新能源-地下可再生熱源井的梯級(jí)利用

地下深井熱水的梯級(jí)利用1、地?zé)豳Y源地?zé)岷吞?yáng)能、風(fēng)能一樣，是一種應(yīng)用廣闊、易于開(kāi)發(fā)、費(fèi)用低廉、無(wú)污染的新型清潔能源。所謂地?zé)崴凑盏刭|(zhì)學(xué)的說(shuō)法：數(shù)萬(wàn)年前大氣降水滲入地下深循環(huán)，在地球內(nèi)外動(dòng)力地質(zhì)作用下，獲得地殼內(nèi)熱量，同時(shí)溶入了大量有用礦物質(zhì)，形成的集熱、礦、水三位一體的礦產(chǎn)資源。它具有一定的溫度，并含有大量對(duì)人體有益的微量礦物成分，是國(guó)家寶貴的、清潔地下資源。地?zé)豳Y源是提取以地下水為介質(zhì)的地球內(nèi)部熱量的一種可被人利用的清潔能源。已廣泛應(yīng)用于采暖供熱，在我國(guó)的天津、北京、西安等省市地?zé)衢_(kāi)發(fā)已形成規(guī)模并已取得成功經(jīng)驗(yàn)。2、地?zé)豳Y源利用現(xiàn)狀目前，大多地區(qū)地?zé)豳Y源的利用還不夠科學(xué)合理，存在比較嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，如：地?zé)崴贿M(jìn)行簡(jiǎn)單的換熱循環(huán)，在水溫30℃以上便排放、地?zé)崴毓嗖煌耆痊F(xiàn)象。地?zé)嵘罹某跬顿Y一般較高，單口井在150萬(wàn)左右，對(duì)于較大項(xiàng)目單口井不足供應(yīng)熱量時(shí)，若采用簡(jiǎn)單的地?zé)崴畵Q熱處理，勢(shì)必增加初投資費(fèi)用，且造成浪費(fèi)。因此，地?zé)崴嗟奶菁?jí)利用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。3、地?zé)豳Y源的梯級(jí)利用所謂地?zé)崴奶菁?jí)利用即地?zé)崴?jīng)過(guò)板式換熱器換熱后再利用熱泵提取熱量。首先，較高溫度的地下熱水經(jīng)過(guò)板式換熱器換熱，當(dāng)?shù)叵滤臏囟炔蛔阋杂冒迨綋Q熱器換取到所需溫度時(shí)，在利用熱泵提取溫度，熱泵機(jī)組串聯(lián)使用，直至溫度降低到機(jī)組許可的地下水進(jìn)水溫度。這里需要注意的是經(jīng)過(guò)板換換熱后的地下熱水水溫經(jīng)常在40℃到35℃左右，這種溫度的地?zé)崴蛔阋詽M(mǎn)足板換的換熱要求，但仍高于熱泵機(jī)組的地下水進(jìn)水溫度，此種溫度的地下熱水必須經(jīng)過(guò)降溫處理后才能進(jìn)入機(jī)組。目前，有一種降溫方式是利用地?zé)崴苯铀椭聊┒孙L(fēng)機(jī)盤(pán)管或地板輻射管，換熱后再返回機(jī)房的機(jī)組，但這種方式并不利于整體系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，而且換熱過(guò)程并不是全部在機(jī)房?jī)?nèi)完成，不利于檢修，若末端出現(xiàn)故障，整個(gè)熱泵系統(tǒng)也將癱瘓。因此，我司目前所提出的方案是在機(jī)房?jī)?nèi)利用二次板換，將地?zé)崴禍?，送至一臺(tái)熱泵機(jī)組，而板換另一側(cè)的換熱水經(jīng)過(guò)提溫后接另一臺(tái)熱泵機(jī)組，這樣，在整個(gè)換熱過(guò)程中既不浪費(fèi)能量，也能很好的保持系統(tǒng)的可操作性。機(jī)房原理圖：4、地?zé)崽菁?jí)利用的效益分析以山東濱州地區(qū)為例：濱州地區(qū)熱源井：出水量=55m3/h，出水溫度=60℃，熱源井深度1600米。4.1、非梯級(jí)利用方案分析直接利用60℃的地?zé)崴畵Q熱后的熱水，經(jīng)過(guò)板換（逆流）后地?zé)崴疁囟冉禐?2℃。可提供1149KW的熱量。熱負(fù)荷按60W/㎡計(jì)算，可提供的采暖面積為1149000W÷60W/㎡=19150㎡。4.2、地?zé)崽菁?jí)利用方案分析直接利用60℃的地?zé)崴畵Q熱后的熱水，經(jīng)過(guò)一次板換（逆流）后地?zé)崴疁囟冉禐?2℃?？商峁?149KW的熱量。地?zé)崴?jīng)過(guò)一次板換后溫度降至42℃以下，由于經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器的溫度不宜超過(guò)20℃，所以經(jīng)熱泵前需繼續(xù)應(yīng)用板換地?zé)崴禍刂?0℃。設(shè)熱泵機(jī)組的供回水溫度為15℃——5℃，板換側(cè)溫度為42℃--20℃，可提供熱量1406KW。溫度為20℃的地?zé)崴?，供?臺(tái)熱泵機(jī)組，降溫至10℃?？商峁崃?56KW。經(jīng)過(guò)3級(jí)利用后，總供熱量為1149KW+1406KW+656KW=3211KW可提供采暖面積3211000W÷60W/㎡=53516㎡。由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)梯級(jí)利用后，熱利用率為普通方法的2.8倍