[科普中国]-地热供热系统

组成

地热供热系统主要由三个部分组成。

第一部分为地热水的开采系统包括地热开采井和回灌井调峰站以及井口换热器；

第二部分为输送、分配系统，它是将地热水或被地热加热的水引入建筑物；

第三部分包括中心泵站和室内装置，将地热水输送到中心泵站的换热器或直接进入每个建筑中的散热器，必要时还可设蓄热水箱，以调节负荷的变化。1

类型根据热水管路的不同，地热供热系统有以下三种方式。

1、单管系统

即直接供暖系统水泵直接将地热水送入用户然后从建筑物排出或者回灌直接供暖系统的投资少但对水质的要求高直接供暖的地热水水质要求固溶体小于300×106，不凝气体小于1×106，而且管道和散热器系统不能用铜合金材料，以免被腐蚀。目前我国的地热采暖系统大多是利用原有的室内采暖设备循环后水温大约降低10~15℃后排放。

2、双管系统

利用井口换热器将地热水与循环管路分开。这种方式就是常见的间接供暖方式，可避免地热水的腐蚀作用

3、混合系统

采用地热热泵或调峰锅炉将上述两种方式组成为一种混合方式。

优点1、充分合理的利用资源：用低于90℃的低温地热水代替具有高品位能的化学燃料供热，可大大减少能量的损失。

2、地热供热可改善城市大气环境质量提高，人民的生活水平。因为我国大城市大气污染中，由燃料燃烧所造成的污染占60﹪以上。

3、地热供热的时间可以延长，同时可全年提供生活用热水。

4、开发周期短，见效快。在地热供热取代传统锅炉时，北方地区只能满足基本负荷的要求，当负荷处于高峰期时，需要采取调峰措施，增加辅助热源（锅炉、热泵）。其次，合理控制地热供热尾水的排放温度，大力提倡地热能的梯级利用。1

地热供热系统的设计地热供热系统的设计过程主要包括以下几个内容：地热水热量的计算和地热供热面积的确定、地热供热方案的设计以及终端散热设备的选择。1

地热水热量的计算和地热供热面积的确定1、地热水热量的分析

根据所在地区的地质和水文地质基本资料可以估算地热井可开采的热量，特别注意的是群井的开采热量与井数和井距有很大关系。另外地热供热系统的开采井应尽可能靠近使用区以减少输送热水的费用。

2、确定地热供热面积

为了确定可以供热的面积，首先要估算高峰热负荷 和年耗热总量 。如果一个建筑物没有采暖负荷资料可以利用，可以按下表给出的供暖面积热指标推荐值进行估算。

|| ||

供暖设计高峰热负荷

=地热采暖建筑面积×单位面积热指标；

年耗热总量

式中

——高峰热负荷，kW；

——修正系数；

——以18℃为基准的度日值，℃·d；

——采暖设计的室外温度，℃。

用度日值来计算供暖能耗是一种比较简易的计算方法。从长期来看当室外日平均温度等于某一基准温度时，太阳辐射和室内得到的热量可以弥补热损失。另外，供暖能耗与基准温度和室外日平均温度之差成正比。例如取18℃为基准温度对于任一天当室外日平均温度低于18℃时，有多少温度差就有多少度日值。

如果采用18℃为基准的度日值计算出的能耗量，要比实际供暖耗能量约高出40﹪~50﹪。必须根据实际情况进行修正，一般修正系数=0.6~0.7。

我国采暖设计的室外计算温度是连续5天达不到年平均气温时当地的日平均温度，可从气象资料手册中查到。

负荷系数是指供热系统中全年高峰热负荷或满负荷时间所占的比值。实际满负荷小时数就是按高峰热负荷供给的小时数。它供给的总热量等于年需求量。

利用负荷系数可以计算抽水泵的运行费用。当已知年耗热量时，还可以返求出高峰热负荷。一般在一年中高峰热负荷的时间很短，如果采用锅炉调峰可大大减少管道设施和泵的负荷。1

地热供热方案的设计常见的地热供热系统是用地热水直接供暖。由于有时管道内容易出现排空缺水现象，水力稳定性差，增加了运行管理的难度。而且地热水常含有腐蚀性的离子和少量气体，矿化度较高，在直接供暖系统中，供暖设备腐蚀结垢的问题较突出。当氯离子含量较高、系统密封不好时，供暖设备往往在1~2年内还出现缝隙或孔隙性腐蚀。

经常更换设备耗资巨大，因为设备投资占到总投资的10 %~15 %。为了较好地解决地热供热系统的腐蚀和水力稳定性问题，国内外较正规的地热供热大多采用地热间接供暖系统。1