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地熱采暖的特點

更新時間：2021-12-31　點擊量：1119

?【一】地熱采暖的歷史

??地熱供暖技術自50年代以來就已經在整個歐洲、北美（美國北部及加拿大）廣泛使用至今，其歷史可以最遠追溯到羅馬帝國時期，那時人們將地下溫泉引入地下的管槽，在大理石地面下循環發熱取暖。在我國古代的皇宮中也曾有類似的應用。亞洲的日本和韓國地炕的歷史更為悠久，是亞洲早期的地采暖技術。后來，在地炕上鋪上一層薄的木制地板，出現了早期的地熱地板。中國北方從古至今有住火炕的習慣，隨著人們生活水平的提高，人們告別了平房，住進了樓房，取而代之的是暖氣樓房，新一代的年輕人對火炕的概念是一無所知，僅僅知道點也是從農村或老一代了解的。目前，仍有一部分老年人提起火炕還有一絲的眷戀。

??【二】地熱采暖的優點

??地熱采暖系統是目前國際上最為舒適、健康并且日益普及的采暖方式。有專家認為地熱采暖有一定的保健作用。中醫常說"人暖先暖腿"，人們在感覺到寒冷的時候，往往最先是從腳部和腿部開始。這是因為腳是離心臟最遠的地方，處于血液循環的末梢，腳部的循環較弱。再加上大自然的規律是熱空氣向上攀升，而冷空氣是向下沉浮，所以在寒冷的冬季，人們往往會感到腿腳麻木，非常冰涼寒冷。同時"萬病自腳來"，腳部是人體神經的末梢豐富的地方，也是人體穴位最集中的地方，腿腳受涼會導致各種疾病的產生或惡化：

??①勞損性或風濕性關節炎——腳心或腳趾受涼會導致身體關節疼痛，并會導致病情加重或難以治愈。人長期生活在地暖的室內環境里可以有效的改善病情并預防各種關節疾病并且避免腿腳抽筋。地暖起到了理療的作用。

??②坐骨神經疼痛——腿腳受涼同時會導致坐骨神經疼痛，長期腿腳冰冷是坐骨神經疼痛的一個主要因素。

??③腿腳酸痛發麻——腿腳受涼同時也會導致周身血液流通不暢，會導致腿腳部酸痛發麻。地暖會加快腿腳部的血液流通而避免相應癥狀。

??④感冒及呼吸道疾病——下肢寒冷會導致整體免疫力系統降低，從而導致感冒或各種呼吸道疾病的產生。尤其是針對老年人、兒童及身體虛弱的人們。改善下肢寒冷會加快全身的血液循環，人們處在健康狀態時整體免疫力將大大的提高，預防感冒及呼吸道疾病的產生。

??⑤腹瀉或食欲不振——腳涼會導致腹瀉，長期會導致經常性腹瀉或神經性腹瀉。生活在地暖環境的人們可以避免受涼導致的腹瀉及類似疾病并可以改善食欲不振等癥狀。

??地熱采暖與傳統的供暖方式比較，不用安裝暖氣片，不占面積，裝飾效果好，而且腳下暖上邊涼，感覺非常舒服。傳統的水暖系統依靠的是熱空氣對流傳導熱量，房間里不僅要安裝暖氣片占有大量的面積，給裝修帶來很多麻煩，增加成本，而且是上邊熱，腳下涼。而地熱供暖正好是地表的溫度高，上面的溫度低，例如，地表溫度30℃，上邊的溫度只有16～18℃,呼吸很順暢，腳感又舒服，符合人體的生理規律。

??【三】地熱采暖的發展趨勢

??由于地熱采暖的優點，受到越來越多用戶的歡迎，應用也越來越普遍。在我國北方地熱采暖的比例逐年增加。大連和青島地熱采暖的比例已經接近或超過普通采暖的比例。隨著科學的發展，地熱的種類也在不斷增加，例如以熱水為介質的地暖，以發熱電纜為熱介質的電熱地暖和以電熱膜為熱介質的電熱膜地暖。在比較冷的東北和華北地區，由于采暖成本的原因，多采用熱水為介質的地暖，個別用戶也有采用煤氣加熱自家的小鍋爐來帶動地熱。目前，尤其在南方一些比較發達的地區，也做起了地熱。例如上海、南京、武漢、杭州等地的電熱采暖也在不斷增加。在貴州、江西也有部分電熱地暖的用戶。南方的用戶可以選擇在家里全部區域使用地暖系統，同時也可以選擇在部分區域（如臥室、大廳）使用。目前電熱地暖系統已經在歐洲、北美的廣大地區得到了廣泛的接受和認可；隨著我國人民生活水平的提高，該種新興的采暖方式在國內也有了越來越多的應用。

??1.低溫熱水地面輻射供暖

??低溫熱水地面輻射供暖是地熱供暖技術成熟，使用歷史最長，采用該技術用戶最多的一種地采暖方式。尤其是在我國的北方地區應用較為普遍。關于地熱，國家于二零零四年頒布了《地面輻射供暖技術規程》JGJ142-2004 J365-2004,在規程的3.1.1中規定：低溫熱水地面輻射供暖系統的供、回水溫度由計算確定，供水溫度不大于60℃。民用建筑易采用35～50℃，供回水溫差不宜大于10℃。從技術層面上來看，低溫熱水地面輻射供暖的供熱溫度無法通過頻繁控制進水閥門實現，只能靠控制供水溫度和回水溫度實現控制供暖溫度，所以提出以上3.1.1要求。

??在規程3.1.2中對地表面的溫度也提出了要求如下：人員經常停留區，保持在24～26℃，最高不超過28℃；人員短期停留區，保持在28～30℃，最高不超過32℃。無人停留區，保持在35～40℃，最高不超過42℃。

??根據我們對北方地區實際測定，地熱工程驗收時，如果地表面的溫度在35～38℃，安裝地板后，地板表面的溫度在25～28℃左右，房間的溫度平均在20～22℃。看來地表面溫度的設定是科學合理的。

??規范中要求：地熱供暖的初期，溫度應緩慢上升，供水溫度應比環境溫度高10℃，且不應超過32℃，并應連續運行48h,以后每隔24h水溫升高3℃，一直達到設計供水溫度。

??2.發熱電纜供暖

??發熱電纜供暖是近幾年迅速發展起來的一種地暖，也被稱為電熱地暖，其原理是用發熱電纜代替熱水管線的供暖方法，電熱管產生的熱量通過地表面直接向房間散發，熱量損失較小，不需要專業的鍋爐和復雜的供回水管線，發熱電纜采用了特殊的材料，使用壽命比較長，一旦安裝幾乎都不需要維修。比較適合我國的華東和華中及沿海不很寒冷的地區，由于這些地區不像東北、華北和西北地區有專業的供暖公司，因此用電暖更方便。可以根據家中有人的時間開起電熱地暖，可以節約能源。電熱元件為雙芯，聚四氟乙烯膜緊裹在雙芯線的外圍（設計溫度為260℃），外部有PEX絕緣保護、屏蔽接地保護網和PVC塑料套管，安全可靠，沒有電磁輻射。所以，此類電暖在北歐和北美應用的比較廣泛。該系統采用雙重控溫，即分別控制地表面溫度和室內溫度。室溫控制范圍0～45℃，通常設定在20℃。地表面溫度控制范圍5～50℃，出廠時設定在27℃（可以根據房間溫度調整，最高不超過38℃），可以保證地板的使用安全。無論那個溫度達到設定溫度，都會自動切斷電源。

??3.電熱膜地暖

??電熱膜地暖原理就象我國北方用的電褥子一樣，電熱膜中裝有電熱線，當電熱線發熱時，將熱量散發在室內。這種方法使用非常簡單，首先在地面上鋪一層隔熱材料，防止熱量向樓下傳導，然后再將電熱膜直接鋪在地面上，在電熱膜的上邊可以直接鋪地板革、地毯或者地熱地板。用溫度調節器調控電熱膜溫度。一般情況下，電熱膜是直接接觸地板，電熱膜的溫度就相當于地表面溫度，因此，應控制在38℃以內。這樣既可以保證室內的溫度，又可以保證地板的使用安全。

??4.熱半導體地暖

??熱半導體電熱膜也被稱為自控溫發熱元件，這項技術被廣泛用在高級轎車上面的電熱座椅和電熱靠背。在日本也被試驗用于高速公路和飛機的跑到上。在雪天，通電后，將高速公路和飛機跑到上的雪融化。近幾年開始，被逐漸用于地熱供暖上。熱半導體的原理是在烯烴塑料薄片中加入一些特殊性粉末，通電后塑料開始發熱。隨著溫度的上升，粉末的分子排列會自動錯開，熱半導體的內部電阻增大，電流相應減小，發熱功率受到抑制。根據這種特征，薄片塑料發熱體的自身溫度可以保持在40℃前后（保證地板的使用安全和室內的溫度），既安全又節能。斷電后，材料溫度降低，粉末的分子排列自動恢復原狀，沒有任何化學反應和機械動作，沒有聲音，沒有氣味，溫度調節十分柔和，甚至讓人們感覺不到身邊有采暖設備的存在。熱半導體兩端的電壓是固定的（我們提供電源的電壓），當半導體的溫度較低時，電阻較小，電流增大，輸出的功率大；當半導體的溫度較高時，電阻增大，電流減小，輸出的功率變小。

全自動野外地溫監測系統/凍土地溫自動監測系統

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

礦井分散式垂直測溫系統/地熱普查/地溫監測哪家好選鴻鷗

礦井測溫系統/礦建凍結法施工溫度監測系統/深井溫度場地溫監測系統

地熱井高精度傳感器分層測溫方案、地熱井溫梯度測井系統、井溫梯度測井系統

地溫凍土深水井地熱井溫度監測自動測溫系統

巖土凍土地溫深井電腦自動測溫系統、水源地源熱泵空調換熱井測溫系統

TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

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

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，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、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩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測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

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測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監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測系統系統功能：

1、溫度在線監測

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個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
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測，本系統的可靠性和穩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，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，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的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩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。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，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。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；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 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、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）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環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、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

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，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

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地熱采暖的特點

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