地热供暖优势分析
【摘要】摘要本文介绍了地热在我国供热领域的应用情况，探讨了地热供暖系统的几点优势，包括地热供暖的节能优势以及环境优势，综合分析了地热供暖的经济效益。
总结了由于地热与燃煤锅炉在供暖方式上不同而对供暖效果的影响,提出了地热供暖进一步开发节能潜力的可能性，以及由此带来的环境和经济上的效益。
【关键词】地热;供暖;节能;环境;经济
根据多年观测和经验发现,地热与锅炉(燃煤)在供暖方式上不同,主要是我国供暖运行机制及管理体制所致。
地热供暖系统可通过整体的优化设计进一步达到节能、保护环境的目的。
本文重点讨论地热供暖的特点及系统运行状况,并通过重点测试,总结通用类型建筑物冬季实际供暖参数范围,为地热供暖设计指标的选取提供参考依据。
１．地热供暖系统概述
地热供暖是以深部地下热水作为热源,通过间接或直接式供暖系统将热源输送到热用户。
典型的低温地热供暖系统包括地热井、回灌井、井口设备、换热站、调峰设备。
锅炉供暖与地热供暖(间供式)系统除了热源型式和由于低温热源对终端散热设备配置的要求不同外,其热力循环系统并无明显区别。
地热是恒温可变流量热源,无论它的供暖系统是否采用变频调速装置,通常可保证连续供暖。
而锅炉供暖受内、外因素影响较多,目前尚未达到普遍设置供暖自动调节装置的程度,是典型的量调节(变流量)或质调节(可调温)间歇供暖方式。
所以,在热量均衡及热耗计算上,通常需采用一系列参数修正,以弥补间歇式供暖给供暖效果带来的负面影响。
实现冬季室内热环境稳定的条件是遵循热平衡原理,即单位面积热耗等于单位面积所需热量,实现供暖居室的热平衡。
现行的供暖设计方法是在建筑维护结构热工特性和卫生要求的条件下,以规范所规定的室外气象参数和热媒温度为依据计算出采暖热负荷,通常是在静态热平衡基础上计算的。
但是,在实际供暖过程中,静态热平衡过程只是一个理想状态,除了室内环境变化,如人员状态变化等。
室外温度变化则是影响房屋热损失不稳定的主要因素之一。
因此,要保证室内温度基本恒定,供暖系统必须处于动态响应方式,达到随时调节供热量的目的。
2.低热供暖优势分析
2.1地热供暖的节能分析
从能耗角度分析,以紫金新里地热供热站为例,可知,当供暖热指标为70W/m2时,Q=0.45×106kJ/供暖期.m2,Q总=90227×106kJ/供暖期按实测供暖热指标值取45W/m2时,Q=0.29×106kJ/供暖期.m2,Q总=58000×106kJ/供暖期。
地热在供暖期可提供的热量Q地=43042×106kJ,按照上述两种设计情况分析,仅依靠地热均不能保证冬季采暖要求。
因此在较寒冷季,必须配备调峰锅炉。
所以,当供暖热指标为70W/m2时须配置调峰锅炉容量10吨,地热所占供热能比例=Q地/Q总=43042×106kJ/90227×106kJ=47.7%,锅炉须占供热能比例=52.3%
按实测供暖热指标值取45W/m2时,须配置调峰锅炉容量2吨,地热所占供热能比例=Q地/Q总=43042×106kJ/58000×106kJ=74.2%,锅炉须占供热能比例=25.8%通常,地热加调峰供暖系统在经济效益上具有很大的竞争优势,特别是在能源(地热能和常规能源)合理调配上,既充分利用了已开发的地热资源,又保证在合理扩大热用户的条件下的供暖质量,根据计算其供暖成本均低于其它供暖形式。
但是,调峰锅炉容量配备的合理与否,确与供暖热指标设计是否合理有关。
从以上基本数据分析看,当供暖热指标在相同类型建筑选择有所差异时,而实际热耗又小于设计值时,由于设备容量不同,设备初投资的比例会明显不同。
当供暖热指标在设计时选用偏高,而后期热用户又不具有开发潜力,多余投资部分的设备势必闲置,造成浪费。
因此,合理确定供暖热指标,不仅充分体现出地热附加调峰供暖系统的优势,同时对节能、保证供暖质量起到相当重要的作用。
2.2地热供暖的环境分析
利用地热资源,减少常规能源带来的环境污染,消除了由于燃料的燃烧所产生排放物造成的污染,取消或降低了环境治理费,提高了人民生活质量,具有经济、环境和社会效益。
根据上述分析,合理选用供暖参数和确定热网规模,不仅节约资源,降低调峰设备的容量缩小空地占用面积,同时还保护了环境。
2.3地热供暖的经济效益分析
地热供暖系统可以与单纯锅炉供暖相竞争,其经济性在于地热供暖的运行费用低。
而地热可供热量的大小对地热供暖经济性的影响极大,地热热容量越大,如地热供水温度或流量越高,或降低地热供暖排水温度,即地热的供热量越大,相同地热供暖系统的供暖面积就越大,则供暖系统的年总成本或单位供暖面积年总成本相对降低。
这种经济效益对地热热泵或锅炉调峰供暖系统的效果是一致的。
3.总结
地热供暖与锅炉供暖在供暖方式上有所不同,主要是由于目前运行管理机制不同,造成室内温度稳定性有所差异。
地热供暖系统在设计上仍需进一步探索和总结,以求合理开采使用低焓地热资源,减小系统规模,降低投资和运行成本。
我国民用住宅是集中供暖的主要对象,据测试,利用地热资源供暖的系统,实际使用的参数较目前设计中普遍选用的参数仍存在一定差异(31%—33%),突出地反映了地热供暖在节能上仍具有较大潜力。
【参考文献】
［１］石兆玉,等.关于当前供热系统在设计与运行中的几个问题的看法.区域供热,1996,2:6-8.
［２］黄鑫.居住建筑热指标.全国暖通空调制冷1996年学术年会论文集,1996:29-32.
［３］邢振河.用室温抽测结果估算供暖计算热指标.区域供热,1995,3∶28-31.
［４］方修睦,等.嵩山小区住宅供暖能耗测试分析.暖通空调,1995,2∶7-9.。