地热能供暖

2.3　地热能供暖

将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热能利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好，备受各国重视，特别是位于高寒地区的西方国家，其中冰岛开发利用得最好。此外利用地热给工厂供热，如用做干燥谷物和食品的热源，用作硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源也是大有前途的。

地热供暖是集地热井的钻凿、地热水回灌、热能梯级利用、热泵对地热尾水进行热能回收等为一体的综合系统，掌握了地热水回灌和热泵利用的技术精髓，就可以实施地热供暖。

热泵技术是回收地热尾水热能的重要技术措施。如钻凿一对深2500m的地热井，一眼取水，一眼回灌，出水温度65℃，出水量50m³/h。若直接供暖，地热水的温度只能降低到45℃，利用温差20℃，可采暖面积2.3万m²；采用热泵回收地热尾水热能，温度可降低到20℃，再扩大利用温差25℃，增加采暖面积2.9万m²。同样一对地热井的效能扩大了1.24倍，热源建设费由340元/建筑平方米降低到196元/建筑平方米，节约投资40%。

以钻凿水井为手段（取水井、回灌井分设或同井抽灌），以“地下水”为载体的热泵系统，称为开式地源热泵系统；钻凿换热孔，孔内埋设换热管（HDPE），通过换热液在管内与热泵机组之间的循环，直接换取地能的热泵系统，称为闭式地源热泵系统。

开式和闭式地源热泵系统利用的是“冬暖夏凉”的地温资源。

（1）与空气源热泵比，空气源热泵冬季从低温的空气中取热，夏季还需将空调热释放到高温的室外环境中去，地源热泵的冬、夏季运行效率均较高，综合节能在50%以上。

（2）在北方地区，地源热泵一套系统替代了传统的供暖锅炉和制冷系统，一机两用，夏季还可免费提供热水。与常规制冷系统比，没有冷却塔，避免了飘水损失，节约了宝贵的水资源，同时冷却水温低，制冷效率高，使得地源热泵系统比常规制冷系统节能25%左右。

（3）地源热泵的换热部分为地下工程，可分设于绿地、车场、道路等建筑物周边任何可利用的空间内，不占用宝贵的土地资源。

（4）地源热泵系统的使用没有燃烧，没有废气的排放，安全保证度高，因而机房可灵活设置于建筑物内，无需专属空间。

图6-7　地热供暖原理