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摘要：我国地热资源十分丰富，但当今地热资源的开发利用仍存在诸多问题。一方面缺少对地热资源勘查、开发和利用的统一规划，造成地热资源综合利用程度和综合经济效益低。另一方面是地热利用系统复杂，实际操作中布置和维护存在较大的难度。同时较高尾水的排放，不仅降低了地热能源的利用效益，同时对环境带来了热污染。
因此，我们从优化地热利用系统化繁为简，提高经济性，改进混水装置，降低尾水温度，以及增设家用热泵这三方面进行改进，优化地热资源利用系统。从而达到巧极开发利用地热能，缓解我国能源资源压力、实现非化石能源目标、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设的目的。
关键词：地热;新型混水装置;加装空气热泵;低温尾水排放;
0前言
地热是来自地球内部的一种能量资源，它不仅是一种不会对环境造成污染的清洁能源，而且它的使用不受时间和气候的限制。上世纪40年代起，地热资源作为能源大规模用于发电供暖和工农业用热。地热利用的步伐在20世纪70年代初开始加快，地热能源的开发利用在能源行业中占据越来越重要的地位。我国地热资源十分丰富，开采深度在2000米以上的地热资源相当于4000多亿吨标准煤的储存量。应我国对新能源开发与利用的需求，地热能利用的研究是大势所趋。
1总体思路
2研究方法
1.中深层地热水温度一般在900C以下，所以地热供暖系统中的热泵机组宜选压缩式热泵机组。对选用的热泵额定制热量和额定输入功率进行修正，确定出热泵人口侧水源温度对热泵cop值的影响，从而确定出选用热泵级数
2.针对现今热泵人口水源有温度耐热限制，而用回会水温度相对过高，基本在36。C左右。现有热泵采暖系统热利用率较低，根据卡诺循环定理，结合当今资源综合利用原则，采用新式混水装置。
3.引入火积一一提高热量传递效率的物理量，综合分析板式换热器传热效率的影响因素，从而提出相应的改进措施。3实施方案
3.1.1综合分析现存地热系统
3.1.2系统缺点
（1）水泵的耗电量较高，系统中布置热泵组级数较多，板式交换器及热泵消耗较多电能。增
（2）同时由于采用改变地热尾水温度进行调节，使得尾水温度高，最高可达到43℃，地热能的利用率低，而且严重污染环境，浪费了地热水资源。
3.1.3改进措施：
（1）通过引入热量的火积平衡方程，表征出热量传递过程中火积随时问变化，定量分析出影响热交换器效率的因素，增加空气源热泵提高整个过程热交换率。
（2）优化混水装置，实现地热能源综合利用的同时，降低地热尾水温度，解决地热能源发展的限制问题;
（3）计算热泵机组cop值影响因素，确定热泵机组级数;
（4）对地热水侧采用变流量运行调节方式，节约地热水用量和减少水泵的耗电量;
具体优化图如下：
综上所述，在给定冷热流体热容量情况下，热流体（或冷流体）进出口温差越大，火积热散数越小，换热器能效越高，传热速率越快，传热能力越强;
所以，我们设计在板换之前加空气源热泵（如图2所示），其耗能量远小于换热器能效提高带来的经济效益。
3.2加装混水装置优化，以达到能源充分利用
混水方式是目前供热工程应用较为普遍的直供系统利用技术，其原理是通过将用户回水与热源供水混合后再次进入热用户进行供暖，通过提高末端循环水流量的方式扩大热源水的供回水温差，降低热源水的尾水温;
由于循环水经过用户取暖利用后，水温也会在30。C左右，而当今的热泵耐热在20℃左右。所以，利用循环水与地热尾水混合，温度降低不明显，仍需一部分热量的散失，无形中降低地热能源的用率。针对此问题，对热泵系统进行优化。使用户循环后的水热能，再进行多级利用，包括水产养殖，蔬菜大棚取暖等。从而，使温度相对降低的水进入混水箱混合，更能提高其效率。同时，满足能源充分利用要求，解决能源浪费问题。
4推广前景
低温地热水供暖系统的地面用户系统——低温热水地面辐射采暖系统是以温度不高的热水为热媒，在加热管内循环流动，加热地板，通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的供暖方式。其中整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面白身的蓄熱和热量向.上辐射的规律由下至.上进行传导，来达到取暖的目的。由于在室内形成脚底至头部逐渐递减的温度梯度，从而给人以脚暖头凉的舒适感。地面辐射供暖符合中医“温足而顶凉”的健身理论，是目前最舒适的采暖方式，也是现代生活品质的象征，决定了其在分户计量供暖中的重要地位。我国的能源工业有了很大的发展，但是能源的供应仍然不能满足工农业生产和人民生活的需要。能源供应紧张，又存在产品能耗高，能源利用率低，浪费严重的现象。所以充分利用低焓地热能更具有深远的意义。
参考文献：
[1]工永昌.中深层地热能梯级利用系统优化研究[D].山东建筑大学，2016.
[2]方朝合，宿方儒.中深层地热勘探开发技术进展与开发对策[J].山东商业职业技术学院学报，2017，17（01）：89-93.
[3]李宜程.山东省中深层地热资源开发潜力分区评价[D].山东 建筑大学，2016.
[4]孟阳.关中地区地热产业发展现状及前景研究『D].长安大学，2017.
[5]陈粤强，姬永涛，浦静怡，张晓宏.关中盆地中深层地热资源开发方式探讨[J].西部探矿工程，2018，30（11）：103 -106.
（作者单位：山东科技大学）
因此，我们从优化地热利用系统化繁为简，提高经济性，改进混水装置，降低尾水温度，以及增设家用热泵这三方面进行改进，优化地热资源利用系统。从而达到巧极开发利用地热能，缓解我国能源资源压力、实现非化石能源目标、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设的目的。
关键词：地热;新型混水装置;加装空气热泵;低温尾水排放;
0前言
地热是来自地球内部的一种能量资源，它不仅是一种不会对环境造成污染的清洁能源，而且它的使用不受时间和气候的限制。上世纪40年代起，地热资源作为能源大规模用于发电供暖和工农业用热。地热利用的步伐在20世纪70年代初开始加快，地热能源的开发利用在能源行业中占据越来越重要的地位。我国地热资源十分丰富，开采深度在2000米以上的地热资源相当于4000多亿吨标准煤的储存量。应我国对新能源开发与利用的需求，地热能利用的研究是大势所趋。
1总体思路
2研究方法
1.中深层地热水温度一般在900C以下，所以地热供暖系统中的热泵机组宜选压缩式热泵机组。对选用的热泵额定制热量和额定输入功率进行修正，确定出热泵人口侧水源温度对热泵cop值的影响，从而确定出选用热泵级数
2.针对现今热泵人口水源有温度耐热限制，而用回会水温度相对过高，基本在36。C左右。现有热泵采暖系统热利用率较低，根据卡诺循环定理，结合当今资源综合利用原则，采用新式混水装置。
3.引入火积一一提高热量传递效率的物理量，综合分析板式换热器传热效率的影响因素，从而提出相应的改进措施。3实施方案
3.1.1综合分析现存地热系统
3.1.2系统缺点
（1）水泵的耗电量较高，系统中布置热泵组级数较多，板式交换器及热泵消耗较多电能。增
（2）同时由于采用改变地热尾水温度进行调节，使得尾水温度高，最高可达到43℃，地热能的利用率低，而且严重污染环境，浪费了地热水资源。
3.1.3改进措施：
（1）通过引入热量的火积平衡方程，表征出热量传递过程中火积随时问变化，定量分析出影响热交换器效率的因素，增加空气源热泵提高整个过程热交换率。
（2）优化混水装置，实现地热能源综合利用的同时，降低地热尾水温度，解决地热能源发展的限制问题;
（3）计算热泵机组cop值影响因素，确定热泵机组级数;
（4）对地热水侧采用变流量运行调节方式，节约地热水用量和减少水泵的耗电量;
具体优化图如下：
综上所述，在给定冷热流体热容量情况下，热流体（或冷流体）进出口温差越大，火积热散数越小，换热器能效越高，传热速率越快，传热能力越强;
所以，我们设计在板换之前加空气源热泵（如图2所示），其耗能量远小于换热器能效提高带来的经济效益。
3.2加装混水装置优化，以达到能源充分利用
混水方式是目前供热工程应用较为普遍的直供系统利用技术，其原理是通过将用户回水与热源供水混合后再次进入热用户进行供暖，通过提高末端循环水流量的方式扩大热源水的供回水温差，降低热源水的尾水温;
由于循环水经过用户取暖利用后，水温也会在30。C左右，而当今的热泵耐热在20℃左右。所以，利用循环水与地热尾水混合，温度降低不明显，仍需一部分热量的散失，无形中降低地热能源的用率。针对此问题，对热泵系统进行优化。使用户循环后的水热能，再进行多级利用，包括水产养殖，蔬菜大棚取暖等。从而，使温度相对降低的水进入混水箱混合，更能提高其效率。同时，满足能源充分利用要求，解决能源浪费问题。
4推广前景
低温地热水供暖系统的地面用户系统——低温热水地面辐射采暖系统是以温度不高的热水为热媒，在加热管内循环流动，加热地板，通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的供暖方式。其中整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面白身的蓄熱和热量向.上辐射的规律由下至.上进行传导，来达到取暖的目的。由于在室内形成脚底至头部逐渐递减的温度梯度，从而给人以脚暖头凉的舒适感。地面辐射供暖符合中医“温足而顶凉”的健身理论，是目前最舒适的采暖方式，也是现代生活品质的象征，决定了其在分户计量供暖中的重要地位。我国的能源工业有了很大的发展，但是能源的供应仍然不能满足工农业生产和人民生活的需要。能源供应紧张，又存在产品能耗高，能源利用率低，浪费严重的现象。所以充分利用低焓地热能更具有深远的意义。
参考文献：
[1]工永昌.中深层地热能梯级利用系统优化研究[D].山东建筑大学，2016.
[2]方朝合，宿方儒.中深层地热勘探开发技术进展与开发对策[J].山东商业职业技术学院学报，2017，17（01）：89-93.
[3]李宜程.山东省中深层地热资源开发潜力分区评价[D].山东 建筑大学，2016.
[4]孟阳.关中地区地热产业发展现状及前景研究『D].长安大学，2017.
[5]陈粤强，姬永涛，浦静怡，张晓宏.关中盆地中深层地热资源开发方式探讨[J].西部探矿工程，2018，30（11）：103 -106.
（作者单位：山东科技大学）