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本科生毕业设计（论文）

开题报告

题目：地热供暖系统的设计

姓名：姜磊杰
学号：200705050111
指导教师：李瑞虎
班级：过控071
所在院系：机电工程学院

陕西科技大学毕业设计（论文）开题报告内容
课题的目的、意义以及国内外该技术现状和其发展趋势
课题的目的和意义：
用咸阳市当地50℃的地下热水向该地区10000㎡的居民楼供暖。
地热供热在地热直接利用领域中应用最为广泛。地热替代常规能源（煤、石油、天然气）对建筑物进行供暖、供热，已成为改善大气环境的有效途径之一。由于地热供热站占地面积小、运行费用低、资源综合利用收效大、资金回收快，而且对大气污染极小，受到越来越多人们的注意。地热采暖、供热不仅可节省煤炭的运输、占地，还可减少大量有害物质的排放，避免大气污染，能有效替代常规能源。地热采暖的运行成本仅相当于烧油锅炉的四分之一，其经济、社会、环境效益十分明显，因而受到特别的青睐。
国内外该技术现状及发展趋势：
世界各国对地热供暖非常重视，例如冰岛、匈牙利、法国、美国、新西兰、日本等。热采装置在德国、瑞士、日本、美国每年以20%的速度发展。冰岛地处北极圈边缘，气候寒冷，一年中有300到340天需要取暖，其主要能源中地热能占48.8%，石油占31.5%，水力能占17.2%，煤炭能占2.5%。全国有85%的房屋用地热供暖，占地热直接利用的77%。首都雷克雅未克市的地热供暖已有73年的历史，到目前为止，城市已全部实现“地热化”，美誉为“无烟城”。它的地热供暖系统成本只有石油采暖成本的35%，电气采暖成本的70%。地热供暖每年可减少进口石油的费用大约100万美元。
我国虽起步较晚，但已经发展就显现出良好的增长势头，至2004年底，全国地热供暖总面积近1200万平方米，仅天津市就达到940万平方米，占全市供暖总面积的15%，为实施城市清洁和蓝天工程做出重要的贡献。我国的大部分地区，加大了以地热供热（采暖和生活热水）为主的开发力度，北京、天津、西安、昆明等大中城市的采暖面积日益增多。2005年设备容量达630MW，占我国地热直接利用装置总量的17%。随着热泵技术的普及应用，必将推动地热供暖向更广范围和更大规模发展。
近年来，我国在地热采暖中采用调峰技术、提及利用和热泵技术，是地热采暖面积有了成倍的增长。尤其是地热热泵装置，由于其突出的节能、环保效率，是地热节能技术的核心。
设计方案
1、地热供暖系统的组成：
供水管水泵
生产井

井口换热器散热器

回灌井回水管

地热供暖系统
地热供暖系统主要由三个部分组成：
第一部分为地热水的开采系统，包括地热开采井和回灌井及井口换热器；
第二部分为输送、分配系统，它是将地热水或被地热加热的水（循环水）引入建筑物；
第三部分包括中心泵站和室内散热装置，将热水通过水泵送到每个散热器，必要时还可设蓄热水箱，以调节符合的变化。
2、地热供暖系统的原理：
地热水通过深井泵进入井口热交换器，将热量传递给循环水并从热交换器的出口流入回灌井；被加热的循环水进入居民楼，通过居民楼里的散热装置将热量释放到室内，使室内保持合适的温度；释放热量后的循环水又进入热交换器吸收热量。
3、地热供暖的优点：
1.充分合理的利用资源：用低于90℃的低温地热水代替具有高品位能就的化学燃料供热，可大大减少能量的损失。
2.地热供暖可改善城市大气环境质量，提高人民的生活水平。因为我国大城市大气污染中，有燃料燃烧所造成的污染占60%以上。
3.地热供暖的时间可以延长，同时可全年提供生活用热水。
4.开发周期短，见效快。
4、地热供暖系统的方案确定：
咸阳市区地热资源属关中盆地层状地热田的一部分，地热资源十分丰富，热储层多，水头压力大，水温高。在我国这样一个历史文化名城有这样好的地热资源条件实属罕见，堪称一流。咸阳地热流体以Na+-Cl--HCO3-、Na+-Cl-型水为主，个别样点为Na+-SO42--HCO3-型水。咸阳地热流体的阴离子成分以Cl-为主，次之为HCO3-，其矿化度在1.7~8.47g/l之间，平均值为5.04g/l；咸阳地热流体的地质环境更封闭、水岩作用经历的时间更长，反应程度更强烈。
根据研究调查，该居民楼附近地热井深1000m,井口水温52℃，地热水中氯离子含量为3240mg/l,矿物质度5230mg/l，水质腐蚀性比较大，矿化质较高。
根据热水管路的不同，地热供暖系统有以下三种方式：

进水热负荷出水

地热水
开采井地面排放
单管系统

循环水

热负荷
井口换热器
地热水

开采井回灌井
双管系统
循环水

热负荷

井口换热器热泵
地热水

开采井回灌井
混合系统

1.单管系统。即直接供暖系统，水泵直接将地热水送入用户，然后从建筑物排出或者回灌。直接供暖系统的投资少，但对