地熱供暖技術(shù)研究與討論

1 地熱供暖技術(shù)原理

 

  低溫輻射地板采暖是通過(guò)埋設于地板下的加熱管——鋁塑復合管或導電管，把地板加熱到表面溫度18至32攝氏度，均勻地向室內輻射熱量而達到采暖效果。同時(shí)它可以由分戶(hù)式燃氣采暖爐、市政熱力管網(wǎng)、小區鍋爐房等各種不同方式提供熱源。

 

  2 地熱在國內的應用概況

 

  改革開(kāi)放后，隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )快速發(fā)展，我國能源消費迅速增長(cháng)，在國家能源緊缺的情況下，地熱資源作為可再生的綠色清潔能源已經(jīng)顯示出了巨大的潛力，逐漸應用于發(fā)電、供暖、醫療保健、洗浴和旅游度假、養殖、農業(yè)溫室種植和灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、礦泉水生產(chǎn)等廣泛的領(lǐng)域，中低溫地熱資源開(kāi)發(fā)利用還引發(fā)了圍繞房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、旅游業(yè)等的地熱開(kāi)發(fā)熱潮。我國利用地熱資源的方式主要是高溫地熱發(fā)電和中低溫地熱直接利用。

 

  3 地熱供暖的優(yōu)缺點(diǎn)

 

  地熱供暖技術(shù)有比較明顯的優(yōu)缺點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)體現在：

 

  (1)節能。根據各種采暖方式室內溫度測試結果，地板輻射采暖方式是最理想的采暖方式。

 

  (2)舒適。地板低溫輻射采暖以地板為散熱器，由于有輻射強度和溫度的雙重作用，使室溫比較穩定且溫度梯度小，形成了真正的符合人體散熱要求的熱環(huán)境，給人以腳暖頭涼的舒適感，可使腦力勞動(dòng)者的工作效率提高；(3)美觀(guān)。由于室內取消了暖氣片及其管道，相當于增加了2%～3%的使用面積。

 

  (4)地板采暖適合分戶(hù)計量及節能設計。管道的布置，系統阻力值的確定，均可根據不同情況，由設計人自己決定；(5)安全可靠，使用壽命長(cháng)，清潔衛生。管材的使用壽命無(wú)論國外還是國內的生產(chǎn)廠(chǎng)家均承諾為50年；(6)熱源選擇靈活。低溫熱水地板輻射采暖系統供水溫度為40～60℃，可充分利用廢熱水和地熱水資源。

 

  其缺點(diǎn)體現在：對層高有8厘米左右的占用；地面二次裝修時(shí)，易損壞地下管線(xiàn)；容易對木地板的鋪設造成干裂的麻煩，最好選用地磚或復合地板；設定溫度不能太高，否則會(huì )大大降低輸送管道的使用壽命；由于防水需要，衛生間不便鋪設，還要借助于電暖氣。

 

  4 地板輻射與通常供暖的比較

 

  在建立同樣舒適條件的前提下，用地面輻射采暖在保證同等條件的舒適程度下，房間的設計溫度比對流采暖可降低2～3℃，從而節省采暖能耗。 由于有輻射溫度和對流溫度的雙重效應，因而形成了真正符合人體舒適要求的熱環(huán)境。地板輻射供熱提供的熱量在人的腳部較強，頭部溫和，這正符合人體足部血液循環(huán)最差頭部溫度較高的特點(diǎn)，給人以腳暖頭涼的舒適感，即體態(tài)舒適度高。為達到人體舒適衛生要求的熱環(huán)境，室內地表平均溫度宜采用下列數值：經(jīng)常有人停留的地面24～26℃。無(wú)人停留的地面35～40℃。短期有人停留的地面為28～30℃。

 

  5 地熱熱泵在供暖中的利用

 

  為了解決地熱利用中出現的許多問(wèn)題，對地熱的合理開(kāi)采、綜合利用是一個(gè)大的方向。首先，在地熱用于供暖時(shí)，需進(jìn)行方案分析比較，根據地熱熱水的溫度、流量，需要負擔的建筑供暖負荷，確定是全部采用地熱水，還是需要設置部分地熱熱泵機組，負擔部分建筑供暖負荷；是否需要進(jìn)行水處理，供應生活熱水或其他用途；是否需要設回灌井進(jìn)行地熱水回灌。 根據工程的實(shí)際應用，對地熱水供暖的綜合利用方案一般有下述三種：其一，地熱井開(kāi)采的地熱水流量和溫度，在直接供暖的情況下能滿(mǎn)足所負擔的建筑供暖負荷，又無(wú)其他用途可用，則對供暖尾水直接回灌。其二，地熱井開(kāi)采的地熱水流量和溫度，在直接供暖的情況下能滿(mǎn)足所負擔的建筑供暖負荷，且需要地熱水作為其他用途，如生活熱水、洗浴、溫泉等，則供暖尾水經(jīng)除鐵除錳等水處理，達到應用標準，然后利用。其三，地熱井開(kāi)采的地熱水流量和溫度，在直接供暖的情況下不能滿(mǎn)足所負擔的建筑供暖負荷，則地熱直接供暖(如果地熱水水溫較高，可以?xún)杉壒┡?，前一級用散熱器供暖，后一級用地板輻射采?后的尾水（30～40℃）用地熱熱泵的熱源水，由地熱熱泵機組提供滿(mǎn)足供暖需要的熱媒水(60～70℃)，用于地板輻射供暖或散熱器供暖。

 

  6 低溫熱水地板輻射采暖的材料的選擇

 

  地板輻射采暖的保溫材料一般宜選用聚 乙稀苯板容重要求在15kg/m3～25kg/m3，導熱系數小，保溫效果好的產(chǎn)品，而且能減輕樓板的荷載，其厚度在20～25mm時(shí)，經(jīng)計算完全達到隔熱目的。 地板輻射采暖溫控閥集中設置在分水器處。溫控閥帶有溫度調節和預設定裝置，用戶(hù)可以通過(guò)調節旋鈕自己隨時(shí)調整供熱量，降低了不必要的能源消耗。為節約能源創(chuàng )造了條件。接溫控閥處的管徑為DN20，鋁箔加筋紙，其產(chǎn)品具有防潮、防水、向上反射熱輻射的作用。地熱管材的選用，可采用PEX交聯(lián)聚乙稀管和PPC改性聚丙稀管材為宜。

 

  熱表由熱量計、供回水溫度感溫元件及積算顯示裝置組成。流量計有超聲波式及機械師兩種。

 

  分水器的選擇，目前大多采用國產(chǎn)和南韓的較多，這類(lèi)產(chǎn)品質(zhì)量基本能達到使用要求。在分水器進(jìn)水端設的Y型過(guò)濾器應用銅質(zhì)的較好。 還有在敷設管道所用的固定Ｕ形管卡，此管卡的材質(zhì)最好選用與管材同材質(zhì)的材料。 低溫熱水地板輻射采暖系統的管道敷設，在直線(xiàn)段每隔600mm設一固定卡，敷設S形管道時(shí)，在彎曲部分應設叁處固定卡。一般PEX管材按設計尺寸敷設一個(gè)環(huán)路一根管，在地下不能有接頭，如必須進(jìn)行接頭時(shí)，可采用進(jìn)口地熱管專(zhuān)用接頭管件，此專(zhuān)用接頭管件是利用PEX管的材料記憶特性來(lái)將管漲接一起的。

 

  7 管道的保溫

 

  為了減少熱媒在輸送過(guò)程中的熱損失，節約燃料；保證操作人員的安全，改造勞動(dòng)條件；保證熱媒的使用溫度等，需要對供熱管道及其附件采取保溫措施。保溫管道的確定原則如下：(1)敷設在地下管溝、屋頂管溝，設備層內、悶頂及豎井內的采暖管道。(2)設在室內的供回水干管、主立管及暗裝的采暖支管；(3)管道敷設在容易被凍結的地方；(4)管道通過(guò)的房間或地點(diǎn)，需要采暖管道采取保溫措施時(shí)。 目前采用的保溫材料主要是水泥膨脹珍珠巖管殼，這種材料具有較好的保溫性能，產(chǎn)量大，價(jià)格比較便宜，是目前管道保溫常用的材料。巖棉、礦棉及玻璃棉管殼，保溫性能好，無(wú)毒、耐久且施工方便。

 

  8 結語(yǔ)

 

  我國地熱資源利用雖然占據世界首 位，但在我國能源結構中不足0.5%,地熱供暖面積除在個(gè)別城市達到較高百分比外，其他有地熱資源的城市還遠達不到理想目標。即使在那些發(fā)展地暖供熱比較早的城市里，開(kāi)采出的地熱熱水利用率仍然很低。所以今后一個(gè)階段，大力開(kāi)發(fā)和有效利用地熱資源已成為我國當前能源問(wèn)題形式下一個(gè)新的命題。