地热井取暖是什么原理,什么是地热井取暖

本文目录

• 1.什么是地热井取暖
• 2.地热供暖的优缺点
• 3.小区地热井是用电的吗
• 4.地源热泵技术与应用实例分析

什么是地热井取暖

地热能是一种新型的可再生能源，并且接下来将会不断的飞跃，它的直接性利用和地热的发电都会有很大的发展。而地热井就是地热温泉开发主体工程中最重要的阶段，将蕴藏在地下的温泉资源从可再生能源矿产，变成可利用的清洁能源。下面我们就来了解一下什么是地热井，以及地热井有哪些用途的相关内容。

什么是地热井

1、了解地热井的人都知道，它是采取地热资源中最为重要的一项工程步骤，经过钻井的工作往地面向下几百或几千米来开采，索取能源，传输到地上，进行各种地热利用，是非常复杂的工作程序。地热井工程一般时间很长，工程投入资金也很高，但这一阶段的工程关系到地热能开发的成败，因而，地热钻井行业的提升，有着至关重要的意义。

2、一般为提高地热钻井的准确率，在准备工作之前我们都需要做好相关的勘察工作。然后都是使用一些科技的手段来探测地下热水资源的深度、储量、性质、流动、立场及生成等规律信息，为地热钻井提供第一手资料。同时了解地质状况，是否适合钻井，相应的地质状况应采用何种钻井工艺，拟定合理的钻井方案。这些“课前作业”做好，在能在地热钻井过程中事半功倍，达到良好的效果，使工程顺利进行。

3、另外我们进行开采地热资源时，我们要制定一些相关的管理方法，在地热钻井这一项工程中我们不仅仅要选择合适的工艺和技术，所选择设备和耗材的选择也至关重要。而在钻井过程中，要严格管理，依据方案按部就班进行工程的同时，也要随时进行井下检测，遇到情况及时调整。避免因地质问题带来的故障和事故，提升管理水平，是提高钻井效率，确保钻井成功率的保障。

地热井有哪些用途

一、医疗洗浴

地热井在如今很多场所都在广泛的应用，并且它的作用性很大，比如用来做医疗洗浴，那么在温度方面上最好就是在40～60℃。温度偏高需加入凉水或适当降低温度后, 方可用于洗浴, 这样做对地热资源是一种浪费，温度偏低, 会使身体感到不适。用于医疗的地热水, 除有温度要求外, 对水质有相应的要求，我国目前采用下列标准作为医疗地热水，又称医疗矿泉水水质标准。

二、饮用矿泉水

其实地热井由于很多都是来自深部内的低温地热水，所以纯天然无污染，自然就会经过相关的加工处理，将它作为饮用的矿泉水。并含有一些有益于人体健康的微量元素,可作为饮用天然矿泉水开发利用, 我国近年来开发的一些饮用天然矿泉水中, 就有相当一部分是低温地热水。当地热水的污染物指标、微生物指标及锂、锶、锌、铜、铬、钡等组分的限量指标符合要求的条件下，水中有一项指标符合表2.5.6的规定, 可作为饮用天然矿泉水开发。

三、发电

现在我们国家很多地热田都是将它作为发电地区，那么我们来了解一下目前都有哪些地方是用来发电的。比如： 广东邓屋、湖南宁乡灰汤、西藏羊八井、河北后郝窑等，上述地热田所建电站除西藏羊八井投入工业利用外，其余均为试验性电站。

以上关于什么是地热井，以及地热井有哪些用途的相关内容就介绍到这里了，希望这些对大家有所帮助。如果还有不明白的地方可以关注更多消息，如您想了解关于更多这方面的消息，请您持续关注我们的网站。

地热供暖的优缺点

地热井是一种具有一些深度的地热能或者水温高于30摄氏度的温泉水来进行发电的方式与装置，通常分为高温、中温和低温三类。所以，地热井也被应用到供暖中。那么，地热井供暖优缺点有哪些，地热井一般打多深？

现在的 室内装修 中，需要考虑取暖问题。地热井是一种具有一些深度的地热能或者水温高于30摄氏度的温泉水来进行发电的方式与装置，通常分为高温、中温和低温三类。所以，地热井也被应用到供暖中。那么，地热井供暖优缺点有哪些，地热井一般打多深？以下是具体介绍，我们来看。

地热井供暖优缺点

1、优点

和风能、太阳能等相比，地热资源不受季节、气候、昼夜变化等外界因素限制，是一类现实并具有竞争力的新能源。数据显示，全球5km之内地热资源量约4900万亿吨标煤，地热井采暖工程投资，中国地热资源大概占全球资源量的六分之一，地热井采暖施工，其中浅层地热能资源量每年相当是95亿吨标准煤，大理地热井采暖，现在每年能够利用3.5亿吨标准煤，减排5亿吨CO2;中深层地热能资源量相当是8530亿吨标准煤，每年能够利用6.4亿吨标准煤，减排13亿吨CO2;干热岩资源量相当于是860万亿吨标准煤，正处在研发阶段。

2、地热井开采的是具有一些化学与物理属性的地热矿泉水，在开采与使用过程中，不可避免地会造成结垢与腐蚀问题，此外，地质情况的变化，也将影响井口出水，因此，当地热井供暖运行过程中，也应进行定期维护，做好除垢防腐工作，同时通过监测数据，实行勘察分析，了解地下水量水温水质变化情况，和地热井内的运作情况，具体问题具体分析，必要的时候实行适当的合理回灌，以保证地热井供暖的长久和良好效果。

地热井一般打多深

1、各地地热供暖井需多深是不一样的。由于地下热水资源储藏的多少和深度都是不一样的，有许多特殊的热水资源像泉水一样涌出地面。比如：之前我到辽宁熊岳的疗养院疗养，附近就有温泉在河道里涌出，冬季涌泉位置热气升腾，近年热水开采量加大，使得那里的热水 水位 减少了。但是像辽宁的熊岳、兴城等许多热水资源丰富的地区，几十米的深井都是可以抽到热水的。再比如：我所在的地区吃深井水，也有打几百米乃至一千多米的深井，抽出仍然为20—30多度的温水。

2、地热水井井深通常是3500米左右。

地热井，指的为井深3500米左右的地热能或水温高于30℃的温泉水来进行发电的方法与装置，地热分高温、中温与低温三类。高于150℃，用蒸汽形式存在的，为高温地热；90℃～150℃，以水与蒸汽的混合物等形式存在的，为中温地热；高于25℃、小于90℃，以温水、温热水和热水等形式存在的，为低温地热。

通过以上的介绍我们可以看出，地热井虽然应用的比较广泛，但也是优缺点并存的。而对于地热井的深度，一般是根据地热能所在深度的不同而决定，一般在3500米左右。

小区地热井是用电的吗

小区地热井是用电的。

1、地热能是一种新型的可再生能源，并且接下来将会不断的飞跃，它的直接性利用和地热的发电都会有很大的发展。而地热井就是地热温泉开发主体工程中最重要的阶段，将蕴藏在地下的温泉资源从可再生能源矿产，变成可利用的清洁能源。

2、地热井取暖是什么原理：首先考虑用于发电。在国外以中温地热水为能源的地热电站并不少见，美国阿拉斯加已建成用72℃地热水发电的机组。在中国的云南腾冲，也有一座中温发电站。地热井可用于供暖。

地源热泵技术与应用实例分析

蔡建新

（天津京津塘地热科技开发有限公司）

1 地源热泵原理及其特点

1.1 地源热泵原理

地源热泵的原理与普通热泵原理相同，只是为热泵提供的热源是利用自然界中的水、土壤等能汇集地下热能，太阳能等的自然介质中存储的热源（图1）。

图1 热泵原理图

如果建筑附近有可利用的湖、海或水池，并且水温合适（10～20℃）利用地表水系统是最节能，最经济的。夏季冷凝器吸热后的冷却水经管道进湖、海或水池，利用温度较低的地表来散热；冬季吸收海、湖或池内水的热量，用作热泵的低温热源，经热泵汇集后升温传递给室内采暖。利用地表水的地源热泵系统，最适宜的区域是我国的黄河以南到长江、珠江流域的夏热冬冷地区。

地下水系统一般采用开放的循环系统。地下井水经热泵吸热后（冬季放热）向地下深井中放热（冬季吸热）。地下水系统适用于地下水丰富的地区。地下水的温度常年稳定，基本不受外界气温影响，可以让热泵机组高效运行。

对于地表水和地下水源缺乏以及地下水开采受限制的地区，土壤埋管系统将是最佳选择。将管道埋于地下浅层土壤中，循环水经水管与地下土壤进行热交换，夏季土壤作为热汇吸收热量，冬季作为热源为热泵机组提供热量。水平埋管通常用于浅层埋设，开控技术要求不高，但换热能力相对较小，占地面积大；垂直U型埋管换热能力强，可占相对较小土地面积。北方地区因冬季采暖需热量大，通常需采用垂直埋管方式。

1.2 地源热泵特点

1.2.1 地源热泵是清洁的可再生能源利用技术

地表浅层土壤和水体是一个巨大的太阳集热器，同时地球深部的热能也会通过地表向大气层散失。人类每年消耗的全部能量，只是地表吸收和散发的太阳能和地热能的极小的一部分。地表能量被利用后，可由太阳能和地球深部传导上来的热量很快平衡，不会对自然界的能量系统造成不良影响。因此浅层地表能量是一个取之不尽的可再生清洁能源库。

1.2.2 是高效节能的技术

热泵本身的制热效率就比较高。因为热泵产生的热主要不是因燃烧或电加热而直接产生的热量，而是从低温热源中转移过来的热量。我们可以通过一次能源利用率来说明热泵的高效率。

能源利用系数E为装置的制热量与消耗的初级能量的比值。

假设热泵消耗的能量是电，火力发电的效率为0.35，输配电的效率是0.95则热泵E值为：

E＝0.35∗0.95∗COP（COP为热泵的制热性系数）

表1 热泵供热时与传统的供热方式E值相当的COP值

现在高效热泵的COP都能达到3.5～4以上，因此，E＝0.35×0.95×4＝1.33。由此可以看出，热泵在利用一次能源（燃煤）的总体效率上，比效率最高的热电联产的效率还要高。

此外地源热泵的土壤换热器、地下水、地表水作为热源或热汇，冬季在制热运行时，地下水温比环境温度高，使水源热泵的蒸发温度，比其他类型比如风冷热泵的蒸发温度大大提高，且没有化霜操作，所以能效比提高很多，至少在40%以上；夏季制冷时由于地下水，地表水温度比环境气温低，冷凝压力降低，压缩机输入功率减小，使制冷性能比风冷或冷却塔式制冷机组有较大提高。大量测试数据表明，由此导致的机组效率提高，节能20%以上。风冷热泵效率低与地源热泵相比差距大。最节能的风冷空调能耗比也只有2.8。而地源热泵夏季空调时的最低能耗比也在4以上。

1.2.3 环境保护

地源热泵抽取地表水或地下水，并保证100%地下水回灌，甚至不抽取地下水（土壤换热器），对环境不产生破坏作用。热泵以电为驱动力，运行时不直接产生对环境的有害污染，而大规模火力发电则已有成熟的技术降低或治理污染物排放，（如果是水电或核电污染更低）。因此地源热泵系统具有相当好的环境保护效果。

1.2.4 一机多用运行稳定可靠

地源热泵系统可供暖、制冷和提供生活热水，对于同时需求供暖、供冷的建筑，地源热泵一套系统就可同时解决，节省了建筑的配套建设费用和配套设施占用面积。

另外地表水，地下水和浅层地温的变化范围远小于环境气温的变化范围，使地源热泵全年运行稳定，再配合热泵系统自动化程度高，保证了地源热泵采暖、空调系统比传统的采暖、空调系统具有更高的安全性。

1.2.5 应用市场广泛，适用性强

（1）我国绝大多数地域属于夏热冬冷的地区，对建筑采暖用热和空调用冷均可统一于地源热泵系统，尤其对于办公或商务建筑，基本都要求集中空调空调系统。采用地源热泵既解决了采暖又解决了空调，一举两得。

（2）建筑能耗所占能源消耗比例越来越大，发达国家比例达到40%～45%，我国已达到35%。而建筑能耗可以利用温度较低的低品质能量，因此将地源热泵系统在建筑采暖空调领域利用最具经济性、合理性。

2 工程应用案例

几年来，天津京津塘地热科技开发有限公司设计、施工了不少地源热泵空调项目。下面简单给大家介绍一下。

2.1 天津开发区海滨大道发展有限公司办公楼（2002年）

原始设计参数：建筑面积：2400m2；设计热负荷：189kW；设计冷负荷：236kW。

土壤换热器：设计孔深；100m；设计孔数：40。热泵机组：西亚特LWP900 1台；制冷：254kW；制热：339kW。

海滨大道有限公司机房
表2

2.2 中国华能集团小汤山培训中心（2005年）

中国华能集团小汤山培训中心原建筑面积10000m2；原采暖系统为地热井；原空调系统为冷却塔中央空调。新增加建筑面积：20000m2。原有地热井一眼，地热井的具体参数如下：地热井温度：65 ℃；最大水量为：80m3/h；原排水温度：40 ℃；最大热量：2326kW；北京地热水资源费：3元/m3。

因为如果地热井故障，会导致建筑停止供暖8～24小时。所以鉴于采暖安全性和经济性考虑，决定增加地源热泵作为新建筑的中央空调系统，和地热井的热源互为备用。并且可以考虑利用地热井采暖的成本如果太高，可以改为部分利用或全部利用地源热泵。

设计孔深；150m；设计孔数：200；热泵机组：克莱门特热泵2台PSRHH3002；制冷：1092kW，制热：1280kW。

2.3 塘沽凯华商业广场（2005年）

建筑面积4000m2，设计热负荷：240kW，设计冷负荷：320kW。土壤换热器：设计孔深为100m，设计孔数26个，桩埋管数量：3670m。热泵机组：西亚特LWP1200 1台，制冷343kW，制热452kW。

3 设计和工程中存在的问题

（1）关于地下水源开采—回灌和土壤换热器的比较：近几年来地源热泵的发展主要形式是地下水源开采—回灌形式的水源热泵系统。这种形式面临的最大问题是回灌问题。华北、华东地区的地下水位下降，地面沉降问题一直很严重，像天津、上海，多年来面临严重的地面沉降问题，天津有专门的地面沉降办公室，在利用向地下回灌来控制地面沉降的技术已经搞了很多年，积累了很多经验教训，也知道这种地层回灌难度有多大。天津水务部门一直没有开放对利用地下水源用作热泵低温热源或热汇的控制。

在天津地区地下咸水层浅，开凿竖井埋管时会连通咸淡水层，为防止水层连通，要采取必要的措施。并且天津市水利部门加强了对此工作的管理，实施行政许可管理。

采用竖直埋管的土壤换热器形式，不用开采和回灌地下水，没有破坏自然环境的担忧。另外的优点是系统运行更加稳定、安全，没有需要更新和维修潜水泵的烦恼。

（2）冬季避免采用防冻液介质。很多资料中介绍了防冻液的种类、性能等。但我认为在我国华北及以南区域，因为地下温度不是很低，只要设计足够的土壤换热器数量，可以在使用水作为介质的情况下满足需要。尽量不使用防冻液，避免使用不慎造成环境问题和因温度太低降低热泵效率。

（3）系统的管材质量必须保证合格，只能采用PE或PB管材。土壤换热器系统设计要保证水系统平衡，避免采用室外阀门调节的方式。

（4）关于竖直埋管埋设单U型或双U型管的问题，但从工程实践中看，我认为单U型管方式优于双U型管方式。该问题讨论比较复杂，要从土壤换热器的总体能量容量考虑。土壤换热器的总体能量容量还涉及到换热器的布局形状等问题。希望有机会再专门讨论该问题。

参考资料

［1］殷平.地源热泵在中国.现代空调.2001

［2］汪集旸，马伟斌，龚宇烈编.可再生能源丛书《地热利用技术》.北京：化学工业出版社

［3］付祥钊主编.夏热冬冷地区建筑节能技术.北京：中国建筑工业出版社

［4］徐伟等译.地源热泵工程技术指南.北京：中国建筑工业出版社

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