中國儲能網(wǎng)訊:據(jù)《科學日報》網(wǎng)站6月14日報道,斯洛文尼亞和塞爾維亞兩國的研究人員近日成功研發(fā)了可以有效利用地熱的熱泵技術。有效利用地熱資源,降低能源成本一直是各國的夢想。毫不夸張地說,地球上的地熱資源取之不盡,用之不竭。但直到最近,開采地熱能的技術都欠發(fā)達。
斯洛文尼亞的小鎮(zhèn)倫達瓦是一座遠近聞名的礦泉療養(yǎng)鎮(zhèn),那里的地熱井將蘊藏在地下1500米深處、溫度為70℃的水引至地表,供本地取暖。然而,在經(jīng)過使用之后,水的溫度仍有50℃左右。這一溫度的水溫不夠高,不適合再用于取暖,但又因溫度過高不能排入當?shù)睾恿髦小?/div>
兩國研究人員表示,他們找到了更好的地熱資源利用方法,即重新利用已用于取暖的“廢水”。斯洛文尼亞馬里博爾大學化學和化學工程系教授戈里恰內茨提出了這種解決方案:發(fā)明一種可將地熱水重新加熱的高溫熱泵,將40℃的地熱水加熱至80℃,重新用于取暖?,F(xiàn)在市場上的許多熱泵都能將水從25℃加熱至60℃,但卻沒有一款熱泵能夠將水溫提高到歐洲許多老房子取暖系統(tǒng)所要求的80℃—90℃。這些房子的取暖系統(tǒng)由于都是為化石燃料鍋爐設計,所以供暖水溫要求較高。在斯洛文尼亞和塞爾維亞兩國多個研究機構和公司的共同努力下,他們開展了有廣泛市場前景的高溫熱泵的研發(fā)項目。它不僅能應用于地熱領域,還能用來處理各國大量存在的工業(yè)廢熱,變廢為寶。
在塞爾維亞,貝爾格萊德大學水文地質學系負責人斯德瓦諾維奇也加入到了這個項目中來,目的是為了給當?shù)嘏囵B(yǎng)技術專家,并推廣綠色能源。塞爾維亞許多城鎮(zhèn)都有中央取暖系統(tǒng)。盡管該國地熱資源豐富,同時資源蘊藏深度要比斯洛文尼亞要淺很多,但大部分資源并未得到開發(fā)。斯德瓦諾維奇介紹,塞爾維亞大部分地熱都用于溫室取暖,并沒有有效地與當?shù)氐拿裼萌∨到y(tǒng)相結合。
為了讓這一項目取得經(jīng)濟上的成功,熱泵加熱廢水的成本必須比使用化石燃料低。馬里博爾大學的地熱實驗室負責技術研究。他們研發(fā)軟件模擬了高溫熱泵的結構,以及不同溫度對熱泵的影響,并評估了使用不同散熱劑時熱泵的成本和效率。這些技術使得研究人員能夠模擬出效率最優(yōu)化情況下熱泵需要的壓縮機和熱交換機性能。塞爾維亞方面建議使用氨水作為熱泵的散熱器,這一建議起到了決定性的作用。項目經(jīng)理介紹,氨水具有安全和環(huán)境上的雙重優(yōu)勢。其他的散熱劑,如異丁烷是易爆物質,而氟利昂則會對大氣造成污染。從目前來看,氨水的冷卻效率最高,這使得熱泵可以使用體積較小的壓縮機,降低成本。研究人員介紹,目前的研究結果十分喜人:每消耗1千瓦的能源,熱泵能產(chǎn)生6.4千瓦的新能源,這一轉換效率放眼世界難逢敵手。
此外,熱泵不僅可以將水加熱至85℃,同時還能將水降溫,以便重新注入地底。這一技術已經(jīng)在倫達瓦小鎮(zhèn)證明了自己的價值,因為使用熱泵加熱比天然氣便宜。盡管購買這項技術的價格不菲,但投資的回報率卻很高。研究人員估計,如果熱泵每年運轉1565個小時,那么在4年之內就能收回成本。