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Geothermal energy to provide clean city heating

Published on: May 25, 2016

无污染,使用成本低,操控简单……家住北京市海淀区的曲女士家中,有一套看上去和空调室内机一模一样的地能热泵环境系统。由于可自行控制温度和时间,曲女士每年都可以早早享受到温暖。与此同时,每平方米的取暖费也从30元下降到了17元。除了曲女士家,国家大剧院、国家行政学院、北京海淀外国语实验学校等单位都享受到了地能热泵系统的便利。

众所周知,冬季燃烧供暖是雾霾产生的主要原因之一。近年来,在国家大力推进电高效替煤过程中,无污染的地源热泵系统取得了快速发展,成为清洁供暖的主力。截至2015年底,北京市地热及热泵供暖面积累计达4600万平方米,占全市供热面积的5%以上,5年来,年均增长20%左右。

记者了解到,在北京目前已经实验的3种电替煤供暖方式中,电能转化机械能搬运浅层地能为建筑物供暖,效率可以达到300%以上。而且浅层地能不受环境温度影响,供给热泵的地能温度相对稳定,在设计合理、保证施工质量的前提下,能有效保证为建筑物供暖的总量,运行成本低。在同样供暖面积情况下,电源配置总量是电能直接转化热能供暖方式的四分之一。

浅层地能一般指的是深度200米以内、温度25度以下的可再生低品位热能。浅层地能分布广,在太阳热和地芯热的共同作用下,可再生性强。

浅层地能自古以来就有,但怎么采集一直是一个难题,热泵技术的出现解决了这一问题。中国工程院院士武强介绍说,热源采集子系统主要有3种方式:第一是水源采集系统,这种技术虽然热水抽上来容易,但是回灌下去很难,容易导致地下水系统无法平衡;第二是普通地源采集系统,通过水吸收地热,然后抽上来,这种方法效率低,吸收热能少,需要打很多U型管,比较适用于农村;第三是单井循环换热系统,它利用大型井和蓄能颗粒,吸热效率高,不需要大量土地,也解决了水源回灌问题。

在行业层面,中节能旗下恒有源科技发展集团原创的安全、高效、省地、经济单井循环换热地能采集技术已经实现了产业化发展。恒有源科技发展集团总工程师孙骥介绍,该系统工作原理是将1份花钱的电能,转化成机械能,搬运相当于3份以上的电能直接转化的热能为建筑物供暖,建筑物供暖能耗60%以上是不花钱的可再生能源,同一系统,冬天利用浅层地能为建筑物供暖;夏天制冷时比空气冷却环境温度低,提高了制冷效率,实现了清洁能源的高效利用。

据预测,如果将整个北京市及郊区的燃煤锅炉都换成地能供暖,市场容量可达620亿元。目前,北京市对于地能供暖项目按初始投资50%给予补助。
 
Original title: 地能可采集 供暖更洁净
Links: Original CN (url).

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