地熱水供熱

地熱水開采系統(tǒng)有不回灌和回灌兩種：不回灌系統(tǒng)只設置開采井,抽出的地熱水被送往用戶,經(jīng)利用后廢棄；回灌系統(tǒng)設置開采井和回灌井，開采井抽出的水在用戶放出熱量后再返回回灌井，井和井之間保持一定距離，以免相互干擾。按利用方式分有直接利用和間接利用兩種：直接利用是把地熱水直接引入熱用戶系統(tǒng)；間接利用是通過表面式換熱器，以地熱水加熱二次水,二次水進入熱用戶系統(tǒng)循環(huán)供熱。圖1為單井直接利用的地熱水供熱系統(tǒng)，其優(yōu)點是系統(tǒng)簡單，基建投資少，但大量開采會由于地下水補給不足而使水位逐年下降，以及由于地熱水中含有硫化氫等成分而對系統(tǒng)的管道和設備造成腐蝕。圖2為對井間接利用的地熱水供熱系統(tǒng)，其優(yōu)點是排水回灌能保持地下含水層水位不下降，換熱器后的用熱系統(tǒng)的管道和設備不受腐蝕,從而可延長使用壽命和減少維修費用,但系統(tǒng)較復雜，基建投資較高。

地熱水供熱的經(jīng)濟性主要取決于從地熱井提取的熱量，即取決于利用溫差的大小。為了使地熱井發(fā)揮最大經(jīng)濟效益，在設計上通常采用如下措施，擴大供熱面積和降低熱成本：①在系統(tǒng)中設置高峰加熱設備，地熱水只承擔采暖的基本負荷，高峰負荷由燃用礦物燃料的鍋爐或電力設備（包括電加熱器或熱泵）升溫補足;②在系統(tǒng)中加蓄熱裝置,如蓄熱水箱（池）等，以調(diào)節(jié)短時期內(nèi)的負荷變化；③實現(xiàn)多種用途的綜合利用，如把采暖后的低溫地熱水再用于農(nóng)業(yè)溫室的土壤加熱或養(yǎng)魚等，以降低排放或回灌水的溫度。

地熱水供熱比其他能源供熱具有節(jié)省礦物燃料和不造成城市大氣污染的特殊優(yōu)點，作為一種可供選擇的新能源，其開發(fā)和利用正在受到重視。

最早發(fā)展大規(guī)模地熱水供熱的國家是冰島，首都雷克雅未克在1930年就建成了供應70幢房屋、兩個露天游泳池、一所學校和一所醫(yī)院的試驗性地熱水供熱系統(tǒng)。此外，匈牙利、日本、新西蘭、美國、蘇聯(lián)等許多國家都有地熱水供熱系統(tǒng)。中國在70年代初開始試驗地熱水供熱，先后在天津和北京地區(qū)開采地熱水，用于采暖、洗澡、農(nóng)業(yè)溫室以及毛紡廠的產(chǎn)品洗滌等。

遠在公元前就有利用地下熱水灌溉、醫(yī)療以及從高礦化地下熱水中提取各種鹽類的記載。大規(guī)模利用地熱水供熱最早的國家是冰島，1930年已建成相當規(guī)模的地熱水供熱系統(tǒng)。日本、新西蘭、美國、蘇聯(lián)等許多國家也于同期先后建成不同規(guī)模的地熱水供熱系統(tǒng)，將地熱能直接用于采暖和工農(nóng)業(yè)。

意大利于1904年開始地熱能轉(zhuǎn)換為電能的研究。1913年首次在拉德瑞羅(Larderello)安裝了一臺250kW的地熱發(fā)電機，1958年以前地熱發(fā)電只在意大利有較大的發(fā)展。1958年以后，新西蘭、美國、日本等國家參與了地熱能轉(zhuǎn)換為電力的研究和開發(fā)工作。據(jù)對22個國家和地區(qū)的調(diào)查，1976年地熱發(fā)電的裝機容量為1325MW。

中國自20世紀60年代開始有計劃地對地熱能進行研究和開發(fā)，全國20多個省、市、自治區(qū)先后鉆鑿了數(shù)百口熱水井，用于采暖、沐浴、農(nóng)業(yè)溫室，以及紡織產(chǎn)品洗滌等。自1975年起，在西藏羊八井鉆了數(shù)十口溫度為150℃的蒸汽井，并建立了地熱電站。