低温地热水在供暖系统中的梯级利用

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[摘 要]本文从地热梯级利用供暖系统的基本原理出发，系统阐述了供暖热系统的运行调节方法，接着对低温地热水在供暖系统中的梯级利用方法进行了研究。

[关键词]低温地热水，供暖系统，梯级利用

中图分类号：TS914.3+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0034-01

一、前言

随着科技水平的不断提高，社会经济的快速发展，人们对低温水源热泵在地热间接供暖系统中的要求也越来越高。现如今，低温水源热泵在地热间接供暖系统中还存在很多问题，急需解决，因此，我们要加强先进理论与先进技术的学习与应用，不断进行低温地热水在供暖系统中的梯级利用的分析，使低温地热水在供暖系统中更加适用、安全、可靠与经济。

二、地热梯级利用供暖系统的基本原理

地热是一种在合理利用条件下可再生的清洁能源。地热资源的利用可以大大降低煤炭、石油等的消耗，有利于减少二氧化硫等的排放，改善居住环境。国家鼓励合理的进行地热资源的开发利用。地热供暖系统在实际的应用中，能够通过地热水的温度为室内进行供暖，降低了燃烧供暖所带来的资源利用和环境污染等问题。但该系统实际的应用情况，并不尽如人意，对能源进行利用是利用率的问题，成为了人们非常关心的问题。在该系统中，排放的尾水温度较高时，大量的热能被浪费掉，建立地热梯级利用模式，是提高地热能利用率的有效措施。单一供暖设备在实际的应用中，对地热水产生的温降是极为有限的，因此，在系统应用中通常将多组设备进行联合应用，这样能够是地热水的热能得到充分的利用。

三、供暖热系统的运行调节方法

1、热水供暖系统的充水和启动

在热水供暖系统投运之前，必须先进行系统的充水和启动，然后再进行系统的初调节。用补给水水泵进行系统充水，使用的水质应符合gb1576D85《低压锅炉水质标准》，顺序是热源D网路D热用户。热水锅炉的充水从锅炉的下锅筒和下联箱进行。当锅炉顶部的集气罐上的放气阀有水冒出时，可关闭放气阀，锅炉充水即告完毕。在网路充水之前，应关闭所有的排水阀，开启网路中所有的放气阀。同时开启网路末端连接供回水管的旁通管阀门。

在网路充水完毕后，逐个开放用户系统，并对用户系统进行充水。充水时，开启用户系统回水管上的阀门，从回水管往系统内充水。同时应开启用户系统顶部集气罐上的放气阀，并关闭用户引入口装置中的排水阀，边充水边放气。充水速度不应太快以利于空气从系统中排出，当用户系统顶部集气罐上的放气阀有水冒出时，即可关闭放气阀。但在1～2h后，应再一次开启排气阀，以便放出残存在系统中的空气。

在循环水泵启动前，应先开放位于网路末端的1-2个小热用户或开启末端连通供回水管的旁通管阀门。严密注意网路中的压力，随时调节网路供水阀门的开度，使供水压力保持不变。系统启动前时，开放热用户的顺序可从近到远，即先开放离热源近的热用户，而后逐渐开放离热源远的热用户；又可从远到近或先开放大的用户，再开放小的热用户。这样做有利于排除网路中的空气。

2、循环系统的初调节

系统的初调节分为室外和室内两部分。首先通过对室外网路各建筑物入口处的阀门调节，使距热源远近不同的建筑物达到水力平衡，然后再对室内系统的各立管和支管进行调节，使各房间的室温达到设计要求。位于网路近端的热用户，其实际流量往往会比设计流量要大。而位于网路远端的热用户，其作用压头和流量将小于设计值。这种不一致的失调需要通过网路的初调节来解决。

热源的网路供水温度应保持在50℃以上，当总回水温度不再变化，整个系统达到热力稳定后，首先进行网路初调节。为平衡热水网路中各用户的作用压头，必须提高近环路用户支管的沿程比压降，利于阀门或安装在引入口供水管上的调节阀达此目的。如果所有热用户的供回水温差和热源的总供回水温差的差额不超过2℃，则可以认为网路的水力工况基本良好，初调节工作可以不再进行。当发现各热用户的供回水温差很到时，应首先找出供回水温差小于热源总供回水温差的热用户，按热用户的规模大小和温差偏离的程度大小，确定初调节的次序。

3、用户系统的初调节

系统管路水力计算的最终目的，是使作用于每一循环路上的作用压力能保证在环路的每一管段内流过所需的热水流量。而系统各热用户或散热器的水力失调。对于异程式系统，必须先关小环路较短的立管或散热器上的阀门开度。环路越短，其立管或散热器上的阀门开度就越小。只有压缩近环路循环流量，才能使远环路保持正常的循环流量。

四、低温地热水在供暖系统中的梯级利用方法

地热资源虽然矿藏丰富，但是在现代的开发和使用中在不断的消耗，为保证其后期的可持续性，地热资源开发使用技术还需要不断的完善和改进。目前在地热资源的可持续开发中涉及的关键技术主要有地热采灌平衡技术、热泵技术、低温供热工艺、地热资源梯级开发循环利用的集约化技术等等。

1、地热采灌平衡技术

地热采灌平衡技术是将利用后的地热水进行回灌，以此达到采灌平衡，避免由于过量开采而产生的地表塌陷、环境污染和地质灾害等情况，维护整个地下水系统的平衡，减少由此带来的各种环境和安全上的隐患。

2、热泵技术

热泵技术是利用现代技术手段将低品位能源转化为高品位能源的技术，而热泵技术可以在较少的利用能源的基础上便可以完成转化，资源利用效率高。此外热泵技术还可以为用户提供多种温度环境下的地热资源，为用户的使用带来很多的便利。

3、低温供热工艺

低温供热工艺主要针对室内采暖设施，这种采暖技术能够将热均匀的分布到室内，使得使用者的舒适性加强，此外其清洁性和美观实用性都为这种资源的有效利用提供了更多的便利。

4、提高地热资源的可持续开发与利用

（一）、加强勘探，提高钻井成功率

在地热资源的前期开发时，对其进行勘测的技术数据对以后的地热资源的开采有着重要的作用，那么地质队在进行开采时就需要结合现代的科学技术手段提高勘测数据精度，进而提高钻井成功率，加强地热资源的使用效率。

（二）、大力发展梯级利用和直接利用

根据地热资源所处不同地区的不同特点，利用上述四种手段，结合梯级利用以及直接利用技术特点，将地热资源所蕴含的能量充分的使用，使其利用率达到最大化。

（三）、发展高温地热资源的非电利用

地热资源可以为电力系统提供能量源泉，但是其更高的在医疗、农业、生活、旅游服务业中的使用价值也要得到应有的重视，如结合现代人们休息旅游的需要，建立相应分景区不失为一种好的选择。

五、结束语

从实践出发对当前低温地热水在供暖系统中的梯级利用中所遇到的问题以及相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，低温地热水在供暖系统中的梯级的利用是运用科学的方法，促进工作的开展。

参考文献

[1] 范峰，田继民.地热供暖梯级利用系统设计[J].河北工程技术高等专科学校学报，2011.

[2] 任照峰，于晓明，朱玮.地热供暖技术应用研究[J].中国建设信息供热制冷，2012.