地热能是一种可再生能源，资源量大，分布广，且对环境污染小，既可直接利用，也可以发电。一般而言，中高温地热资源主要用于发电，中低温地热资源则直接利用，如供暖、制冷、干燥等。

我们对地热直接利用就是温泉洗浴，但是利用价值低，往往造成了大量浪费，一般来说，大部分温泉水温度在40℃-60℃之间，人们使用温泉水后，就直接进行了排放，这样造成了大量的浪费。

日本别府的温泉在100℃左右，用来泡澡温度过高，于是日本利用丰富的温泉水量进行发电，名曰“温泉发电”。

　　巧用资源，温泉发电

火力等发电站是利用500～1000度的高温蒸汽和气体推动涡轮的叶片旋转，从而驱动发电机。那么，温泉发电是如何使用100℃的热水驱动发电机的呢？

据了解，该装置首先把温泉水通入“换热器”，隔着换热器内的金属管，使温泉水与井水接触。热具有从高向低传导的性质，因此，在温泉水热能的作用下，井水慢慢升温。

然后将升温至大约85度的井水送入温泉发电装置。把井水通入“蒸发器”，再与氟里昂替代物进行热交换。氟里昂替代物有多种，该装置使用的是“HFC-245fa”（氢氟烃245fa）。其特点是沸点仅为15度，远低于水，在热井水的加温下，会蒸发生成气体。将生成的气体送入“螺旋涡轮”，驱动涡轮就可进行发电了。

大型火力发电站等使用的“轴流式涡轮”组合了几千枚小小的钢板叶片，处于高温高压状态的蒸汽和气体直接冲击叶片正面，带动涡轮转动。因为使用的是流体的“势能”，所以，不能使用利用温泉制成的低温流体。

而螺旋涡轮可以借助低温流体转动。其结构类似2个齿轮相互咬合的形状，低温流体注入到螺旋部分之后，压力会降低。从螺旋部分的入口向内，压力越来越小，流体则逐渐膨胀，以恢复到大气压，螺旋部分就是在这种膨胀力的作用下转动。

完成发电“任务”后，替代氟里昂的气体进入“冷凝器”，重新与井水进行热交换，使温度降低，恢复到液态。在温泉发电装置的内部，氟里昂替代物重复着蒸发与液化的循环。

温泉发电装置的原理近似空调的“热泵”原理。因为发电的过程组合利用了直接利用热源的热循环，和利用氟里昂替代物等工作介质的热循环，所以也有“微型双循环发电”之称。

温泉温度不会改变

热水供应业务是先把温泉水存储在水箱内，然后根据需求通过管道进行供应。而温泉发电装置则是安装在水箱旁，把水箱中的部分温泉水输送到换热器，然后再将其送回水箱。

从换热器返回后，原本约为100度的温泉水将降低到85度。但是，在与水箱内随温泉水喷出的140度蒸汽接触后，温度会很快回升到接近100度。因此，用于供应热水的温泉水温度不变。当然，温泉水中含有的各种化学成分也不会改变。

日本国土面积狭小，主要化石能源都依赖进口，大部分使用核能发电，能源短缺已经成了全民担心的大事。但是日本位于环太平火山地震带上，地热资源非常丰富，如果将地热能加以利用，那么日本其实还隐藏着巨大的能量库。（地大热能）

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