中深层地岩热技术在宁夏地区的应用展望

中深层地岩热技术是目前地热能开发领域的主要技术之一,也是未来地热能利用的主要方向,具有封闭换热、取热不取水、无排放无干扰、绿色低碳等特点。目前中深层地岩热技术已经在陕西、甘肃、北京、山东、河南等地实现规模化应用,实现供暖面积超过600万m^(2),但在宁夏地区的应用尚处于起步阶段。本文对中深层地岩热技术原理、技术特点及发展趋势进行了论述,并在调研部分典型案例的基础上提出:中深层地岩热技术的推广应用,对于宁夏地区的新型能源体系构建、区域能源结构调整、清洁取暖等具有良支持作用。

中深层地岩热耦合热泵技术在房建工程中的应用实例分析

介绍了中深层地岩热耦合热泵技术在甘肃张掖某项目中的应用,并与公路房建工程中较常用的超低温空气源热泵技术进行了分析比较。通过两种热源方案的初投资、年运行费用以及碳排放量的计算分析后发现,中深层地岩热耦合热泵技术的初投资明显远高于超低温空气源热泵技术,但年运行费用接近后者的1/2,随着运行年限的增长,这种优势逐渐凸显。从考虑碳排放的角度出发,中深层地岩热泵系统每年可以减少碳排放量2 460.7 t。另外,由于一个取热孔的供热量大约在0.7 MW,仅适用于供暖面积1万m2以上的建筑工程。

中深层地岩热供暖技术在校园工程中的应用研究

校园工程具有“三不供”间歇性供暖的特点,根据校园所在地地热资源赋存情况,采用中深层地岩热智能供暖系统,根据末端需求自动调整供暖模式。现场实测了中深层地热井的温度分布、地温梯度和系统运行情况,结果表明取热段平均地温梯度达到7℃/hm,室内温度18℃以上,运行费低廉,直供状态下甚至低至0.1元/m2·月,效果显著。

太阳能与中深层地岩热多能互补供热技术的探索和研究

太阳能和地热能储量巨大,是具有极大开发应用潜力的低碳、清洁能源;中深层地岩热供热技术取热不取水,属于可开采应用的低品位地热能资源。将太阳能集热系统与中深层地岩热供热系统相结合,利用兰州地区的太阳能资源,设计建设了1套太阳能集热面积为202 m^(2),单口中深层地岩热换热井直径为200mm、深度为2500 m的太阳能与中深层地岩热多能互补供热系统,在连续取热、地温梯度为30℃/km的条件下模拟了该换热井的供热情况及地岩温度恢复情况;然后对该多能互补供热系统的控制系统进行了优化设计,提出了6种运行模式;最后对该多能互补供热系统在采暖季的实际运行情况进行了测试分析。研究结果显示:1)太阳能集热系统的理论全年得热量为133429 kWh,其采暖季得热量占其全年得热量的31.6%;2)中深层地岩热换热井的热影响半径约为8 m,采暖季结束后地岩温度的恢复周期约为120天,可实现中深层地岩热持续供热;3)在采暖季,该多能互补供热系统中的太阳能集热系统的平均日得热量为307 kWh,可以为整个多能互补供热系统提供约11%的热量;4)多能互补供热系统具有6种运行模式,可以根据用户端热负荷的变化情况和日照条件进行自动控制,灵活配置能源,充分发挥2种能源的优点,以达到最低供热成本的目的。

中深层无干扰地岩热供暖系统测试研究

地热能被誉为面向未来的能源,在我国“双碳战略”背景下其开发利用受到越来越多重视。中深层无干扰地岩热供暖技术具有“封闭换热、对地上地下环境无干扰、自主供热”等特点,近年来已在我国很多地区得到应用。进一步探究该技术在不同地区的应用特点,对中深层无干扰地岩热技术在宁夏地区的首个应用案例进行测试研究。经测试单口中深层无干扰地岩热换热孔平均输出功率为547.9 kW,连续测试四个月期间热源侧平均供水温度变化范围为33.622.7℃,没有明显的下降;经测试数据分析计算,应用案例年运行成本135662.6元,平均运行单价为1.71元/m^(2)·月;相比于燃煤锅炉供暖方式,年可节约费用517937.4万元,运行单价降低6.53元/m^(2)月,降低幅度达79%;同时年可替代标煤116.3 t,年可减少CO_(2)排放量为288.1 t,具有良好的经济和环保效益。

太阳能与中深层无干扰地岩热耦合供热测试研究

为充分发挥太阳能与中深层无干扰地岩热技术的优势,建成太阳能与地热能耦合供热的测试平台。该测试平台由中深层无干扰地岩热系统、平板集热器系统、槽式集热器系统、真空管集热器系统构成。利用测试平台对太阳能与中深层无干扰地岩热耦合供热的应用案例进行测试。结果显示,采用太阳能与中深层无干扰地岩热耦合供热可以减少地岩热主机运行时长。太阳能系统平均供热量占比约为29.2%,太阳能系统平均集热效率达48%,耦合供热系统综合能效比为5.4,相比于中深层无干扰地岩热系统,耦合系统的综合能效提升17.4%,运行成本可降低约10.8%。

地热能开发应用技术

地热能是一种新型可再生能源,储量巨大,根据其赋存形式和埋藏深度等不同特点,需要相应的开发利用方式。浅层土壤源热泵和地下热水型水源热泵技术应用时间较长,其技术原理和特点为大家熟知。中深层地热供热技术是近几年开发的新型地热利用技术,由于其“取热不取水”的优点,得到迅速发展。根据项目所在地的特点,因地制宜地选择适宜的地热技术是地热健康发展的首要条件,对于提高清洁能源应用比例和绿色发展具有重要的意义。