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地热应用
地热供暖
来源:地大热能 2015-09-01
一、地热供暖与常规供暖的差异
A.地热水出水温度受地热井的条件限制,温度比较固定;而锅炉供暖的温度可以在一定范围内调节。
B.地热水是从地下开采出来的,对于单井运行模式是一个开式系统,开采最大流量受到地热井及地层条件的限制;而锅炉供暖一般使用循环水,是闭式系统。
C.因此,地热供暖可以看成是有恒定热源温度的开式地热水热力系统,而普通锅炉供暖可以看成是有恒定热流密度的闭式热力循环系统。

二、地热供暖设计步骤
A.地热水资源的评估,评估内容包括:水温、水量、水质、地热井寿命、最高排放温度的限制等;
B.负荷计算,通常在规划阶段是按照热指标来估算设备负荷,但一旦具备了墙体、朝向、内部负荷等资料,必须进行严格的负荷计算。
C.确定系统形式。是采用直接供暖还是间接供暖;地热的梯级利用形式,是否采用地板采暖,是否采用热泵,是否需要调峰等;室内系统形式是单管还是双管,如何进行热计量等等;
D.水力、热力计算和设备选择与技术经济评估;
E.可调性、节能性对供暖系统的要求:如,质调节方法、量调节方法、如何解决失调等等。

三、地源热泵的施工工艺
地源热泵是利用水源热泵的一种形式,它是利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换作为水源热泵的冷热源,冬季把地能中的热量“取”出来,供给室内采暖,此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为“冷源”。

地源热泵供暖空调系统主要分3部分:室外地热能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统。地源热泵施工工艺包括以下几个步骤。
A.现场踏勘。进行场地调查,分析钻勘探孔采集土壤热参数。土壤热参数主要包括土壤的导热系数、土壤温度及其随深度和季节变化的规律等。
B.系统设计。设计难点主要是换热器的设计。埋管形式、埋管或竖井的间距、埋深、管径、循环介质的流量等是系统设计和施工中应该重点考虑的因素。
C.施工关键点。水平埋管分单层和多层,其中单层水平埋管最佳深度为0.8~1.0m,换热效果随气候变化较大,而多层管中的下层管处于较低的温度场,换热效果比单层要好,但可能造价较高。一般使用较多的是双层管,最佳深度为1.2~1.9m。
D.系统安装。垂直埋管的施工主要包括钻孔、换热器安装、试压和回填。
E.回填材料的选择。性能良好的回填材料需要具备良好的导热性能、流动性、抗渗性、抗压强度、粘结性以及适当的膨胀性等特性。

四、地热供暖需要注意的问题
A.水资源利用。对于地下水的使用问题,应严格执行《中华人民共和国水法》和《城市地下水开发利用保护管理规定》等法规,确保水资源不受污染,不对地质造成灾害。
B.水文地质问题。在当地完成对工程所在地的井深、水温、水量、水质等原始资料的采集,并保证这些资料的有效性和正确性,对这些资料进行分析研究。
C.地下换热器的设计。地下换热器的设计要对建筑负荷、回填材料、土壤地层特性等进行精确的勘测和分析。

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