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常見于熔巖和溫泉的地熱資源新應用

更新時間：2020-07-17　點擊量：913

地熱能是一種新的潔凈能源。在可再生能源之中，地熱能是來自地球內部的能量。地球內部的能量，主要來自放射性元素的衰變。放射性元素的衰變是原子核能的釋放過程。高速粒子的動能與輻射能在與其它物質的碰撞過程中轉變?yōu)闊崮堋?/p>

　　活躍的巖漿

　　地球內部的熱能會以傳導、對流和輻射的方式傳遞到地面上來，表現為火山爆發(fā)、間歇噴泉和溫泉等形式。在某些地質作用下，地球內部的熱能會向某些地域聚集，集中到特定深度范圍內。在當前技術經濟和地質環(huán)境條件下，能夠從地殼開發(fā)出來的熱能量和熱流體中的有用成分，稱之為地熱資源。

　　地熱能的總儲存量為煤炭的1.7億倍。據估計，*地熱資源的總量大約相當于5000萬億噸標準煤燃燒時放出的熱量。地下水深處的循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。地熱能不但是無污染的清潔能源，而且如果熱量提取速度不超過補充的速度，那么熱能還是可再生的。

　　熔巖湖

　　人類很早以前就開始利用地熱能，早期主要是利用天然溫泉和地下熱水、天然蒸汽。1812年，意大利人從地熱泉水蒸發(fā)殘渣中提取了硼酸。1827年，意大利人又*利用天然地熱蒸汽參與加工。進入20世紀，地熱資源開始被用于一些新型的工農業(yè)生產，直接利用的發(fā)展規(guī)模也越來越大。20世界中葉開始，地熱能的大規(guī)模開發(fā)利用漸漸盛行。目前地熱能的直接利用發(fā)展十分迅速，已廣泛應用于各個方面，并獲得良好的經濟技術效益。

　　全能的地熱能！

　　不同溫度的地熱流體其利用方式也有所不同，目前而言，地熱能主要應用于四個方面：地熱發(fā)電、地熱供暖、地熱務農和地熱行醫(yī)。

　　采暖、供熱和熱水供應，是普遍的地熱應用方式。地熱供暖主要有三種形式：地熱水供暖系統、地源熱泵系統和地源熱風供暖系統。地熱水供暖系統可分為直接供暖系統和間接供暖系統。直接供暖系統將沒有腐蝕性的天熱地熱水經管道直接送往用戶。間接供暖系統將有腐蝕性的地熱水和供暖循環(huán)水分開，通過換熱器將地熱水的能量傳遞給潔凈的循環(huán)水，然后再把地熱水排放或實現綜合利用。

　　地熱供暖

　　地源熱泵系統，主要是通過介質從地下吸收熱量，并將經過壓縮轉化的能量傳導應用。地源熱泵供暖比例的國家是瑞士，達到96%，位居第1。在耗熱量大的建筑物和有防風要求的供暖場合，大多采用地源熱風供暖系統，既可集中送風也可分散送風。

　　地熱在農業(yè)的應用范圍十分廣闊，可利用地熱水灌溉農田和漁業(yè)養(yǎng)殖，也可利用地熱建造溫室，還能利用地熱給沼氣池加溫。除了農業(yè)，地熱還應用于洗浴和醫(yī)療等領域。

　　地熱水從很深的地下提取到地面，除溫度較高外，常含有一些特殊的化學元素，從而使它具有一定的醫(yī)療效果。如含碳酸的礦泉水供飲用，可調節(jié)胃酸、平衡人體酸堿度；含鐵礦泉水飲用后，可治療缺鐵貧血癥；氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經衰弱和關節(jié)炎、皮膚病等。因此充分發(fā)揮地熱的醫(yī)療作用，發(fā)展溫泉療養(yǎng)行業(yè)是大有可為的。

　　地熱發(fā)電作為清潔的發(fā)電技術之一，其生產過程是先把地熱能轉變?yōu)闄C械能，再把機械能轉變?yōu)殡娔堋５責岚l(fā)電可以向電網不斷輸送電力，不像其它方式存在間歇性和不確定性，幾乎*不受氣候的影響。

　　地熱發(fā)電原理

　　世界上一個利用地熱發(fā)電的國家是意大利。1904年，意大利化學家及發(fā)明家皮耶羅·吉諾尼·康蒂設計10kW的地熱發(fā)電試驗，以高溫蒸汽推動發(fā)電機，點亮了5個100瓦的電燈。1913年第1座250kW的地熱電廠在意大利的拉爾岱雷羅誕生，這也是第1座再生能源電廠，當時為意大利國家鐵路電力系統供電，是目前世界上運轉超過百年的地熱電廠。

　　地熱發(fā)電廠

　　隨著傳統化石能源的日益緊缺，地熱能源越來越受到關注，世界各國紛紛加速地熱能開發(fā)。美國是地熱發(fā)電裝機容量大的國家，目前地熱發(fā)電能力已超過2800MW，擁有世界上大的地熱電站。

　　我國擁有豐富的地熱資源，主要分布在云南、西藏、河北等省份，其中距地表2000米內儲藏的地熱為2500億噸標準煤。位于西藏羊井草原深處的羊八井地熱電廠，是我國目前大的地熱試驗基地，也是世界上海拔高的地熱發(fā)電站。在地熱利用規(guī)模上，我國近些年來一直位居世界*，并以每年近10%的速度穩(wěn)步增長。

　　火山口

　　地熱能開發(fā)利用具有供能持續(xù)穩(wěn)定、高效循環(huán)利用、可再生的特點，可減少溫室氣體排放，改善生態(tài)環(huán)境，在未來清潔能源發(fā)展中占重要地位，有望成為能源結構轉型的新方向。在能源發(fā)展向綠色低碳、清潔高效趨勢發(fā)展的趨勢下，地熱能利用將迎來多重發(fā)展機遇，未來前景十分廣闊！

全自動野外地溫監(jiān)測系統/凍土地溫自動監(jiān)測系統

地源熱泵分布式溫度集中測控系統

礦井總線分散式溫度測量系統方案

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TD-016C型地源熱泵能耗監(jiān)控測溫系統

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

此款系統專門為地源熱泵生產企業(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。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！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【產品介紹】

地源熱泵空調系統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,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數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據發(fā)到總線上。每個采集模塊可以連接內置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：

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傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套*基于現場總線和數字傳感器技術的在線監(jiān)測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監(jiān)測并保存數據，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)測系統本系統的重要特點：

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，增強了系統的穩(wěn)定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 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傳熱的數值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，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)測系統系統功能：

1、溫度在線監(jiān)測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

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：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 /內置鋰電池可供電1-3年

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。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【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品介紹】

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，硬件采取*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部，根據客戶距離進行封裝。目前該系統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進行地溫監(jiān)測，本系統的可靠性和穩(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：
　　為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統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是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統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，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數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。

淺層地溫能監(jiān)測系統概況：

地源熱泵空調系統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，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數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可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，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“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統。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，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統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生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩(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)的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數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，因數據傳輸采用總線方式，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。這是傳統熱電阻測溫系統*的優(yōu)勢。所以數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。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，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，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監(jiān)控平臺建設

一、系統介紹

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

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

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

警，做到真正的無人值守?？蓪岜孟到y的長期運行穩(wěn)定性、系統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優(yōu)化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監(jiān)測數據及變化曲線；

3）室外環(huán)境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監(jiān)測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節(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安裝自動監(jiān)測設備的地熱井實施自動監(jiān)測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

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）開采井井內水位監(jiān)測及變化曲線；

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常見于熔巖和溫泉的地熱資源新應用

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