文档介绍：能源研究与信息
第 24 卷第 1 期 Energy Research and Information Vol. 24 No. 1 2008
文章编号: 1008-8857(2008)01-0007-05
地热井下换热器研究与应用进展
戴传山, 刘雪玲, 孙平乐
(天津大学机械学院, 天津 300072)
摘要: 介绍了地热井下换热器的国内外研究进展和应用现状,着重阐述了地热井下换热器
研究与设计的难点问题,包括地热井下换热器回水管散热损失、井管直径的影响、对流增速
管的作用以及进水温度对总提取热量的影响。指出井下换热器与地面热泵系统的结合,降低
了井下换热器的进水温度,从而可以有效地提高从地下提取的总热量,而且可以降低对地下
热储层温度上限的要求。另外,分析了在我国应用地热井下换热器的可行性与主要使用范围。
关键词: 地热井下换热器; 可行性; 研究进展
中图分类号: TK521 文献标识码: A
地热井下换热器与地源埋管换热器不同,其本质区别在于:井下换热器主要依靠井内底
部地热水层的自然对流方式取热,而地埋管换热器主要依靠埋管周围土壤的导热方式取热。虽
然井的深度相差不多,但地热井下换热器单井取热量在百千瓦的数量级,最高提取热量可以达
到 1 000 kW 以上,而地源埋管换热器只有几千瓦的数量级,一般也仅有 2 kW ~ 5 kW。显然,
从供热负荷角度,一套地热井下换热器的提取热量可高出地埋管换热器的两个数量级。有条件
的地方采用地热井下换热器系统远比地埋管换热器系统经济。地热井下换热器也同样具有不抽
取地下水、无地热水排放等优点,无污染环境问题,可以保护地下水资源。由于地热井下换热
器依赖自然对流方式传热,其传热机理比地埋管换热器的导热问题复杂得多,本文对地热井下
换热器的研究难点和研究现状进行了阐述。
1 国内外研究进展
世界上第一个地热井下换热器装置是 1931 年在美国 Charles Liev 建成的,但比较有系统
的研究工作始于 1975 年,美国俄勒岗技术学院地热中心进行了试验研究,此后,新西兰、日
本等国也先后开展了研究工作,至今已取得了一些相当好的研究成果[1~2]。目前,在美国的
Klamath Falls 有超过 500 个地热井下换热器系统在运行,内华达洲也有近 200 个地热井下换热
器在运行,在新西兰的 Rotorua 地热田有约 140 地热开采井眼,其中安装地热井下换热器取热
的有 42 眼,井下换热器的深度 80 m~120 m,不仅解决了当地政府大楼以及居民的冬季取暖,

收稿日期:2007-07-02
作者简介:戴传山(1964-),男(汉),副教授,******@tju.。
基金项目:国家“863”计划资助(2007AA05Z462)
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也带动了当地的旅游业的发展。在 Topo 也有 20 多个地热井下换热器系统,有 3 套地热井下
换热器供当地一所中学的冬季采暖[3~4]。日本和美国在 20 世纪 90 年代合作开展了利用深层地
热井下换热器进行发电的研究。在土尔其地热井约有 400 多眼,其中第一个用于地热采暖的井
下换热器系统是在 19