地热供暖技术应用研究

【摘 要】地热能在众多清洁能源中占据十分重要的地位，怎样实现地热供暖技术的有效应用，是当前一项主要研究内容。对此，本文将对该项技术的相关应用进行简要分析。

【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开发技术，其会在全国大范围推广使用。

结束语：

针对环境污染和资源匮乏的现状，现阶段优化供暖方式是一个关键点。作为清洁能源代表的地热能，将其运用于供暖工程具有重大的现实意义。由此，有关部门与企业应提高对其的重视，从而切实提高供暖质量与效率。

参考文献：

[1]杨鑫.关于地热能技术在未来机场建设中的应用与思考[J].工程建设与设计，2018（17）：246-247.

[2]吴延鹏.中国建筑节能协会地热能供暖技术推广中心成立大会暨地热能清洁供暖技术应用交流与现场观摩会举办[J].暖通空调，2018，48（02）：23.

[3]李少静.地热井结合燃气热泵供暖技术的项目应用研究[J].化工中间体，2015，11（12）：87-88.

[4]孙立生.地热直供联合热泵供暖技术的研究与应用[J].能源与节能，2013（05）：123-125.

[5]宫自强，张云鹏，侯艳.地热能供暖制冷技术及应用[J].北华航天工业学院学报，2012，22（02）：1-3.

作者简介：

韩峰，1968年12月出生，女，汉族，山东济南人，本科，工程師，研究方向：市政工程。

（作者单位：济南热力集团有限公司）