摘要
随着人民对能源的需求和地球生态环境的恶化,可再生能源的开发利用对地球的可持续发展变得越来越重要。地热能源作为世界每年重要的可利用的可再生能源,具有无可比拟的优势。中低温地热水的主要应用形式为地热供暖,经供暖设备换热后的低温地热尾水温度偏高,直接排放造成能源的极大浪费。本文结合热泵技术,以提高地热资源利用率为目的进行研究。本课题立足于某县地热供暖工程,阐述了低温地热供暖的原理,介绍了该工程供热系统设计,分析了系统运行相关参数及能耗,指出了该系统为了提高系统的总能效比,导致地热尾水温度较高,地热水利用率低,造成环境热污染,不利于环保。为此,本课题文针对现有方案的不足研究了利用地热水供暖的定流量运行方案、变流量调节方案、锅炉调峰方案及混水调节方案,并对以上各方案进行了系统优化设计和能耗分析。研究的结果表明,对于低温地热水,变流量调节能够较好地降低地热尾水温度,节约地热水资源,但是系统的总能效比较低,运行费用较高;调峰锅炉与地热水联合供暖方案在变流量调节系统基础上进行优化,能有效控制设备成本与运行费用,同时达到较高的地热水利用率的效果,但是会产生一定的污染物;混水调节方案由于减少了板式换热器的换热损失,地热尾水温度可以进一步降低,设备成本与运行费用都得到很好的控制,但是存在着热泵机组蒸发器的防腐改造问题。本课题进行中,参与了该地区新能源发展规划的编制,借此契机,深入地了解有关地热能的利用情况,并针对该县的地热供暖实际工程,从能耗和地热能利用率角度研究其合适的地热尾水温度,并在此基础上提出三种与现有地热供暖系统不同的新方案,为该县相关地热供暖工程设计以及以后扩大地热能供暖的面积的发展规划提供可借鉴的依据和参考价值。