用,如果能夠以梯級的形式利用,將各類技術組合使用,那么地熱供暖項目的供暖效率也會大大提升,從中抽取98%的熱水加以供暖,回灌水的溫度可以達到40℃,并不是完全應用地熱能,其中經過散熱器采暖的循環(huán)也會有所消耗。如圖1所示,地熱井供暖工藝非常清晰,循環(huán)供水使用以后的尾水會以10℃左右的溫度回灌低下,地熱能的利用效率非常高[2]。
二、地熱供暖項目的實際應用
(一)用地熱供暖
地熱能源使用的案例較為常見,如地熱發(fā)電、地熱供暖等,都是人們生活中存在的事情。在地熱供暖項目中,我國地熱采暖的發(fā)展歷史非常漫長,尤其是東北地區(qū)與華北地區(qū),采暖的應用非常普遍。使用地熱能時要明確其基礎條件,一般來說,如果居民分開居住的形式居多,在集中供暖方面存在一定的現(xiàn)實難度,則鋪設大量的輸水管影響占地與經濟效益,那么采用地熱供暖項目的方式就可以減少管理中存在的大量問題,而且能夠減少熱能在循環(huán)供應中的損失,提升供應效率。在集中居民的供暖中,采用地熱供暖項目則可以進一步提升供暖的經濟性,如某能源企業(yè)施工完成一眼回灌井,開發(fā)地熱能源,再將換熱后的尾水回灌于井中形成儲備。在整個地熱供暖項目中,能源企業(yè)負責設計與開發(fā),并做好預先的資金墊付,在建設成地熱供暖項目系統(tǒng)之后,開啟供暖方案,由用戶向企業(yè)繳費,雙方建立起穩(wěn)定的合作關系,減少實際供暖中常見的問題,可最大限度的使用自然能源,達到良好的供暖效果[3]。
(二)地熱供暖項目系統(tǒng)
地熱供暖項目系統(tǒng)是使用散熱器進行對流供暖,利用地熱水進行循環(huán)散熱,使建筑內的居室溫度逐漸提升,但在實踐過程中卻發(fā)現(xiàn)以下幾個問題:第一,散熱器的供水水溫要在70-90℃,由于地熱水中的Mg和SiO2的含量較高,散熱器供暖容易出現(xiàn)管道堵塞的問題,那么供暖的效果就會下降。第二,地熱供暖的循環(huán)時間較長,其中存在嚴重的熱量損失,運輸距離每延長1km就有3℃的熱量損失。第三,因為輸送距離較長,一旦運輸管道中出現(xiàn)漏洞,那么熱水的流失速度會更快,則整體的地熱供暖項目系統(tǒng)運行效率會持續(xù)降低。在現(xiàn)有的技術環(huán)境中,應用板式換熱器換熱及采暖尾水回灌流程,可以解決上述的相關問題,但因此產生的造價成本也需要企業(yè)加以考慮。
(三)節(jié)能減排效益
我國注重節(jié)能減排的社會效益,在地熱供暖項目建設中,考慮節(jié)能減排效益非常重要。一方面我國加大對地熱能源的開發(fā),一方面也要注重對技術的合理運用。如在某地區(qū)的地熱能源開發(fā)中,經過大量的勘測實驗最終確定一眼回灌井的位置,發(fā)現(xiàn)僅此一口井就可以滿足當?shù)卮迩f的需求,而沒有繼續(xù)開發(fā)其他回灌井,在已經滿足熱能的情況下對地熱能源進行保護,也是實現(xiàn)節(jié)能減排需求的重要理念。
三、地熱供暖項目的發(fā)展
根據(jù)世界能源調查統(tǒng)計,地熱能源的總量可以達到11000-13000TWh/a,在時間的發(fā)展中人類對于地熱能源的勘探比例較小,所以地熱能源的開發(fā)空間非常大。而且現(xiàn)代人提倡用環(huán)保的形式開發(fā)能源,地熱能源以其良好的清潔性優(yōu)勢占據(jù)著新型能源的重要位置,在未來的發(fā)展中,地熱能源在發(fā)電中可占據(jù)10%。雖然地熱能源的直接利用效率較低,僅可維持50-70%,而熱源提供也僅可應用5-20%,但由于我國地熱能源的儲備非常豐富,其研究和利用的前景十分廣闊,應用地熱能源能夠為我國采暖工程提供豐富的能源基礎,我國相關技術人員應當對地熱能源加以深入研究。為滿足人們的生活質量需求,國家可以在市場導向的基礎上,大力發(fā)展與地熱能源相關的科學技術研究,開發(fā)出大量的地熱能源,引入先進的管理技術與研究技術,加強自主創(chuàng)新與應用,推動我國地熱供暖項目的高水平發(fā)展。
結束語:
我國對于地熱能源的研究經歷了許多年,從技術方面逐步取得突破,目前已經形成系統(tǒng)的技術體系。我國在地熱供暖項目技術方面的研究已經取得了顯著的成果,其配套技術在實用中更是展示了具有優(yōu)勢的實用價值,在日后的技術鉆研過程中,我國開發(fā)的地熱供暖項目將越多,和社會經濟發(fā)展一同進步,響應節(jié)能減排的號召,降低空氣污染,逐步提升人們的生活水平。
參考文獻:
[1]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.
[2]孫云飚.淺析地熱供暖項目的應用與發(fā)展[J].新經濟,2015(02):116-117.
[3]孫學斌,張書秘.淺析地熱供暖項目的應用與發(fā)展[J].中國新技術新產品,2014(22):173.
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)