新能源课件.ppt
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1、2022-12-29中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课中国石油大学新能源课件件中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课件地热务农地热务农中国石油大学新能源课件地热养殖地热养殖中国石油大学新能源课件1.1 我国地热资源的特点及最佳开发模式我国地热资源的特点及最佳开发模式量大而温度较低:地热资源总量多(1500亿t标准煤/年),但高温的不多,资源量的98%以上属于中低温(105以下)热水型资源。地热资源大都处于人口稠密区,易于开发,有利于进行以旅游为轴线的能源的梯级综合开发利用。长期以来,地热钻井费用高,能源利用率低,经济效益不好,影响了中低温地热田的大规模开发利用。南方地热区雨量充沛,
2、有利于地热水自然补充,不用回灌中国石油大学新能源课件1.2 地热能利用的评价,能量分析和火用分析地热能利用的评价,能量分析和火用分析 地热能利用系统和所有的能源系统一样,要提高能量的利用率就要对系统的用能水平进行祥细分析,特别是在方案选择和设计阶段。一般常用的方法有两种:第一种方法是建立在热力学第一定律基础上的能量数量分析法,也就是我们日常用得最多的俗称“热平衡”的方法。根据能量守衡原理,对一个稳态系统从热源输入的能量等于离开系统的能量和系统有用功之和,即:中国石油大学新能源课件 第二种方法是建立在热力学第一定律和第二定律上,能量的“数”和“质”统一的分析法。也就是说:对一个能量系统来说,能量
3、被利用,不仅有数量的多少,而且还有质量之分。比如当环境温度为30时,同样的热量Q存在于150的热水中,理论上所能转换成的功(最大作功能力),就远比存在于100的热水中为高,可达1.51倍。在一定的条件下,能量所具有的最大作功能力称作火用,亦即在环境温度下理想卡诺循环所能做的功,也叫有效能。对一个稳态系统,它可用下式表示:中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课件1.3 以旅游为轴线的地热资源梯级综合开发利用模式以旅游为轴线的地热资源梯级综合开发利用模式 以旅游为轴线的地热资源梯级综合利用,把地热资源不仅当作洁净能源,也作为重要的旅游资源来规划利用。也就是说除了医疗保健、洗浴、休闲娱乐等旅游节
4、目外,无污染的地热发电厂、地热制冷和供暖、地热干燥、地热温室和养鱼等都是很好的旅游参观资源。而地热产品除电和制冷(热)直接服务于旅游业外,其余如:无公害的蔬菜、爪果、菇品、水产品等均可供游客直接食用。由于游客对生产环境的认可,其干燥后的产品:爪果干、菇品、水产品更是游客遗赠亲友的佳品。下面我们以广东某地热田为例,介绍一下以旅游为轴线的梯级综合开发利用的规划。中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课件1.4 地热开发利用中所要注意的问题避免超采超用,加强回灌,保持可持续发展,地热回灌技术在很大程度上减小甚至消除了地热能的环保影响。不能随便排放,避免对大气、土壤和水资源的污
5、染。洗浴用地热水应与生活污水一起经处理达标后方可排放;不鼓励采用未经处理的地热尾水直接浇灌温室作物和养鱼。地热开发造成的主要环境影响是地面干扰、地面沉降、噪声、热污染和化学物质的排放。地面干扰和地面沉降:占地,挖掘,地面塌陷,热泉的消失。空气污染:h2s,co2化学污染:1,盐类污染,地热水中含卤化物等,如回灌,高盐度的水引起土壤盐渍化和土壤板结,还会结垢,堵塞管子2,有害元素的污染:重金属和微量元素超标,灌溉,养殖和排入水体中均不好。热污染:局部空气和水体的温度升高,改善生态平衡,影响环境和生物生长噪声污染:钻井噪声80dB,地热井防喷噪声120dB中国石油大学新能源课件 2.地热制冷 吸收
6、式制冷循环原理吸收式制冷循环原理 吸收式制冷基本循环系统是由发生器、冷凝器、制冷节流阀、蒸发器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵等组成,如下图所示。它采用由高沸点的吸收剂和低沸点的制冷剂混合组成的工质对。利用地热制冷空调或为生产工艺提供所需的低温冷却水是地热能直接利用的一种有效途径。地热制冷是以足够高温度的地热水驱动吸收式制冷系统,制取温度高于7的冷冻水,用于空调或生产。一般要求地热水温度在65以上。用于地热制冷的制冷机有两种,一种是以水为制冷剂,以溴化锂溶液为吸收剂的溴化锂吸收式制冷机,另一种是以氨为制冷剂,以水为吸收剂的氨水吸收式制冷机。氨水吸收式制冷机由于运行压力高、系统复杂、效
7、率低、有毒等因索,除了要求制冷温度在0以下的特殊情况外,一般很少在实际中应用。中国石油大学新能源课件吸收式制冷基本循环系统图1发生器,2冷凝器,3膨胀阀,4蒸发器,5吸收器,6膨胀阀(辅),7热交换器,8溶液泵 整个系统包括两个回路:一个是制冷剂回路,一个是溶液回路。系统中使用的工作流体是制冷剂和吸收剂,我们称之为吸收式制冷的工质对。吸收剂是液体,它对制冷剂有很强的吸收能力。吸收剂吸收了制冷剂气体后形成溶液。溶液加热又能放出制冷剂气体。因此,通过溶液回路取代了蒸汽压缩式制冷循环中压缩机的作用,构成蒸气吸收式制冷循环。制冷剂回路由冷凝器、制冷剂节流阀、蒸发器组成。高压制冷剂气体在冷凝器中冷凝成液
8、体经节流后到蒸发器蒸发制冷。中国石油大学新能源课件 溴化锂吸收式制冷机工作过程组成溴化锂吸收式制冷机工作过程组成热源回路热源回路冷却水回路冷却水回路冷媒水回路冷媒水回路冷剂水回路冷剂水回路溶液回路溶液回路中国石油大学新能源课件2.1 地热制冷系统的组成地热制冷系统的组成 地热制冷系统生要有地热井、地热深井泵、换热器、热水循环泵、溴化锂吸收式制冷机、冷却水循环泵、冷却塔、冷冻水循环泵、空调末端设备和控制器等组成(右图)。地热井是开采地热水的必要设备,地热井的直径、深度由地质条件和所需开采量决定。地热深井泵用于提取地热水。由于从井中抽取的地热水普遍含有固体颗粒和腐蚀性离子,为了保护制冷机的安全,必
9、须在制冷机与地热井之间设置换热器,采用清洁的循环水为介质将地热水的热量传递给制冷机。降温后的地热水则从换热器排出,再作其他用途。中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课件比热容小,吸湿性强,性能系数大比热容小,吸湿性强,性能系数大粘度越大,越不利于传热粘度越大,越不利于传热对黑色金属和紫铜等材料腐蚀性强烈。对黑色金属和紫铜等材料腐蚀性强烈。中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课件 3.地源热泵 3.1 地源热泵含义地源热泵是一种中央空调工艺方式。它利用地表水、地下水或地下浅层土壤(地源能)的地温为冷热源,既可供热又可制冷的
10、高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。地源能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源。3.2 地源热泵工作原理 在冬季,把地能中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量“取”出来,释放到地下去。中国石油大学新能源课件中国石油大学新能源课件地源热泵系统主要由三部分组成:室外地源换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。能源采集系统能源提升系统能源释放系统中国石油大学新能源课件室外地源换热系统又分为三类:地下水系统,地表水系统,土壤埋管系统。中国石油大学新能源课件1.水平式土壤埋管地源热泵水平式土壤埋管地源热泵 通过
11、水平埋置于地表面24m以下的闭合换热系统,它与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物,如别墅和小型单体楼。该系统初投资和施工难度相对较小,但占地面积较大。2.垂直式土壤埋管地源热泵垂直式土壤埋管地源热泵 通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50M400M深的岩土体与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物,周围有一定的空地,如别墅和写字楼等。该系统初投资较高,施工难度相对较大,但占地面积较小。3.地表水式地源热泵地表水式地源热泵 地源热泵机组通过布置在水底的闭合换热系统与江河、湖泊、海水等进行冷热交换。此种系统适合于中小制冷供暖面积,临近水边的建筑物。它利用池水或
12、湖水下稳定的温度和显著的散热性,不需钻井挖沟,初投资最小。但需要建筑物周围有较深、较大的河流或水域。4.地下水式地源热泵地下水式地源热泵 地源热泵机组通过机组内闭式循环系统经过换热器与由水泵抽取的深层地下水进行冷热交换。地下水排回或通过加压式泵注入地下水层中。此系统适合建筑面积大,周围空地面积有限的大型单体建筑和小型建筑群落。地源热泵分类及施工方式中国石油大学新能源课件水平埋管施工方式:水平埋管施工方式:水平埋管主要有单沟单管、单沟双管、单沟二层双管、单沟二层四管、单沟二层六管、扁平曲线状管,螺旋状管等形式,单层管最佳深度0.81.0m,双层管1.21.9m,但无论任何情况均应埋在当地冰冻线以
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