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土壤热源与干热岩应用技术对比
目前在西安已有针对土壤热源和干热岩两种地层地热应用的成功案例,特别是干热岩供热技术,经过科技人员多年研发已取得重大突破。
一是利用土壤热源供暖。西安市内某小区因市政热力管网没有到达,建成数年无法供暖。通过运用地源热泵技术,在小区周围共钻探741个埋深200米的换热孔,通过地源热泵吸附25摄氏度左右的土壤热源,解决了13.82万平方米住宅建筑面积供暖问题。
地源热泵的优点是:环保节能,不使用煤炭、天然气,不产生废气、废渣;安装使用相对灵活,不受市政管网辐射的限制;可以提供供暖、制冷、解决部分生活热水,一机多用。其缺点是:换热孔施工需要较大的空间,在建筑密度高的区域无法大面积实施,难以规模化发展,由浅层土壤热源吸热,需要消耗一定电力。
二是利用干热岩热能供暖。西安市内某大厦商住楼项目,通过运用干热岩供热技术,在市区街道红线内钻探3个直径200毫米、埋深2000米的换热孔,吸附65摄氏度左右的干热岩热能,满足了28层3.77万平方米建筑面积供暖需要。该项技术通过钻机向地下干热岩层钻直径200毫米、埋深2000米的换热孔,给孔中安装密闭的金属换热器,在换热器内充满换热介质——软化水,通过换热器管壁传导将地下深层的热能导出,再通过循环系统向建筑物供热,能量来自地下,效率更高,经济效益、社会效益显著,治污减霾成效更加突出。
干热岩供热技术具有以下特点:
一是占地空间小。钻孔位置的选定比较灵活,可不受场地条件制约。二是绿色环保。无废气、废液、废渣等排放。三是保护水资源。系统与地下水隔离,不抽取动用地下水。四是高效节能。新材料的使用提高了吸热导热效率,一个换热孔可以解决1万~1.3万平方米建筑的供暖。五是系统寿命长。换热器采用特种钢材制造,耐腐蚀、耐高温、耐高压,寿命可与建筑寿命相当。六是安全可靠。孔径小,埋管深,系统稳定,地下无运动部件,对建筑地基无任何影响。七是投资成本低。向地下中、深层取热,增加单孔取热量,扩大供热面积,可减少钻孔数,降低开发成本。以100万平方米建筑面积一个采暖季(4个月)为例来分析一下。
能源消耗对比:采用干热岩供热技术需要消耗部分电能,折合成当量标准煤约为5400吨;采用燃煤锅炉消耗标准煤量1.6万吨,比干热岩供热多消耗标准煤约1.06万吨。
排放物质对比:干热岩供热技术消耗少量电能,不产生废弃物,零排放;燃煤锅炉二氧化碳排放量约4.3万吨、二氧化硫排放量约136吨。
投资运行对比:与燃煤锅炉、燃气锅炉相比,干热岩技术应用前期投入低20%左右,正常运行及维护费用低35%左右。
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