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地热供暖技术原理

1、地热能利用的原理

地热资源是一种绿色、低碳、可循环利用的可再生资源，其储量大、分布广、稳定性好，受各级政策的推动，地热能利用规模迅速增长，技术水平也不断提高。

地热能供暖技术是一种利用地球内部热能进行取暖的技术。在使用过程中，根据种类的不同，可通过直接抽取地热水或者以间接换热的方式提取地热能，再以直接利用或者热泵提升的方式为建筑供暖。

2、地热能供暖利用的方式

对标不同类别的地热资源，多种与之对应的地热能开发利用技术应运而生，在地热能供暖技术领域，依照其所利用地热资源的不同，主要有以下三类：浅层地源热泵技术、水热型供热技术、中深层地埋管供热技术。

3、不同地热能供暖技术

一、浅层地源热泵技术

分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统及地表水地源热泵系统。

地埋管地源热泵系统：通过地埋管提取土壤中的热量，进而通过土壤源热泵实现对建筑的供暖，能效比可达3以上。

优点：可实现对建筑的供暖和供冷，土壤的温度相对稳定，且对地下水的影响较小；

缺点：该技术主要受岩土体的热物性影响，必须因地制宜的选用。

地下水、地表水地源热泵系统：利用水源热泵提取地下水或者地表水中的热量，为建筑供暖，能效比可达3.5以上。

优点：可实现对建筑的供暖和供冷，系统简单，占地面积小，初投资相对较低；

缺点：该技术对自然资源有较高要求，可在某些浅层地下水丰沛或天然拥有江河湖海毗邻的位置应用。

二、水热型供热技术

水热型供热技术管井深度远深于地下水源热泵埋管深度，是直接将地下高温热水直接抽至地表换热后，再回灌至储层。

优点：可不通过热泵提升直接利用，系统简单，占地面积小；

缺点：回灌技术难度大，且该技术依托水热型地热资源，由于某些地区存在禁止开采或限制开采的政策，该技术需在政策允许的情况下进行选用。

三、中深层地埋管供热技术

该技术是通过钻机向地下一定深处干热岩层钻孔，在钻孔中安装密闭的金属换热器，在换热器内充满换热介质，通过换热器传导将地下深处的热能导出，并通过热泵提取热量向建筑物供暖。

优点：换热量大，无冷热平衡问题，运行成本低，无需抽取地下水；

缺点：利用该技术，需相关部门进行地质勘察，掌握项目区地质条件及地温场特征，受地热资源、品位限制，技术难度大，投资较高。

目前根据井型不同可分为同轴套管井和U型对接井。

同轴套管井

同轴套管井中的换热器是由同心的内管和外套管组成，冷热流体分别在外套管环隙和内管中流动的同时进行传热。

U型对接井

U型对接井是利用直井和工程井对接连通后组成，成井后的井筒类似于U型连通器，将U型井筒本身作为换热通道，实现地热资源的提取。

作为可再生能源的地热能，资源的利用不仅有多种形式，而且还得到国家、省、市各级政策的大力支持，但是对于地热能的利用也不可盲目进行，因地制宜、科学开发、按需供能才是地热能大规模发展的必然选择。