地?zé)峁┡夹g(shù)應(yīng)用研究獲獎科研報(bào)告

地?zé)峁┡夹g(shù)應(yīng)用研究獲獎科研報(bào)告【關(guān)鍵詞】供暖技術(shù);地?zé)峁┡?應(yīng)用

引言：

我國北方冬季相對嚴(yán)寒必須進(jìn)行室內(nèi)供暖。采取傳統(tǒng)供暖方式不僅會消耗大量能源而且會引發(fā)一系列污染問題，因此應(yīng)對其加以優(yōu)化和更新。伴隨地?zé)峁┡夹g(shù)的使用，將傳統(tǒng)供暖問題有效解決，而且擁有廣泛使用空間。中國擁有十分豐富的地?zé)崮苜Y源，所以通過對地?zé)峁┡夹g(shù)的開發(fā)和使用，在緩解能源危機(jī)的同時，可對生態(tài)環(huán)境起到一定的保護(hù)作用。

一、簡述地?zé)峁嵯到y(tǒng)

有關(guān)地?zé)峁┡夹g(shù)，其屬于一個綜合性系統(tǒng)，在具體應(yīng)用時使用水源，依托少相應(yīng)的電能輸入和熱泵原理，達(dá)到熱能的有效轉(zhuǎn)移，通過單個或是多個地?zé)峋疄榻ㄖ锕┡?，在進(jìn)行供暖中還能生產(chǎn)熱水以及供應(yīng)生活熱水。供暖時能依據(jù)熱水開采及溫度情況，及時調(diào)節(jié)系統(tǒng)由此確保供暖系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。構(gòu)成地?zé)峁┡到y(tǒng)的主要部分是開發(fā)地?zé)崴到y(tǒng)，和地?zé)崴姆峙浼斑\(yùn)輸系統(tǒng)，室內(nèi)裝置，中心泵站。依據(jù)不同的熱水管路，可以將地?zé)嵯到y(tǒng)分為混合與直接供暖系統(tǒng)。

二、地?zé)峁┡卣鞣治?/p>

針對地?zé)峁┡?，其主要的熱源是深層地下熱水，通過間接或是直接供暖系統(tǒng)把熱源傳輸至千家萬戶。地?zé)嶙鳛榭勺兒銣氐牧髁繜嵩?，無論變頻調(diào)速設(shè)備使用安裝于供暖系統(tǒng)中，均能為供暖連續(xù)性提供保障。鍋爐供暖會受限于多種因素的影響，而影響相對較大的是內(nèi)部因素與外部因素，現(xiàn)階段在我國大部分鍋爐供暖系統(tǒng)中，未實(shí)現(xiàn)供暖自動調(diào)節(jié)設(shè)備的大范圍安裝，在進(jìn)行供暖調(diào)節(jié)時仍然采取相對傳統(tǒng)的操作。在均衡計(jì)算熱量的過程中，通常是提供相關(guān)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)修正的，而且在供暖方面還會出現(xiàn)間隙供暖現(xiàn)象，上述問題均在不同程度上影響到供暖效果。之所以進(jìn)行室內(nèi)供暖，主要目的是出于確保冬季室內(nèi)可擁有穩(wěn)定的熱環(huán)境，在實(shí)際供暖時應(yīng)有效設(shè)計(jì)供暖方法，應(yīng)對建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和衛(wèi)生條件進(jìn)行深入思考，之后再進(jìn)一步研究室外氣象參數(shù)，由此可將供暖熱負(fù)荷計(jì)算出來，在具體計(jì)算過程中，一般以靜態(tài)為基礎(chǔ)展開計(jì)算?？稍诰唧w供暖過時，靜態(tài)熱平衡均屬于一個理想狀態(tài)，這是由于計(jì)算過程中未考慮到室內(nèi)環(huán)境變化，也沒有兼顧人員狀態(tài)變化。其實(shí)在供暖時，房屋熱量損失在很大程度上會受到室外溫度變化的影響，與此同時也是相對關(guān)鍵的影響因素。出于更好地確保室內(nèi)溫度始終維持恒定狀態(tài)，應(yīng)讓供暖系統(tǒng)可以處在動態(tài)化響應(yīng)模式下，以此可以隨時調(diào)節(jié)供熱量。通常變頻調(diào)速裝置會安裝于地?zé)峁┡到y(tǒng)的井口，由此能夠依據(jù)變化的室外氣象參數(shù)調(diào)節(jié)地?zé)衢_采量，可以有效維持室內(nèi)恒定溫度。另外，在供暖過程中必須把握供暖熱量，若是室內(nèi)溫度偏高會造成不必要的熱能浪費(fèi)，而室內(nèi)溫度偏低的，則是供暖標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)。

三、常見地?zé)峁┡夹g(shù)分析

第一，地源熱泵供暖技術(shù)。這一技術(shù)當(dāng)中地?zé)崮苤饕獊碜詼\地層。通過開發(fā)與有效應(yīng)用此類淺地層能源，一方面能對冬季進(jìn)行供熱，另一方面也能在夏天進(jìn)行制冷。在20世紀(jì)40年代誕生了地源熱泵供暖技術(shù)，可是因?yàn)槭芟抻谀莻€時期技術(shù)及條件，因此這一技術(shù)未實(shí)現(xiàn)廣泛的推廣應(yīng)用?；诓粩喟l(fā)展的科學(xué)技術(shù)，日益嚴(yán)峻的能源匱乏問題，在一定程度上推動著地源熱泵供暖技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)階段我國擁有的地?zé)岜孟到y(tǒng)數(shù)量在5000左右，地源熱泵供暖技術(shù)的開發(fā)面積已經(jīng)超出，其中絕大多數(shù)集中于我國華北和東北地區(qū)，而且廣泛運(yùn)用在冬季供暖。在社會高速發(fā)展的過程中，會進(jìn)一步加大研究與開發(fā)地源熱泵供暖技術(shù)的力度，伴隨出現(xiàn)各種信息化技術(shù)，可實(shí)際上大多數(shù)技術(shù)均屬于商業(yè)性探索，和系統(tǒng)性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用效果不理想。

第二，水熱型地?zé)峁┡夹g(shù)。地下水是水熱型地?zé)峁┡闹匾獰嵩础ｊP(guān)于該供暖技術(shù)，由地下井得到地下水資源，而且將其中的熱量加以轉(zhuǎn)換并及時傳遞至相應(yīng)的供熱管道，由此提供給使用者。伴隨不斷進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)，這一技術(shù)的發(fā)展方向必然是高效率的、大規(guī)模的，而且目前是我國最重要的新能源供暖技術(shù)。有關(guān)該項(xiàng)供暖技術(shù)的使用我國已經(jīng)位于世界前列，而且居于地?zé)崮芾玫氖孜?。可也需要注意到在此類技術(shù)的研發(fā)過程中，因?yàn)槲覈嘘P(guān)工藝設(shè)備相較落后，而且缺乏高水平綜合型人才，和發(fā)達(dá)國家的研發(fā)工作仍存在一定差距。即便如此，現(xiàn)下水熱型地?zé)峁┡夹g(shù)，無論是裝置還是設(shè)備均已實(shí)現(xiàn)了信息化與自動化，其會促進(jìn)地?zé)衢_發(fā)技術(shù)向著更加先進(jìn)的方向穩(wěn)定發(fā)展。

四、地?zé)峁┡夹g(shù)發(fā)展前景設(shè)想

（一）地源熱泵供暖技術(shù)

關(guān)于該項(xiàng)技術(shù)不需要利用大量能源，主要是將部分品位偏低的熱量轉(zhuǎn)換成品位較高的熱量?；诩寄軠p排政策在我國逐步推行，未來定為會針對熱源泵供暖技術(shù)進(jìn)行深入的開發(fā)利用。主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）市區(qū)集中供暖系統(tǒng)自身缺陷，和城市中心距離較遠(yuǎn)的郊區(qū)，主要會采取中小型鍋爐實(shí)現(xiàn)供暖，這樣一方面會造成大量的能源消耗，另一方面也會引發(fā)嚴(yán)重的污染問題?？墒褂玫卦礋岜霉┡夹g(shù)可以將城市供暖不足問題有效處理，能使用在城市郊區(qū)、農(nóng)村等地區(qū)的供暖系統(tǒng)。（2）我國華北、東北等地，擁有較多的地?zé)峋c干枯油井可以使用，這樣便能在很大程度上降低前期開發(fā)成本的投入。（3）基于國家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的不斷深入，在保護(hù)、節(jié)能技術(shù)方面獲得大力扶持。對于地源熱泵供暖技術(shù)，因具備清潔、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)勢，必然會得到大力扶持，因此前景很是樂觀。

（二）水熱型地?zé)峁┡夹g(shù)

水熱型地暖能源在我國的含量較為豐富，含量最多的是中—低溫水熱型地?zé)崮茉?。依?jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，水熱型地?zé)豳Y源會大量聚集在沉積盆地中，而中國的沉積盆地面積是，占據(jù)國土總面積約40%，并且分布在絕大多數(shù)省內(nèi)[1]。可見，開發(fā)水熱型地?zé)豳Y源具有很大的潛力?？蓪?shí)際上在開發(fā)水熱型地?zé)豳Y源過程中，極易存在砂巖回灌堵塞的問題，其也是深入開發(fā)水熱型地?zé)豳Y源的一大限制。對此，未來應(yīng)針對砂巖回灌問題展開深度研究，更好地解決該項(xiàng)資源的使用難題，進(jìn)而為這一供暖技術(shù)的推廣應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（三）干熱巖供暖技術(shù)

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，干熱巖資源在我國的儲量為，若是換算為標(biāo)準(zhǔn)煤，資源總量可近似標(biāo)準(zhǔn)煤15萬億噸[2]。而干熱巖資源可以被開采的部分占其總儲量約2%，大約是我國擁有水熱型地?zé)豳Y源總量的170倍，可見該項(xiàng)資源擁有廣闊的開發(fā)空間。基于技術(shù)視角分析，如果開采達(dá)到一定的深度值，便可以開采到干熱巖而且不存在地域因素的局限。若是我國能研發(fā)更先進(jìn)的干熱巖