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专家解读:最大规模无干扰地热供暖如何实现

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     发布日期:2019-11-25
核心提示:中国西部科技创新港首次实现了清洁供暖。以无干扰地热供热系统为核心的6座综合能源供应站在位于西咸新区沣西新城的中国西部科技创新港投入使用,为159万平方米的建筑提供供热、供冷、供生活热水服务,将满足西安交通大学23个国家级实验室、2.5万名科研人员和1万名教职工的工作、生活能源需求。

前不久,中国西部科技创新港首次实现了清洁供暖。以无干扰地热供热系统为核心的6座综合能源供应站在位于西咸新区沣西新城的中国西部科技创新港投入使用,为159万平方米的建筑提供供热、供冷、供生活热水服务,将满足西安交通大学23个国家级实验室、2.5万名科研人员和1万名教职工的工作、生活能源需求。


创新港供暖采用中深层无干扰地热供热技术,该技术通过钻机向地下两千到三千米深处进行钻孔,在钻孔中安装封闭的金属套管换热器,通过换热介质导出地下热能,并经过地面热泵机组、输配系统向地面建筑物供热,具有分布式、无干扰、零排放、能效高等优势。


中国西部科技创新港是我国最大规模使用无干扰地热供热系统的项目,为清洁能源的推广提供了新的探索。


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那么无干扰地热供热是怎么实现的呢?我们一起来看看西安交通大学建筑节能研究中心主任王沣浩教授是如何为我们讲解的。


无干扰地热供热是怎么实现的


传统的地热供热方式是把地热水从地底下取出来再灌回去,但是这个水灌不回去就成为一个污染源,因为它含有矿物质,直接排到下水道是有问题的。如果抽了水不给它补回去,又会产生地裂缝造成地质灾害。后来国家提出地热水适宜在经济效益好的行业里使用,比如老百姓喜闻乐见的足疗、洗浴之类等。


我们这个技术叫无干扰,主要就是区别于传统取热又取水的采暖方式。和其他的地源热泵技术比较,它没有冷热平衡的需求,本身就是个热源。中深层地下的热量是很高的,通过换热孔四周的热量补充,深层地核的持续产热,这种中深层地热能可以说是取之不尽的。




它首要的优点也是无干扰,这种地热换热系统是采用封闭的换热管进行换热,管内的的水和周围岩土体间接进行热交换,相当于只提取了热。

这种技术还有一个很关键的设备是地面的热泵,靠热泵的二次加热给建筑供热,这就是无干扰地热供热的技术原理。


第二个呢就是它没有大量的占地需求,一个换热孔能够带一万五以上的住宅面积。我国现在要执行一项新的严寒寒冷地区居住建筑节能标准,和之前的建筑比现在的建筑热耗能要减少百分之三十。今后一个换热孔带的面积会更大,一点八到两万都是有可能的。所以和浅层地埋管相比,它几乎没有占地面积,对城市的发展很合适。


第三个是取热不取水,不会破坏地下水资源也不存在污水回灌,得到政府和行业的广泛关注。


从2012年也就是这项技术的诞生元年,到现在在建的和已经建成的已经超过了一千万建筑面积。西咸新区沣西新城的西安交通大学创新港校区159万建筑面积,全部采用这种新型的地热供热技术。


2015年同德佳苑作为首个试点的小区,也是中深层地热能无干扰清洁供热的PPP项目,取得了很好的示范效果。我们课题组和清华大学课题组对很多已经建成的项目进行了监测,统计了五个住宅,统计以后我们发现这个系统平均能做到4.5到6.0,是更加节能的,也是长期的监测情况显示的。


接下来我们进行一个稳定性的分析,其实无论是地产商还是政府领导再到住户,都在担心这种新型供热项目能不能保证长期安全可靠的运行,能不能保证和建筑同寿命。

从已经建成的示范工程来说,2012年第一个建成的工程到现在已经七年,可以认为是很好地运行了。我们进行了一个理论推演,结果是这样的,换热器的出水在第十年达到30.32℃,第一年的这个数据是31.45℃,有微弱的逐年衰减,其中前三年衰减较快,到了第十年基本没有变化,从理论模拟研究的结果也可以看出这种技术还是能作为稳定可靠的供热热源的。


作为一个新技术,全行业都比较关注,目前在北方地区各个省都在建,冬奥会颁奖典礼的会场也采用了这个技术。未来几年,或者说一段时间,这个技术会有更广阔的市场,业内也希望制定相应的规范保证技术的良好应用。我们也编订了西咸新区的技术导则,不久后省里和国家的标准也会面世。


这个技术有没有什么限制发展的因素呢?有,那就是前期投资高的问题。对此我们也给省政府提出了一些建议,希望政府提供一些补贴。我们相信这个技术也会给清洁供热领域带来更好的影响。


责编:zf


 
 
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