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地熱開發(fā)因地制宜與管理的真諦

更新時間:2021-12-28      瀏覽次數(shù):951

地熱開發(fā)因地制宜與管理的真諦

地熱學是一門學科,地熱開發(fā)屬于能源技術,地熱開發(fā)要遵循科學、依靠技術?!耙虻刂埔碎_發(fā)利用地熱能"有利于遵循地熱學科規(guī)律、充分發(fā)揮地熱能技術優(yōu)勢。

我國節(jié)能減排的方針和提倡清潔供暖的形勢,為我國地熱行業(yè)發(fā)展注入了新的動力,促進地熱開發(fā)利用向高潮發(fā)展。近些年,有不少新的口號,各地也出臺了許多政策,中國地熱的下一步該如何適從?將走向何方?


地熱資源開發(fā)的正確方法是因地制宜

2021年我們聽到了新的聲音,是可再生能源和地熱開發(fā)利用“因地制宜"。年初《關于因地制宜做好可再生能源供暖工作的通知》,提出“因地制宜推廣各類可再生能源供暖技術"。在“十四五"及未來時期,我國要加快構建現(xiàn)代能源體系。推進能源革命,建設清潔低碳、安全高效的能源體系,提高能源供給保障能力。其中也提到了因地制宜開發(fā)利用地熱能。

因地制宜的方法對于地熱資源的開發(fā)是正確的。世界各地儲存地熱資源的地熱處在不同的地質條件。地熱開發(fā)不可能是一個統(tǒng)一的模式,地熱管理不可能是一刀切,要根據(jù)實際因地制宜。


優(yōu)勢資源的利用:對流和傳導

關于對流和傳導的差異,我們可以用兩個例子來看一下:

北京城區(qū)1974年鉆成京熱16號地熱井1299m深,出水56.5C,出水量1342m3/d。該井用于地熱供暖28000平方米,供暖尾水溫度降至35C,其產(chǎn)出的熱功率是1398kWt。這樣的地熱抽水利用方式是熱對流取熱。

河北省唐山馬頭營于2020年鉆成3000m干熱巖井,井底溫度119C,利用重力熱管,地面獲得最高90C飽和水蒸汽,產(chǎn)出熱功率近200kWt。這是取的熱傳導熱,雖然井深了2.3倍,溫度高了2.1倍,但取得的熱功率卻只有上例抽水井對流熱的七分之一。


早在40多年前的國外,就有Downhole Heat Exchanger (DHE)井下?lián)Q熱器,美國愛達荷州波伊西市各家庭獨棟花園住房200-300平方米,一家一個裝置,鉆個100m井,80C,地熱溫度高,供暖面積小,不成問題,冬季供暖解決了。

在中國“取熱不取水"要應用到一棟樓,一個小區(qū),應用面積大,由于地下溫度不高,井還得鉆2000m深(全國很多地方都達不到2000m 能有70C的條件),使用熱泵增大幾倍仍還不夠,還必須加個貯熱箱(大于200立方米)


充分發(fā)揮資源優(yōu)勢:地熱回灌


在甘肅省張掖鉆成地熱井自流78C,出水量6000m3/d,水頭達1.5MPa。這是一眼高產(chǎn)地熱井,熱水利用到尾水35C溫度,則其可利用的熱功率為12.5MWt,這樣高產(chǎn)的地熱井在所有地熱井中的比例不超過5%。

但是熱田開始生產(chǎn)的時候熱儲壓力很大,井口3~5MPa,即30~50個大氣壓的高溫熱流體噴出來,沒法回灌。熱水從地熱井口15個大氣壓自流噴出來,回灌得用17個大氣壓才能頂回去。現(xiàn)在100余平方千米才一眼井,所以在甘肅省的地熱井沒有必要強調(diào)回灌。未來井多了,壓力降低了,再做回灌也是可以的?,F(xiàn)在主要是把地熱供暖、旅游開發(fā)和設施農(nóng)業(yè)開發(fā)利用先做起來,發(fā)揮地熱利用的效益。


因地制宜:充分體現(xiàn)地熱的內(nèi)涵


因地制宜是強調(diào)了遵循地熱能自身特性來科學合理開發(fā)利用資源,并實施專業(yè)的地熱管理。

地熱資源的分布受地質條件約束控制,因地制宜要根據(jù)當?shù)刭Y源的情況,采用不同的開發(fā)方式。比如,高溫地熱可以發(fā)電;發(fā)電后溫度降低了可以供暖;溫度不夠了可以采用熱泵。熱水礦物質少的可直接送入管線供暖;但礦物質多的有腐蝕和結垢問題,要用熱交換器換熱后再輸送。

如果地熱資源條件好的地區(qū),地熱供暖最適宜,但是地熱條件不好的地方,是不適合鉆地熱井,只能選其他方法。空氣源熱泵的效率(COP)比地源熱泵低,但空氣源熱泵便于安裝施工,在偏南方地區(qū)使用空氣源熱泵,但是在北方的話效率太低,優(yōu)先考慮地源熱泵。


因地制宜原則還涉及到地熱資源管理。中國的地熱管理針對一個熱田有許多家開發(fā),對比國外來說地熱管理現(xiàn)狀有點亂。


目前我國地熱資源的開發(fā)利用應該堅持以下原則:熱電并舉,以熱為主;深淺結合,由淺及深;東西兼顧,西電東熱;干濕有度,先濕后干;一帶一路,地熱先行。


全自動野外地溫監(jiān)測系統(tǒng)/凍土地溫自動監(jiān)測系統(tǒng)

地源熱泵分布式溫度集中測控系統(tǒng)

礦井總線分散式溫度測量系統(tǒng)方案

礦井分散式垂直測溫系統(tǒng)/地熱普查/地溫監(jiān)測哪家好選鴻鷗

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地熱井高精度傳感器分層測溫方案、地熱井溫梯度測井系統(tǒng)、井溫梯度測井系統(tǒng)

地溫凍土深水井地熱井溫度監(jiān)測自動測溫系統(tǒng)

巖土凍土地溫深井電腦自動測溫系統(tǒng)、水源地源熱泵空調(diào)換熱井測溫系統(tǒng)




TD-016C型 地源熱泵能耗監(jiān)控測溫系統(tǒng)

產(chǎn)品關鍵詞:地源熱泵測溫,地埋管測溫,淺層地溫在線監(jiān)測系統(tǒng),分布式地溫監(jiān)測系統(tǒng)

此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產(chǎn)企業(yè),新能源技術安裝公司,地熱井鉆探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設計,通過連接我司單總線地熱電纜,以及單通道或多通道485接口采集器,可對接到貴司單位的軟件系統(tǒng)。歡迎各類單位以及經(jīng)銷商詳詢!此款設備支持貼牌,具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的測溫電纜設計方法,單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點,目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測,因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現(xiàn)場與溫度采集模塊相連,溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個采集模塊可以連接內(nèi)置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。 本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監(jiān)測,支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監(jiān)測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究,埋地換熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統(tǒng),主要是一套先進的基于現(xiàn)場總線和數(shù)字傳感器技術的在線監(jiān)測及分析系統(tǒng)。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監(jiān)測并保存數(shù)據(jù),為優(yōu)化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續(xù)運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點:

1.結構簡單,一根總線可以掛接1-60根傳感器,總線采用三線制,所有的傳感器就燈泡一樣,可以直接掛在總線上.

2.總線距離長.采用強驅動模塊,普通線,可以輕松測量500米深井.

3.的深井土壤檢測傳感器,防護等級達到IP68,可耐壓力高達5Mpa.

4.定制的防水抗拉電纜,增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點總結:高性價格比,根據(jù)不同的需求,比你想象的*.

針對U型管口徑小的問題,本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應用于:

1.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

本系統(tǒng)技術參數(shù):支持傳感器:18B20高精度深井水溫數(shù)字傳感器,測井深:1000米,傳感器耐壓能力:5Mpa ,配置設備:遠距離溫度采集模塊+測井電纜+傳感器,

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)功能:

1、溫度在線監(jiān)測

2、 報警功能

3、 數(shù)據(jù)存儲

4、定時保存設置

5、歷史數(shù)據(jù)報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數(shù)】

1、溫度測量范圍:-10℃ ~ +100℃

2、溫度精度: 正負0.5℃ (-10℃ ~ +80℃)

3、分  辨 率: 0.1℃

4、采樣點數(shù): 小于128

5、巡檢周期: 小于3s(可設置)

6、傳輸技術: RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長: 小于350米

8、供電方式: AC220V /內(nèi)置鋰電池可供電1-3

9、工作溫度: -30℃ ~ +80℃

10、工作濕度: 小于90%RH

11、電纜防護等級:IP66

使用注意事項:

防水感溫電纜經(jīng)測試與檢測,具備一定的防水和耐水壓能力,使用時,請按以下方法操作與使用:
1. 使用時,建議將感溫電纜置于U形管內(nèi)以方便后期維護。
若置與U形管外,請小心操作,做好電纜防護,防止在安裝過程中電纜被劃傷,以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置,因溫度為緩慢變化量,正常使用時,請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式,紅色為電源正,建議電源為3-5V DC,黑色為電源負,蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個節(jié)點,實際使用應該限制在150個節(jié)點以內(nèi)。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯能力,但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電,當總線距離在200米以內(nèi),則可以采用DC9V給現(xiàn)場模塊供電,當距離在500米之內(nèi),可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統(tǒng),硬件采取先進的ARM技術;上位機軟件使用編程語言技術設計,富有人性、直觀明了;測溫傳感器直接封裝在電纜內(nèi)部,根據(jù)客戶距離進行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測,本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測方法:

  

為了實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷,必須首先制定保證系統(tǒng)正常運行的合理的標準。在系統(tǒng)的設計階段,地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據(jù)參數(shù),它也是在系統(tǒng)運行過程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個或幾個空調(diào)采暖周期(一般一個空調(diào)采暖周期為1年)后,系統(tǒng)的取熱和放熱嚴重不平衡,則這個初始溫度會有較大的變化,將會大大降低系統(tǒng)的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標準。
  首先對地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進行全年動態(tài)能耗分析,即輸入建筑物的條件,包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件,計算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負荷,我們根據(jù)該負荷,選擇合適的系統(tǒng)配置,即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源,并動態(tài)模擬計算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運行過程中土壤溫度的變化情況,得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行,同時系統(tǒng)實時監(jiān)測土壤溫度變化情況,即依靠埋置在地下的測溫傳感器監(jiān)測土壤的溫度,并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測系統(tǒng)概況:

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷,在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù),而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的地源熱泵測溫電纜設計方法,北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點,目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測,因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環(huán)境對空調(diào)換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量,目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井,有口徑小,深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井,要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置,即10米放一個探頭,則所需線材要1500米,在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀,若需接入電腦進行溫度實時記錄,該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計,這口井進行地熱測溫至少成本在8000元,雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測溫精度,但對模擬量數(shù)據(jù)采集,提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數(shù),即提供巡檢儀的測量精度,若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫,能夠做到0.5度的精度,則是非常不容易。針對這一需求,北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜"及相應系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測,地源熱泵溫度監(jiān)測研究,地源熱泵溫度測量系統(tǒng),淺層地熱測溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測溫線纜與傳統(tǒng)測溫電纜對比分析:
傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件,因其是模擬量,要對溫度進行采集,若需較高精度,需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路,近距離時,其精度及可靠性受環(huán)境影響不大,但當大于30米距離傳輸時,宜采用三線制測方式,并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時,需每個測溫點放置一根電纜,因電阻作為模擬量及相互之間的干擾,其溫度測量的準確度、系統(tǒng)的精度差,會受環(huán)境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在,而檢測的環(huán)境往往存在電場、磁場等不確定因素,這些因素會對電信號產(chǎn)生較大的干擾,從而影響傳感器實際的測量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,每年需要進行校準,因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器,具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性,總線式數(shù)字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件,感應元件位于傳感器頭部,傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別,無需校正,因數(shù)據(jù)傳輸采用總線方式,總線電纜或傳感器外徑可做得很小,直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢。所以數(shù)字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測理想的設備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉換器和現(xiàn)場總線管理器,直接將溫度數(shù)據(jù)轉換成適合遠距離傳輸?shù)臄?shù)字信號,而每個傳感器本身都有唯的識別ID,所以很多傳感器可以直接掛接在總線上,從而實現(xiàn)一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺建設

一、系統(tǒng)介紹

1、建設自動監(jiān)測監(jiān)測平臺,可監(jiān)測大樓內(nèi)室內(nèi)溫度;熱泵機組空調(diào)側和地源側溫度、

壓力、流量;系統(tǒng)空調(diào)側和地源側溫度、壓力、流量;熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數(shù);地溫場的變化等,實現(xiàn)熱泵機組運行情況 24 小時實時監(jiān)測,異常情況預

警,做到真正的無人值守。可對熱泵系統(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價,為進一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導依據(jù)。

具體測量要求如下:

1)各熱泵機組實時運行情況;

2)室內(nèi)溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;

3)室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線;

4)機房內(nèi)空調(diào)側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;

5)機房內(nèi)地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;

6)機房內(nèi)用電設備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;

7)地溫場內(nèi)不同深度的地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;

8)能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評價分析。

2、自動監(jiān)測平臺建成以后可以對已經(jīng)安裝自動監(jiān)測設備的地熱井實施自動監(jiān)測的數(shù)據(jù)分

析展示,可實現(xiàn)地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析,并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預

警,做到實時監(jiān)管,有地熱井運行的穩(wěn)定性。

1)開采水量及回水水量的流量監(jiān)測及變化曲線;

2)開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測及變化曲線;

3)開采井井內(nèi)水位監(jiān)測及變化曲線;



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地熱管理系統(tǒng)(geothermal management system)是為實現(xiàn)地熱資源的可持續(xù)開發(fā)而建立的管理系統(tǒng)。

我司深井地熱監(jiān)測產(chǎn)品系列介紹:

1.0-1000米單點溫度檢測(普通表和存儲表)/0-3000米單點溫度檢測(普通顯示,只能顯示溫度,沒有存儲分析軟件功能)

2.0-1000米淺層地溫能監(jiān)測/高精度遠程地溫監(jiān)測系統(tǒng)采集器采用低功耗、攜帶方便;物聯(lián)網(wǎng)NB無線傳輸至WEB端B/S架構網(wǎng)絡;單總線結構,可擴展256個點;進口18B20高精度傳感器,在10-85度范圍內(nèi),精度在0.1-0.2

3. 4.0-10000米分布式多點深層地溫監(jiān)測(采用分布式光纖測溫系統(tǒng)細分兩大類:1.井筒測試 2.井壁測試

4.0-2000NB型液位/溫度一體式自動監(jiān)測系統(tǒng)(同時監(jiān)測溫度和液位兩個參數(shù),MAX耐溫125攝氏度)

5.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體井下電視(同時監(jiān)測溫度和視頻圖片等)

6. 微功耗采集系統(tǒng)/遙控終端機——地熱資源監(jiān)測系統(tǒng)/地熱管理系統(tǒng)(可在換熱站同時監(jiān)測溫度/流量/水位/泵內(nèi)溫度/壓力/能耗等多參數(shù)內(nèi)容,可實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控,24小時無人值守)

有此類深井地溫項目,歡迎新老客戶朋友垂詢!北京鴻鷗成運儀器設備有限公司

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