中深层无干扰地热能量交换装置优化研究

魏永祥，胡登海，郭 武，孙崇亮

（中铁七局集团西安铁路工程有限公司，陕西 西安 710055)

与传统能源相比，地热能不受气候条件的影响，既可作为基本负荷能，也可作为峰值负荷能使用。从其开发利用成本来看，地热能源相对于其他可再生能源更有发展潜力[1]。截至目前，我国多地已将地热能应用至市政供暖工程中去，尤其对对于中深层地热能的探索研究更为深入。

张育平[2]对关中盆地中深层地热能开发“保水取热”供暖关键技术进行了研究，同时提出在中深层地热能供暖方面，已形成了封闭式的“保水取热”型换热系统（同轴套管换热和 U 型对接井换热)，可以有效解决目前地热开发利用中遇到的问题。丁永昌[3]建立了地热水系统的优化方法，着重分析了火积分析应用到换热器上的优化策略，分析了地热水系统的不同形式及其优化准则，提出了两种较为可行的运行调控策略。韩二帅[4]分析了无干扰地热供热技术和水热型地热供热技术两种技术的基本情况和应用效果，为中深层地热能供暖系统研究提供了参考依据。魏崇山[5]通过有限元数值模拟对地热供暖关键技术进行了深入研究。

目前关于地热能研究大多集中在地热能系统关键技术的研究。但是，由于地热能交换装置施工对人员工作状态、工作环境要求严苛，且工作岩层复杂，热能交换二次平衡状态的位置确定困难，施工过程常常会遇到地热装置安装困难的问题，目前关于地热能的研究装置优化的研究仍旧不足。……