地热能是迄今为最具普遍性,蓄含能量巨大的可再生能源。地热能平均能源利用系数超过80%,明显高于其他可再生能源,不受季节、气候、昼夜变化等外界因素干扰、稳定持续的为发电、供暖(制冷)供能,具有很强的竞争力,可作为基本载荷。资源、能源、灾害、环境是当今人类面临的大问题,“地热”是地球的本土能源,具有强大的生命力,地热在节能减排、应对全球气候变化、防治雾霾天气中有着不可替代的作用。国家对地热能的开发利用日益重视,并已出台一系列方针政策性文件,以期加快地热能在我国的发展。

岩土换热地域性差异较大,我国黄河流域至黑龙江区域,岩土恒温区温度从15℃-5℃,限定了热泵机组技术指标。岩土性质约束了热传导指数,针对供暖系统连续性需求换热温差是关键问题之一。取水型地热利用与非取水型地热利用的换热模式的是当前换热两种重要形式,热传导模式限定了换热指标。国家政策要求取水型地热利用必须达到百分之百回灌。取热不取水对地质岩土无扰动,对岩土含水及透水性无限定要求,国家政策无限制。
浅层地热能热能品位低,对于供暖系统效能指标偏低,节能效果不明显甚至在寒区无法正常运转提供连续供暖需求,中深层地热能热能品位适用于供暖制冷,稳定性好,结合热泵技术节能效果明显,经济性突出,适用范围广。但目前采用石油开采工艺,投资成本大。深层地热能热能品位较高,适用于发电及特种热能需求,地热能有区域性限制,开发利用成本较高,经济性较差,适用范围有限,目前采用石油开采工艺,投资成本大。
地热能开发利用过程中打井费用占到总费用的70%,因此降低打井费用可使得地热能供暖制冷初期建造成本进一步降低,为此本项目设计了中深层地热井的专用设备。根据所需本项目研发了专用的钻机及下管设备和地下管路相关技术。该钻机对比目前相关钻机具有很高的性价比,而且操作数字化,大幅缩减了钻机操作工人的数量和劳动强度。本专用钻机可实现钻入地下一千五百米,钻井效率高,钻一口井的费用和能耗对比其它钻机价格较低,同时钻机采用的泥浆不落地的技术,钻井过程不会对环境产生影响,具有环保、节能、运行平稳、价格低廉、水气两用、移动方便、可自行走等特点。
地热能普遍存在于地球每一个角落,地热能的储存量现有已知能源相比与其他能源蕴含量极为丰富,而且具有可再生性,供暖制冷相比于电力能源、太阳能、空气能等,地热能具有独特的天然属性,浅层地热能适合于制冷,深层地热能适合于供暖,中深层同井双温技术的创新应用兼顾了制冷和供暖作为源的需求,应用于建筑供暖制冷需求,满足相关技术指标,应用于农业以及水产养殖具有独特的适应条件,对于工业生产及高精度加工制造业恒温需求及特殊的除湿需求,结合热泵技术,均能实现满意效果。
根据不同地质结构该钻机可以采用潜孔锤模式和泥浆钻模式,该钻机可以自动行走和掉头,适用于多孔,针对地源换热适用性很强。垂直埋管对于钻孔直线性要求很高,该钻机设计专用钻具,确保钻井偏斜度小于1度,便于地埋管施工。泥浆钻工况条件下泥浆不落地,施工符合环保要求。该钻机数字化控制,操作简单稳定,具有自学习能力,便于岩性分析。动力系统均采用电网输入,相比柴油动力源节省钻进能源消耗。钻进过程实现机械化运行,劳动强度降低,人力资源减少,泥浆循环设计合理,能耗相比传统泥浆钻机减少50%。
各种采暖技术中每采暖季每建筑平方米的平均采暖费分别为:地源热泵11.28元,电缆地板采暖28元、天然气集中采暖30元、挂壁炉34元、电热膜36元,以地源热的热泵的采暖费用最低。在北京常用的制冷技术中,地源热泵的制冷费用最低,地源热泵同其他三种制冷技术相比其节省率为;地源热泵比冷水机组中央空调节省 42%,地源热泵比直燃机节省 46%,地源热泵比家用空调节省54%。节省率从 42%-54%,地源热泵制冷费用优势很明显。
与同行业各种钻机钻井费用相比,本钻机具有钻井效率高,成本低的特点,传统大泥浆钻机钻井成本高昂,钻井成本约1000-2000元/米,其他加压式冲击钻机钻井成本约800-1500元/米。我们自主研发钻机钻井费用约200-400元/米。中深层地源热泵可运行50年;以10万平米的公建为例投资回报年限=2000万元/290万元≈6.8年。政府最低补贴是30%~50%每平米,投资回报年限3年~5年,则最高5年可收回成本。
设计安装调试作为商品出售,以六线城市为例国家对清洁能源供暖补贴每年3亿辅助,连续3年合计9亿。以辽宁省清洁供暖为例国家预算补助资金300亿,地方配套300亿,合计600亿,仅此一例如采用中深层地源热泵系统供暖市场空间每年超百亿。在全国范围内应用该技术市场空间将突破千亿。中国温泉在各省均有分布,而且平原地区大中型盆地均赋存地热资源。中国中低温地热资源直接利用的能量一直居世界首位,直接利用的项目包括地热供暖、温室种植、水产养殖、工农业利用、洗浴医疗和休闲养生等方面。
合作的团队成员及合作单位拥有多年的设计施工经验,深入现场,掌握了钻井、下管工艺的全流程,积累了大量的数据经过五年的中深层地热能开发利用,已经完成多个项目研发。地热能开发的换热设备自主研发设计,申请多项发明专利,实现施工成本低效率高等特点,钻机等相关设备不断更新迭代,换热管材料不断改进,并且经过多年的循环温度数据跟踪采集,拥有大量的实测数据。我们拥有丰富的经验,技术相对成熟,其他单位和个人在很长时间内不易复制。
