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專家解讀:最大規模無干擾地熱供暖如何實現

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     發布日期:2019-11-25
核心提示:中國西部科技創新港首次實現了清潔供暖。以無干擾地熱供熱系統為核心的6座綜合能源供應站在位于西咸新區灃西新城的中國西部科技創新港投入使用,為159萬平方米的建筑提供供熱、供冷、供生活熱水服務,將滿足西安交通大學23個國家級實驗室、2.5萬名科研人員和1萬名教職工的工作、生活能源需求。

前不久,中國西部科技創新港首次實現了清潔供暖。以無干擾地熱供熱系統為核心的6座綜合能源供應站在位于西咸新區灃西新城的中國西部科技創新港投入使用,為159萬平方米的建筑提供供熱、供冷、供生活熱水服務,將滿足西安交通大學23個國家級實驗室、2.5萬名科研人員和1萬名教職工的工作、生活能源需求。


創新港供暖采用中深層無干擾地熱供熱技術,該技術通過鉆機向地下兩千到三千米深處進行鉆孔,在鉆孔中安裝封閉的金屬套管換熱器,通過換熱介質導出地下熱能,并經過地面熱泵機組、輸配系統向地面建筑物供熱,具有分布式、無干擾、零排放、能效高等優勢。


中國西部科技創新港是我國最大規模使用無干擾地熱供熱系統的項目,為清潔能源的推廣提供了新的探索。


https://v.qq.com/x/page/f3021rp8zee.html



那么無干擾地熱供熱是怎么實現的呢?我們一起來看看西安交通大學建筑節能研究中心主任王灃浩教授是如何為我們講解的。


無干擾地熱供熱是怎么實現的


傳統的地熱供熱方式是把地熱水從地底下取出來再灌回去,但是這個水灌不回去就成為一個污染源,因為它含有礦物質,直接排到下水道是有問題的。如果抽了水不給它補回去,又會產生地裂縫造成地質災害。后來國家提出地熱水適宜在經濟效益好的行業里使用,比如老百姓喜聞樂見的足療、洗浴之類等。


我們這個技術叫無干擾,主要就是區別于傳統取熱又取水的采暖方式。和其他的地源熱泵技術比較,它沒有冷熱平衡的需求,本身就是個熱源。中深層地下的熱量是很高的,通過換熱孔四周的熱量補充,深層地核的持續產熱,這種中深層地熱能可以說是取之不盡的。




它首要的優點也是無干擾,這種地熱換熱系統是采用封閉的換熱管進行換熱,管內的的水和周圍巖土體間接進行熱交換,相當于只提取了熱。

這種技術還有一個很關鍵的設備是地面的熱泵,靠熱泵的二次加熱給建筑供熱,這就是無干擾地熱供熱的技術原理。


第二個呢就是它沒有大量的占地需求,一個換熱孔能夠帶一萬五以上的住宅面積。我國現在要執行一項新的嚴寒寒冷地區居住建筑節能標準,和之前的建筑比現在的建筑熱耗能要減少百分之三十。今后一個換熱孔帶的面積會更大,一點八到兩萬都是有可能的。所以和淺層地埋管相比,它幾乎沒有占地面積,對城市的發展很合適。


第三個是取熱不取水,不會破壞地下水資源也不存在污水回灌,得到政府和行業的廣泛關注。


從2012年也就是這項技術的誕生元年,到現在在建的和已經建成的已經超過了一千萬建筑面積。西咸新區灃西新城的西安交通大學創新港校區159萬建筑面積,全部采用這種新型的地熱供熱技術。


2015年同德佳苑作為首個試點的小區,也是中深層地熱能無干擾清潔供熱的PPP項目,取得了很好的示范效果。我們課題組和清華大學課題組對很多已經建成的項目進行了監測,統計了五個住宅,統計以后我們發現這個系統平均能做到4.5到6.0,是更加節能的,也是長期的監測情況顯示的。


接下來我們進行一個穩定性的分析,其實無論是地產商還是政府領導再到住戶,都在擔心這種新型供熱項目能不能保證長期安全可靠的運行,能不能保證和建筑同壽命。

從已經建成的示范工程來說,2012年第一個建成的工程到現在已經七年,可以認為是很好地運行了。我們進行了一個理論推演,結果是這樣的,換熱器的出水在第十年達到30.32℃,第一年的這個數據是31.45℃,有微弱的逐年衰減,其中前三年衰減較快,到了第十年基本沒有變化,從理論模擬研究的結果也可以看出這種技術還是能作為穩定可靠的供熱熱源的。


作為一個新技術,全行業都比較關注,目前在北方地區各個省都在建,冬奧會頒獎典禮的會場也采用了這個技術。未來幾年,或者說一段時間,這個技術會有更廣闊的市場,業內也希望制定相應的規范保證技術的良好應用。我們也編訂了西咸新區的技術導則,不久后省里和國家的標準也會面世。


這個技術有沒有什么限制發展的因素呢?有,那就是前期投資高的問題。對此我們也給省政府提出了一些建議,希望政府提供一些補貼。我們相信這個技術也會給清潔供熱領域帶來更好的影響。


責編:zf


 
 
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