地熱能是地球內部貯存的熱能,它包括地球深層由地球本身放射性元素衰變產生的熱能及地球淺層由接收太陽能而產生的熱能。前者以地下熱水和水蒸氣的形式出現,溫度較高,主要用于發電、供暖等生產生活目的,其技術已基本成熟,歐美國家有很多用于發電,我國則多用來直接供熱,這種地熱能品位較高,但受地理環境及開采技術與成本的影響因而受限較大;后者由太陽能轉換而來,蘊藏在地球表面淺層的土壤中,溫度較低,但開采成本和技術相對也低,且不受地理環境的影響,特別適合于建筑物的供暖與制冷,因而受到了暖通空調及節能行業越(yue)來越(yue)多的關注。

地(di)(di)球表面(mian)(mian)是一(yi)座巨大的(de)(de)(de)(de)天然(ran)太陽(yang)能(neng)集熱(re)器和儲熱(re)庫。到達地(di)(di)球表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)相當于全世界能(neng)源消耗量的(de)(de)(de)(de)2000倍(bei),只是由于太陽(yang)能(neng)能(neng)流密度(du)(du)低,地(di)(di)球表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)變化大,使得對(dui)這部分(fen)熱(re)能(neng)的(de)(de)(de)(de)直接利用(yong)(yong)困難較多(duo)。但實際(ji)上(shang)(shang),溫度(du)(du)受(shou)天氣(qi)變化影響較大的(de)(de)(de)(de)部分(fen)主要(yao)集中在地(di)(di)表面(mian)(mian)至地(di)(di)下(xia)10m之間(jian)的(de)(de)(de)(de)區域內,從10m深度(du)(du)再(zai)往下(xia),大地(di)(di)溫度(du)(du)就穩定(ding)在當地(di)(di)全年的(de)(de)(de)(de)平均氣(qi)溫上(shang)(shang)了。我國(guo)大部分(fen)地(di)(di)區這個溫度(du)(du)都在15℃左右,如果把這樣的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)搬(ban)運(yun)到地(di)(di)面(mian)(mian)上(shang)(shang)來稍做處理,就可(ke)成為很好(hao)的(de)(de)(de)(de)空(kong)調系統,這就是目前淺層地(di)(di)熱(re)能(neng)利用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)方式。

淺層地熱能利用通常需借助于熱泵,它是一項新興綠色節能技術。在冬天它以大地為低溫位熱源,從大地中提取熱量,經過地面上熱泵的轉換,提高溫位向房屋供暖;在夏天則以大地為高溫位熱源,將房屋內的熱量輸送到大地土壤中。由于地下溫度十分穩定且很接近房屋居住所需的溫度,因此,相對于以大氣環境為熱源的熱泵和燃煤、燃油的供暖供冷系統,以大地為提(ti)取熱(re)量或排(pai)放熱(re)量的熱(re)源的熱(re)泵效率大大提(ti)高,同時還(huan)減少了燃(ran)燒產物的排(pai)放和制冷劑的用(yong)量,對環(huan)保(bao)十分有利。

淺(qian)層地熱(re)(re)(re)能屬于(yu)低品位熱(re)(re)(re)能,直(zhi)接使用(yong)(yong)達不到(dao)一般要(yao)求的(de)溫度(du),通常(chang)需設(she)置一套熱(re)(re)(re)泵(beng),組成(cheng)地熱(re)(re)(re)能熱(re)(re)(re)泵(beng)利(li)用(yong)(yong)系統(tong),將地下熱(re)(re)(re)能的(de)溫度(du)進行一定的(de)提高(gao)或降(jiang)低。因此,地熱(re)(re)(re)能利(li)用(yong)(yong)系統(tong)主要(yao)由熱(re)(re)(re)泵(beng)、地熱(re)(re)(re)換(huan)熱(re)(re)(re)器(qi)及用(yong)(yong)戶(hu)端組成(cheng),而其中(zhong)地熱(re)(re)(re)換(huan)熱(re)(re)(re)器(qi)是關鍵。

地熱(re)(re)能(neng)熱(re)(re)泵地熱(re)(re)能(neng)熱(re)(re)泵的(de)(de)工作原理與通常的(de)(de)熱(re)(re)泵相同,都是由(you)壓縮機(ji)、蒸(zheng)發(fa)器(qi)、冷凝器(qi)、節(jie)流裝置(zhi)組(zu)成。通過消耗(hao)一部分高品質(zhi)能(neng)源即(ji)電能(neng),吸收低溫(wen)物(wu)體的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)排放(fang)給高溫(wen)物(wu)體,實(shi)現(xian)供(gong)熱(re)(re)和(he)制冷的(de)(de)目的(de)(de),其(qi)熱(re)(re)泵示意圖如(ru)圖1所示。只不過,通常的(de)(de)熱(re)(re)泵以大(da)(da)氣環(huan)(huan)境(jing)為其(qi)吸熱(re)(re)或(huo)放(fang)熱(re)(re)的(de)(de)熱(re)(re)源,大(da)(da)氣溫(wen)度的(de)(de)劇烈(lie)變化(hua)導(dao)致(zhi)常規的(de)(de)熱(re)(re)泵效率低下(xia),不僅消耗(hao)大(da)(da)量高質(zhi)能(neng)源,而且惡(e)化(hua)了(le)周圍的(de)(de)環(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度,使得夏天更熱(re)(re),冬天更冷。

除了(le)淺地(di)(di)熱能技術(shu)利用，中(zhong)深層(ceng)地(di)(di)熱能的技術(shu)更是(shi)精湛！

中深層地熱能(neng)是一(yi)種(zhong)潔凈的(de)環(huan)保型能(neng)源，在(zai)發(fa)電(dian)、供暖等領域被(bei)利用(yong)，它是可循環(huan)再生(sheng)的(de)一(yi)種(zhong)能(neng)源，因此可開(kai)發(fa)價值(zhi)高，關于此能(neng)源的(de)開(kai)發(fa)有幾個主要的(de)技術，今天小編(bian)跟大家分享的(de)就是它的(de)開(kai)發(fa)技術：

1、地熱井(jing)鉆井(jing)技術

地熱井鉆井目的不僅是鉆達目的層開發中深層地熱能，它和油氣井相比，有一個目的是經濟節約，此技術主要用于地熱井的高溫、較大的井徑，它的費用降(jiang)低主要(yao)通(tong)過優化(hua)鉆(zhan)井(jing)工藝和減少井(jing)下復雜情況來實(shi)現的(de)(de)。由于地熱(re)井(jing)的(de)(de)高(gao)溫，油基(ji)或者氣基(ji)鉆(zhan)井(jing)液是(shi)(shi)較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)選擇(ze)，如果(guo)考慮(lv)儲層損害(hai)問(wen)題，氣體基(ji)鉆(zhan)井(jing)液是(shi)(shi)較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)選擇(ze)，但是(shi)(shi)它的(de)(de)適用性是(shi)(shi)有限的(de)(de)。因(yin)此，研發適合高(gao)溫水基(ji)的(de)(de)鉆(zhan)井(jing)液是(shi)(shi)開(kai)發地熱(re)和深層油氣的(de)(de)關鍵點，井(jing)壁穩定以及(ji)漏失(shi)同樣(yang)是(shi)(shi)地熱(re)井(jing)鉆(zhan)井(jing)過程中(zhong)要(yao)考慮(lv)的(de)(de)重要(yao)問(wen)題。

2、地熱井(jing)回(hui)灌技術

雖然地球內部熱能蘊(yun)藏(zang)豐富，但是它的(de)(de)利(li)用也不可(ke)以(yi)(yi)過于隨意，通常情(qing)況(kuang)需要以(yi)(yi)“用熱不用水(shui)(shui)”原則對地熱尾水(shui)(shui)進行(xing)合理回灌，一方面可(ke)以(yi)(yi)提高地熱資源(yuan)的(de)(de)利(li)用率，以(yi)(yi)及地熱資源(yuan)利(li)用的(de)(de)可(ke)持續性，另(ling)一方面也可(ke)以(yi)(yi)減(jian)少廢(fei)棄熱水(shui)(shui)對環(huan)境的(de)(de)污染。

3、地熱井除垢技(ji)術

由于地(di)下(xia)高(gao)礦化(hua)度環境的(de)原因，管線(xian)上的(de)結(jie)垢現象普(pu)遍存在，而這給地(di)熱能的(de)開(kai)(kai)發造成了重(zhong)大的(de)危害(hai)，因此(ci)除垢技(ji)術的(de)研(yan)究意(yi)義重(zhong)大。經研(yan)究分(fen)析(xi)，結(jie)垢是(shi)因為流(liu)經地(di)層的(de)高(gao)硬水(shui)在從地(di)層開(kai)(kai)始的(de)流(liu)動過程中(zhong)(zhong)出現壓力和溫(wen)度下(xia)降的(de)情況，原有的(de)氣(qi)、液、固三相平(ping)衡被(bei)打(da)破了，水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)Ca（HCO3）2分(fen)解，CO2也從水(shui)中(zhong)(zhong)溢出，出現CaCO,致(zhi)使結(jie)垢，在地(di)熱學上稱作“鈣(gai)華”。目(mu)前較為有效的(de)除垢工藝主要有石(shi)灰一(yi)純堿法以及井下(xia)控制熱儲(chu)層工藝。