地热能是地球内部贮存的热能,它包括地球深层由地球本身放射性元素衰变产生的热能及地球浅层由接收太阳能而产生的热能。前者以地下热水和水蒸气的形式出现,温度较高,主要用于发电、供暖等生产生活目的,其技术已基本成熟,欧美国家有很多用于发电,我国则多用来直接供热,这种地热能品位较高,但受地理环境及开采技术与成本的影响因而受限较大;后者由太阳能转换而来,蕴藏在地球表面浅层的土壤中,温度较低,但开采成本和技术相对也低,且不受地理环境的影响,特别适合于建筑物的供暖与制冷,因而受到了暖通空调及节能行业越来越多的关注。

地球表面是一座巨大的天然太阳能集热器和储热库。到达地球表面的太阳能相当于全世界能源消耗量的2000倍,只是由于太阳能能流密度低,地球表面的温度变化大,使得对这部分热能的直接利用困难较多。但实际上,温度受天气变化影响较大的部分主要集中在地表面至地下10m之间的区域内,从10m深度再往下,大地温度就稳定在当地全年的平均气温上了。我国大部分地区这个温度都在15℃左右,如果把这样的温度搬运到地面上来稍做处理,就可成为很好的空调系统,这就是目前浅层地热能利用的主要方式。

浅层地热能利用通常需借助于热泵,它是一项新兴绿色节能技术。在冬天它以大地为低温位热源,从大地中提取热量,经过地面上热泵的转换,提高温位向房屋供暖;在夏天则以大地为高温位热源,将房屋内的热量输送到大地土壤中。由于地下温度十分稳定且很接近房屋居住所需的温度,因此,相对于以大气环境为热源的热泵和燃煤、燃油的供暖供冷系统,以大地为提取热量或排放热量的热源的热泵效率大大提高,同时还减少了燃烧产物的排放和制冷剂的用量,对环保十分有利。

浅层地热能属于低品位热能,直接使用达不到一般要求的温度,通常需设置一套热泵,组成地热能热泵利用系统,将地下热能的温度进行一定的提高或降低。因此,地热能利用系统主要由热泵、地热换热器及用户端组成,而其中地热换热器是关键。

地热能热泵地热能热泵的工作原理与通常的热泵相同,都是由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置组成。通过消耗一部分高品质能源即电能,吸收低温物体的热能排放给高温物体,实现供热和制冷的目的,其热泵示意图如图1所示。只不过,通常的热泵以大气环境为其吸热或放热的热源,大气温度的剧烈变化导致常规的热泵效率低下,不仅消耗大量高质能源,而且恶化了周围的环境温度,使得夏天更热,冬天更冷。

除了浅地热能技术利用，中深层地热能的技术更是精湛！

中深层地热能是一种洁净的环保型能源，在发电、供暖等领域被利用，它是可循环再生的一种能源，因此可开发价值高，关于此能源的开发有几个主要的技术，今天小编跟大家分享的就是它的开发技术：

1、地热井钻井技术

地热井钻井目的不仅是钻达目的层开发中深层地热能，它和油气井相比，有一个目的是经济节约，此技术主要用于地热井的高温、较大的井径，它的费用降低主要通过优化钻井工艺和减少井下复杂情况来实现的。由于地热井的高温，油基或者气基钻井液是较好的选择，如果考虑储层损害问题，气体基钻井液是较好的选择，但是它的适用性是有限的。因此，研发适合高温水基的钻井液是开发地热和深层油气的关键点，井壁稳定以及漏失同样是地热井钻井过程中要考虑的重要问题。

2、地热井回灌技术

虽然地球内部热能蕴藏丰富，但是它的利用也不可以过于随意，通常情况需要以“用热不用水”原则对地热尾水进行合理回灌，一方面可以提高地热资源的利用率，以及地热资源利用的可持续性，另一方面也可以减少废弃热水对环境的污染。

3、地热井除垢技术

由于地下高矿化度环境的原因，管线上的结垢现象普遍存在，而这给地热能的开发造成了重大的危害，因此除垢技术的研究意义重大。经研究分析，结垢是因为流经地层的高硬水在从地层开始的流动过程中出现压力和温度下降的情况，原有的气、液、固三相平衡被打破了，水中的Ca（HCO3）2分解，CO2也从水中溢出，出现CaCO,致使结垢，在地热学上称作“钙华”。目前较为有效的除垢工艺主要有石灰一纯碱法以及井下控制热储层工艺。