討論淺層地熱能的開發(fā)利用

1、<p>　　討論淺層地熱能的開發(fā)利用</p><p>　　摘要：承德地區(qū)具有豐富的地熱能資源，在生產(chǎn)生活之中有著廣泛的應用，本文主要探討了承德地區(qū)的淺層地熱能開發(fā)利用情況。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：淺層地熱能；地熱熱泵；開發(fā)利用 </p><p>　　中圖分類號： P314.3文獻標識碼： A </p><p><b&g

2、t;　　引言 </b></p><p>　　淺層地熱能是指地表以下一定深度范圍（一般為恒溫帶至200m埋深）內(nèi)，溫度低于25℃，在當前技術(shù)經(jīng)濟條件下具備開發(fā)利用價值的地球內(nèi)部的熱能資源。淺層地熱能一般高于當?shù)仄骄鶜鉁?～5℃，由于其埋藏淺，溫度穩(wěn)定，分布廣泛，開發(fā)利用方便。淺層地熱能的利用，主要是通過熱泵技術(shù)的熱交換方式。近年來，隨著熱泵技術(shù)的日趨成熟，淺層地熱能的開發(fā)利用日益廣泛，但主要是在一些大城

3、市開展，總體仍處于開發(fā)利用的初期階段。國土資源部的數(shù)據(jù)表明，我國淺層地熱能資源開發(fā)利用前景廣闊。 </p><p>　　華北平原是我國淺層地熱資源比較豐富的地區(qū)之一。承德城區(qū)地處華北平原北部，地熱地質(zhì)條件良好。具備地下水式、地埋管式、地表水式、中水及污水式多種換熱方式的淺層地熱能開發(fā)利用條件，且城區(qū)內(nèi)已有多處熱泵工程用于冬季取暖、夏季制冷。 </p><p>　　1、承德地區(qū)地質(zhì)概況 &l

4、t;/p><p>　　承德地勢是西北向東南階梯逐級而下降，氣南北差異比較明顯，氣象要素表現(xiàn)為立體分布，使得氣候有著多樣性。在冬季較為寒冷；在春季較為干旱少雨；夏季比較溫和多雷陣雨；秋季涼爽，晝夜溫差大、霜害較重。而承德旅游區(qū)則是屬于溫帶大陸性季風型山地氣候，其四季比較明顯。冬天較為寒冷，但是因為四周的為山所包圍，那么蒙古高原寒流則就被阻擋，所以其溫度比同緯度其他地區(qū)要高。 </p><p>　

5、　2、淺層地熱能及地源熱泵技術(shù)解析 </p><p>　　地熱能是貯存于地球內(nèi)部的一種巨大能源，分為淺層地熱能和深層地熱資源。本文主要介紹淺層地熱能及其開發(fā)利用。淺層地熱能又名淺層地溫能，其賦存于地表以下恒溫帶至地下200m之內(nèi)，溫度在5～25℃，是一種可再生能源。淺層地熱能的開發(fā)利用主要是通過地源熱泵技術(shù)，開發(fā)利用方式有地源（土壤、巖石）型、地下水源型、地表水（江、湖、河）源型。 </p><

6、;p>　　地源熱泵技術(shù)有幾大優(yōu)點：一是屬可再生利用技術(shù)，是利用地球表面淺層地熱資源作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng)。二是屬經(jīng)濟有效的節(jié)能技術(shù)，比其他常規(guī)供暖制冷技術(shù)可節(jié)能30%～40%；三是環(huán)保效益顯著，不排放任何污染物；四是經(jīng)濟效益顯著，其運行費用比其它空調(diào)降低30%～50%；五是系統(tǒng)維護費用低，是免維護空調(diào)，節(jié)省了維護費用；六是地源熱泵一機多用，地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)、還可供熱水，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的

7、兩套裝置或系統(tǒng)。地源熱泵技術(shù)，上世紀80年代后期開始在歐美國家應用，我國是90年代后期才開始應用的。清華大學徐秉業(yè)教授作為我國地源熱泵第一人，第一個從國外引進這項技術(shù)，研究出我國第一臺地源熱泵機組，并將這項技術(shù)應用到實際工程中。經(jīng)過十幾年的推廣應用和持續(xù)改進，我國的開發(fā)利用技術(shù)已基本成熟，主機設(shè)備性能穩(wěn)定，與國外的先進技術(shù)基本沒有差別。 </p><p>　　3、開發(fā)利用淺層地熱能的幾點建議 </p>

8、<p>　　3.1、提高淺層地熱能應用技術(shù)水平因為我國對此所接收的訊息不夠多，因此就容易造成大材小用的情況。因此在進行應用時，可以考慮到建筑物的供熱或是供冷系統(tǒng)，自動控制等等方面。由于這涉及到了多個學科的相關(guān)專業(yè)，因此就需要與相關(guān)專業(yè)進行配合、交流、借鑒。從而研制出適合我國發(fā)展特點以及所需要的地源熱泵產(chǎn)品。3.2、積極的開展相關(guān)資源的勘查與評價由于淺層熱能在我國的分布非常之廣，但是在進行利用的時候需要采用何種方式、在利用的

9、時候需要用到多少量，在進行長期利用之后可能會對周邊的環(huán)境帶來何種影響。已經(jīng)周遭的地址環(huán)境、水文環(huán)境、地址條件都還沒有一個明確的指標。因此在進行開發(fā)前首先就要周邊環(huán)境進行勘察，以之間所收集到的水文地質(zhì)資源為基礎(chǔ)，并補充相關(guān)的巖石以及滲透率等數(shù)據(jù)，將其進行整合，從而獲得新的數(shù)據(jù)，作為勘察評價的標準。 </p><p>　　3.3、加大科技創(chuàng)新和技術(shù)研發(fā)工作 </p><p>　　地源熱泵技術(shù)在

10、我國推廣應用尚不足二十年時間，這門技術(shù)雖已基本成熟，但在這個領(lǐng)域還有很多可以更進一步技術(shù)革新和科技創(chuàng)新的地方。技術(shù)持續(xù)改進，永不止境。故建議設(shè)計單位、施工單位、設(shè)備廠家應與科研院所、高等院校緊密合作，加強技術(shù)研究，不斷創(chuàng)新。 </p><p>　　3.4、強化施工管理和過程控制，做好監(jiān)督管理工作 </p><p>　　地源熱泵工程是一系統(tǒng)工程，施工單位應嚴格執(zhí)行現(xiàn)行國家標準規(guī)范施工。如地埋

11、管換熱系統(tǒng)，涉及到室外地埋管系統(tǒng)、機房系統(tǒng)和室內(nèi)末端系統(tǒng)。各子系統(tǒng)涉及的內(nèi)容很多，垂直埋管的鉆探成孔質(zhì)量、孔徑、孔深、介質(zhì)回填、水平管的連接、埋深以及管材質(zhì)量、傳熱介質(zhì)的選取等等。機房系統(tǒng)的設(shè)備選擇、安裝、調(diào)試、末端系統(tǒng)的各種設(shè)備、材料的選購，安裝調(diào)試，各個部位的檢查、驗收都至關(guān)重要，一發(fā)而牽動全身，哪個部位的質(zhì)量問題都會影響到整個系統(tǒng)的質(zhì)量。特別是各類配件規(guī)格相同，價格和質(zhì)量卻相差甚大，據(jù)市場調(diào)查其價格相差可達3～10倍，其質(zhì)量差別也

12、是可想而知。質(zhì)檢部門和監(jiān)理單位在這方面缺少專業(yè)的檢驗和監(jiān)理人員，故需要各地建委行業(yè)主管、質(zhì)檢部門和監(jiān)理單位加強這方面專業(yè)技術(shù)人員培訓和隊伍培養(yǎng)，做好嚴格施工管理，過程監(jiān)控和監(jiān)督管理工作。 </p><p>　　3.5、基礎(chǔ)地質(zhì)資料是地源熱泵系統(tǒng)科學設(shè)計的前提 </p><p>　　2005年11月30日國家發(fā)布了地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范”（G1350366-2005），2009年3月10日

13、對該技術(shù)規(guī)范進行了修訂。規(guī)范中明確規(guī)定，地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計前，應進行工程場地狀況調(diào)查，并應對淺層地熱能資源進行勘察評價。工程勘察或水文地質(zhì)勘察應由具有勘查資質(zhì)的專業(yè)隊伍承擔。工程勘察完成后，應編寫工程勘察報告，對資源可利用情況提出建議，并明確地埋管換熱系統(tǒng)、地下水換熱系統(tǒng)、地表水換熱系統(tǒng)的勘察內(nèi)容和要求。勘查資料只有嚴格按規(guī)范要求為設(shè)計提供設(shè)計所需的各類參數(shù)和建議。設(shè)計才能做到科學合理。故基礎(chǔ)地質(zhì)資料是地源熱泵系統(tǒng)科學設(shè)計的前提。建議

14、在我省加大淺層地熱能資源的分布、儲量及其環(huán)境影響因素進行充分的分析研究工作，并建立淺層地熱能巖土物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫。 </p><p>　　4、淺層地熱能開發(fā)利用優(yōu)勢與前景 </p><p>　　采用地源熱泵為建筑物供熱可以大大降低一次能源的消耗。通常我們通過直接燃燒礦物燃料(煤、石油、天然氣)產(chǎn)生熱量，并通過若干個傳熱環(huán)節(jié)最終為建筑供熱。在鍋爐和供熱管線沒有熱損失的理想情況下，一次能源利用率

15、(即為建筑物供熱的熱量與燃料發(fā)熱量之比)最高可為100%。但是，燃燒礦物燃料通?？僧a(chǎn)生1500℃—1800℃的高溫，是高品位的熱能，而建筑供熱最終需要的是20℃一25℃的低品位的熱能;直接燃燒礦物燃料為建筑供熱意味著大量可用能的損失。如果先利用燃燒燃料產(chǎn)生的高溫熱能發(fā)電，然后利用電能驅(qū)動熱泵從周圍環(huán)境中吸收低品位的熱能，適當提高溫度再向建筑供熱，就可以充分利用燃料中的高品位能量，大大降低用于供熱的一次能源消耗。供熱用熱泵的性能系數(shù)，即供

16、熱量與消耗的電能之比，現(xiàn)在可達到3—4。因此，采用地源熱泵為建筑物供熱可大大降低供熱的燃料消耗，不僅節(jié)能，同時也大大降低了燃燒礦物燃料而引起的CO，和其他污染物的排放。 </p><p><b>　　5、結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述，現(xiàn)階段我國發(fā)展的需要大量的能源支持，而新能源的開發(fā)應用不是一紙空話，他要求政府、技術(shù)的支持，才能夠更加快速的發(fā)展起來。本

17、文針對其開發(fā)以及應用現(xiàn)狀進行了一個簡要的了解，目的是希望通過政策的不斷完善以及技術(shù)的不斷成熟，使得我國人們能夠更加快速的享受到真正的率能源，保證社會的環(huán)境更加的健康。 </p><p>　　參考文獻：[1]王濤.寧夏沿黃河經(jīng)濟帶重點城市淺層地熱能利用適宜性評價研究[D].長安大學,2011. </p><p>　　[2]衛(wèi)萬順李寧波冉偉彥楊俊偉中國地調(diào)局淺層地溫能研究與推廣中心.淺層地熱能

18、開發(fā)利用若干問題的思考[N].中國國土資源報,2009-04-03007. </p><p>　　[3]官煜,魏永霞,陳學鋒,李志剛.淺層地熱能開發(fā)利用適宜性分區(qū)方法研究——以安徽省淺層地熱能調(diào)查評價為例[A].中國地質(zhì)環(huán)境檢測院、中國資源綜合利用協(xié)會地溫資源綜合利用專業(yè)委員會、山東省地礦局.地溫資源與地源熱泵技術(shù)應用論文集（第四集）[C].中國地質(zhì)環(huán)境檢測院、中國資源綜合利用協(xié)會地溫資源綜合利用專業(yè)委員會、山東