国内外浅层地热能开发利用现状及对江西的启示

孙占学

（东华理工大学，江西抚州，344000）

摘要：本文在简要介绍地源热泵技术的基础上，对国内外浅层地热资源的开发利用现状进行了述评，并对江西省的地热背景与浅层地热能开发的条件和前景进行了讨论。

1 引言

地热能是地球内部贮存的热能。目前，普遍认为，地球本身放射性元素衰变所释放的能量是地球内热的主要来源。所谓浅层地热能（Shallow geothermal energ y）指的是地表以下一定深度（一般为0-200 m，国外也有人认为是0-400m）范围内，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源。浅层地热能是地热资源的一部份，蕴藏于土壤和地下水中，采用热泵技术进行采集利用后，既可供暖，又能制冷，而且环境效益良好。因此，近年来，得到了世界各国的高度重视，其开发利用增长迅速，已成为节能减排大军中一股不可忽视的力量。

2 浅层地热能开发利用的地源热泵技术

热泵（Heat pump）技术是一种能将热能从低温热源转换为高温热源，也能将高温热源转换为低温热源的技术〔1〕。如我们现在用得很普遍的普通空调器，采用的是一种空气源的热泵技术，天冷时它能把室外空气中的热量转到室内，天热时则能把室内空气中的热量转到室外，从而达到调节室内空气的目的。由于户外空气温度很低时才需要采暖，因而常需要备用电阻加热才能达到采暖效果；室内需要制冷时户外气温也往往很高，这样设备就不得不低效率运行。可见，空气源热泵的工作效率受户外气温变化的影响很大。

地源热泵（Ground source heat pump）,又称地热热泵(geothermal heat pum p)，是一种先进的技术，它利用地下土壤、地表水、地下水温度相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。

地源热泵系统包括三种不同的系统〔2-4〕：利用土壤作为冷热源的土壤源热泵，即地下耦合热泵系统（图1中的1-3）；利用地下水为冷热源的地下水源热泵系统（图1中的4-6）；利用地表水为冷热源的地表水源热泵系统（图1中的7-8）。

上述三种地源热泵系统的工作原理相似，在热泵封闭系统中运转的低沸点流体采暖时从地下吸取热量而汽化。之后，蒸汽被压缩并在另一个地方（如建筑物内）将热释放出来而重新凝结成液体；制冷时则进行相反的过程。

地源热泵与空气源热泵相比有以下优点：一是运行过程中耗能较少；二是因土壤、地下水温度一年四季变化不大，其中蕴藏的能量比空气中的能量更稳定；三是不需要人工的冷热源；四是装置埋于地下，免于日晒雨淋等。不足之处是初始安装费用较空气源热泵高30－50％，原因是将热交换器埋于地下、水下或钻凿水井作为冷热源之用需要额外投资。不过，一旦安装完毕，因其采暖和制冷效率高，其年运行费用低于空气源热泵，最终经济效益相当明显。况且，地源热泵用途不仅限于房屋空调，如它还可将低温水提升到较高温度以接入现有的供暖系统，也可供应生活用水；并且，数个热泵串联起来，能产生阶梯式的增温效果。

图1 不同类型的地源热泵系统

3 国内外浅层地热能开发利用现状

3.1 国外应用现状

浅层地热能的开发利用得益于地源热泵技术。地源热泵的历史可以追朔到1912年，瑞士Zoelly首次提出利用浅层地热能（地源能）作为热泵系统低温热源的概念，并申请了专利，而地源热泵真正意义的应用开始于上个世纪40年代。1946年美国建成第一个地源热泵系统，随后，特别是1974年后，因能源危机和环境问题日益严重，美国Oklahoma州立大学、 Oak Ridge国家实验室和Louisiana州立大学等高等院校和科研机构开始重视以低温地热能为能源的地源热泵系统的研究。1998 年美国商用建筑的地源热泵空调系统已经占到空调总保有量的19％，其中在新建筑中占30％，并以每年10％的速度增长。瑞典、瑞士、奥地利、德国、挪威等国家地源热泵在家用的供暖设备中占有很大比例，他们主要利用地下土壤埋盘管的地源热泵，用于室内地板辐射供暖及提供生活热水等。浅层地热能的其它方面的利用在欧洲国家亦在得到推广，如德国2005年采用带9个200m深的钻孔热交换器（BHE）的地源热泵系统对劳特堡－巴比斯的一火车站台供暖，该站台长200m，总面积600m2，供热时最大热流量达140W/m2。

近年来，地源热泵的利用在世界上发展迅速，如德国新增热泵单元数2008年约为1998年的10倍（图2）。目前，全世界利用热泵技术开发的地热能已占地热直接利用总量的30％以上（图3）〔6〕。

图2 德国1996-2008历年新增热泵单元数〔5〕

图3 热泵技术在地热直接利用中所占份额（据Lund, 2005）

3.2 国内应用现状

我国具有较好的热泵科研成果与应用基础〔7〕，早在20世纪50年代天津大学就开始进行热泵的研究。20世纪80年代末以后，地源热泵技术开始受到国内各大院校与科研单位的重视，20世纪90年代后期，北京、山东等开始出现地源热泵应用工程。

我国地源热泵工作虽起步较晚，但后来居上，近年来发展很快。截至2009年6月，我国应用浅层地热能供暖制冷的建筑项目共2236个，建筑面积近8000万平方米，其中80％集中在京津冀辽等华北和东北南部地区。目前，北京市有1500万平方米的建筑利用浅层地热能供暖制冷，沈阳市则超过2000万平方米。北京规划202 0年地源热泵供暖制冷面积达1亿m2，沈阳规划2010年达6500万m2，全国至少将达2亿m2以上。北京奥运会期间，地源热泵被应用于奥运国家体育场（鸟巢）、国家游泳中心（水立方）、奥运网球中心、自行车馆等运动场馆，为实现“绿色奥运”的承诺做出了贡献，产生了良好的应用示范效果。

我国目前正处于快速城镇化时期，每年房屋建筑的竣工量都在20亿平方米以上，建筑耗能在整个社会的终端耗能中已占到约27％，随着建筑量的提高和城市人口的增加，供暖、制冷和生活热水等消耗的煤炭石油等一次性能源将不断增加。在这一背景下，以环保和节能为主要特征的绿色建筑以及开发利用浅层地热能的热泵空调系统将得到广阔的发展空间。但从总体上看，中国浅层地热资源的开发还不够规范，基础研究上还有待加强，地源热泵技术的专业队伍也有待建立，行业之间还缺少必要的合作交流，政策措施还有待完善等等，这在一定程度上影响了这项技术的全面推广。目前，这些问题已引起有关部门的高度重视，建设部已将地源热泵技术列为建筑业十项新技术，国土资源部将加快在各省市的浅层地热能勘查评价速度，建立全国范围内的浅层地热能数据库，通过合理布局、多级利用实现总量平衡，同时在采矿许可、编制规划、开发审查等环节建立严格的监管制度。如2009年7月2 9日，国土资源部发布了《浅层地热能勘查评价规范》，并于7月31日开始实施。这一系列举措将有效地促进浅层地热能的开发利用。

4 江西省地热背景及浅层地热能开发利用前景

江西省在大地构造上跨越了晚元古代的江南造山带（I）和早古生代的华南造山带（III）〔8〕。其中，华南造山带形成以后，在中生代又经历了较大规模的构造岩浆活动，地表出露有大量中生代花岗质侵入岩和酸性火山岩。与此同时，介于两个造山带之间的萍乡－乐平拗陷以及赣东北地区，则发生了强烈的拗陷沉积与褶皱推覆，乃至基性岩浆活动，从而形成了一个特殊的次级大地构造单元。由于江西省这种大地构造位置的重要性以及大地构造与地热研究的密切关系，早在1987－1992年，东华理工大学就与中国科学院地质研究所合作，对江西省进行了系统的钻孔地温测量和岩石热导率样品的采集与室内测试工作，在此基础上，获得了19个高质量的实测大地热流数据（图4）〔9－10〕。这批数据为也就该省地热背景和评价浅层地热资源的开发前景提供了依据。

研究表明，江西省地温梯度和大地热流的区域分布格局表现为：位于江南造山带（I）的赣西北地区，地温梯度变化于18.0－23.7℃/km,平均值为20.5℃/km；热流值较低，变化于57.8－59.2mW/m2，平均值为58.5 mW/m2。分布于华南造山带（I II）的赣南地区，地温梯度变化于17.9－33.6℃/km,平均值为25.0℃/km；其热流值明显升高，变化于62.1－79.9 mW/m2, 平均值为70.8mW/m2。介于江南造山带与华南造山带之间的萍乡－乐平拗陷和赣东北地区，由于中生代经历了拗陷沉积和褶皱推覆及基性岩浆活动，地温梯度变化于17.4－28.7℃/km,平均值为23.0℃/km；其热流值较高，变化于72.2－82.5mW/m2，平均值为77.4mW/m2。

因江西省土壤的常温带一般在5m～15 m以下，地下恒温层的温度约为17～2 2℃，而全省平均地温梯度变化于20.1－25.0℃/km，地下100 m深度完全可以达到35℃－40℃以上，足以满足地源热泵对浅层热能的需要。

图4 江西省钻孔热流测点位置及其构造背景〔9〕

I. 江南造山带；II. 萍乡－乐平、赣东北前陆褶冲带；III. 华南造山带

另据有关资料〔10〕，江西省地下水资源丰富，可采资源量每年达73.4×108m3,而地下水年实际开采量仅12.51×108m3，地下水开发利用程度仅为17.1%，且大部分都为生活用水及农业灌溉用水。同时，我省的地下水具有水位高、土壤含水量丰富、热传导性高等特点，非常符合地源热泵使用的条件。由于地下岩土的含水率高，对于地埋管的地源热泵工程，可提升其热交换率，非常有利于热泵工程的应用。从理

论上分析，富水土壤的埋管换热效率应明显高于我国北方地区在干性土壤实施工程的效果。因此，根据江西的水文地质条件特征，江西省浅层地热能的开发前景非常广阔。

5 结语

综上所述，可得以下几点认识：

1) 浅层地热能的开发利用近年来在国内外发展迅速，已产生良好的社会经济效益，江西省应予以高度重视；

2) 江西省的地热地质条件，适合运用地源热泵技术开发浅层地热资源，市场前景广阔；

3) 浅层地热资源的开发应科学规划，合理布局，政策扶持，有序推进。

参考文献

〔1〕汪集旸，孙占学. 神奇的地热. 北京：清华大学出版社，2001.

〔2〕吕悦，杨立平，周沫，莫然. 国内地源热泵应用情况调查报告.工程建设与设计，2005, 5： 5－10.

〔3〕Peterson D. Ground source heat pumps: An introduction. Natio nal Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, USA. 2007.

〔4〕Eugster W. J., Sanner B. Technological Status of Shallow Geo thermal Energy in Europe. Proceedings European Geothermal Congress 20 07, Unterhaching, Germany, 2007: 1-8.

〔5〕Sanner B. Geothermal Energy – how can standardisation help? European Geothermal Energy Council, Annual meeting, Madrid, 2009.

〔6〕Lund J. W. Direct Heat Utilization of Geothermal Resources Worldwide 2 005. Geo-Heat CenterOregon Institute of Technology, 2005.

〔7〕汪集旸，马伟斌，龚宇烈. 地热利用技术. 北京：化学工业出版社，2 005.

〔8〕胡圣标，熊亮萍，汪集旸，沈继英等. 江西省首批实测大地热流数据报道.科学通报，1992, 19： 1791－1793.

〔9〕李学礼，史维浚，周文斌，孙占学等. 江西大地热流. 地质科学，19 92, S： 383－385.

〔10〕江西省地质学会. 浅层地热能在江西的发展前景及建议. 2009.

勘查行业技术标准汇编

一、固体矿产调查勘查行业标准目录 1、中华人民共和国地质矿产行业标准铁、锰、铬矿地质勘查规范（DZ/T0200-2002） 2、中华人民共和国地质矿产行业标准钨、锡、汞锑矿地质勘查规范（DZ/T0201-2002） 3、中华人民共和国地质矿产行业标准铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范（DZ/T0214-2002） 4、中华人民共和国地质矿产行业标准铝土矿、冶金菱镁矿地质勘查规范（DZ/T0202-2002） 5、中华人民共和国地质矿产行业标准岩金矿地质勘查规范（DZ/T0205-2002） 6、中华人民共和国地质矿产行业标准砂矿（金属矿产）地质勘查规范（DZ/T0208-2002） 7、中华人民共和国地质矿产行业标准稀有金属矿产地质勘查规范（DZ/T0203-2002） 8、中华人民共和国地质矿产行业标准稀土矿产地质勘查规范（DZ/T0204-2002） 9、中华人民共和国地质矿产行业标准铀矿地质勘查规范（DZ/T0199-2002） 10、中华人民共和国地质矿产行业标准煤、泥炭地质勘查规范（DZ/T0215-2002） 11、中华人民共和国地质矿产行业标准高岭土、膨润土、耐火粘土矿地质勘查规范（DZ/T 0206-2002） 12、中华人民共和国地质矿产行业标准玻璃硅质原料、饰面石材、石膏、温石棉、硅灰石、滑石、石墨矿产地质勘查规范（DZ/T0207-2002） 13、中华人民共和国地质矿产行业标准磷矿地质勘查规范（DZ/T0209-2002） 14、中华人民共和国地质矿产行业标准硫铁矿地质勘查规范（DZ/T0210-2002） 15、中华人民共和国地质矿产行业标准重晶石、毒重石、萤石、硼矿地质勘查规范（DZ/T0211-2002） 16、中华人民共和国地质矿产行业标准盐湖和盐类矿产地质勘查规范（DZ/T0212-2002） 17、中华人民共和国地质矿产行业标准冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范（DZ/T0213-2002） 18、中华人民共和国地质矿产行业标准固体矿产勘查/矿山闭坑地质报告编写规范（DZ/T0033-2002） 19、中华人民共和国地质矿产行业标准固体矿产勘查原始地质编录规定（DZ/T0078-93） 20、中华人民共和国地质矿产行业标准固体矿产勘查地质资料综合整理、综合研究规定（DZ/T0079-93） 21、中华人民共和国地质矿产行业标准固体矿产勘查报告格式规定（DZ/T0131-1994） 22、中华人民共和国地质矿产行业标准地质矿产钻探岩矿芯管理通则（DZ/T0032-1992） 23、中华人民共和国地质矿产行业标准固体矿产勘查档案立卷归档规则（DZ/T0222-2004） 24、中华人民共和国地质矿产行业标准煤层气资源/储量规范（DZ/T0216-2010） 25、中华人民共和国地质矿产行业标准煤田地质填图规程（1∶50000、1∶250000、1∶10000、1∶50000）（DZ/T0175-1997） 26、中华人民共和国地质部固体矿产普查勘探地质资料综合整理规范（1980年颁布实施） 27、国土资源部发文矿区矿产资源出量规模划分标准 28、中华人民共和国地质矿产行业标准岩石矿物鉴定质量要求和检查办法（DZ/T0130.2-1994） 29、中华人民共和国地质矿产行业标准岩矿分析质量要求和检查办法（DZ/T0130.3-1994） 30、中华人民共和国地质矿产行业标准1∶50000和1∶200000化探样品分析质量要求和检查办法（DZ/T0130.6-1994） 31、中华人民共和国地质矿产行业标准岩矿分析试样制备规程（DZ0130.13-1994） 32、中华人民共和国地质矿产行业标准煤层气田开发方案编制规范（DZ/T0249-2010）

浅层地热能的特点

---本文出自华誉能源总裁张军的新书《地热能、余热能与热泵技术》第2.2章节浅层地热能的特点与意义浅层地热能接近常温，品位较低，需要通过热泵技术将其品位提升后加以利用。浅层地热能既可以作为热泵的低温热源用于供热，也可以作为热泵的冷却源用于制冷。通过热泵技术将浅层地热能用于建筑的供热和制冷具有很多优势，同时也存在很多需要注意的问题。 ※浅层地热能的优势（1）分布广泛。浅层地热能在地球表层以下接近均匀分布，到处都有，从地下水、地下土壤和江河湖海等地表水中都能采集到浅层地热能，可以根据项目的条件在周边就近提取和利用，不需要大规模的集中开采和远距离输送，不需要大规模一次性投资建设。（2）储量巨大。据测算，我国近百米内的土壤每年可采集的浅层地热能是我国目前发电装机容量4×108kW的3750倍，而百米以内地下水每年可采集的浅层地热能也有2×108kW。（3）稳定持续。浅层地热能是一种温差势能，其温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。（4）清洁环保。浅层地热能作为一种清洁的可再生能源，主要通过热泵技术进行采集利用。利用浅层地热能不会像利用化石燃料那样排放大量的CO 2、SO X 、 NO x 、粉尘等燃烧产物，对环境造成严重污染，引起温室效应、酸雨、土地沙漠化等问题。因此，开发利用清洁无污染的浅层地热能资源已是社会发展的必然趋势。 ※浅层地热能的不足（1）浅层地热能是一种品位很低的能源，不能作为独立的能源使用，必须借助热泵才能利用，运行时需要消耗一部分高品位能源，主要是电能。同时，浅

层地热能的有效利用是一项系统工程，涉及能量的采集、提升、释放等三部分。如果应用条件不合适、设计施工不合理、产品性能不合格或者运行管理不到位，都有可能造成投资过大或者运行成本过高，使用户的经济负担过重，不利于浅层地热能的推广应用。（2）浅层地热能的采集受所在地水文地质条件的影响较大。尽管浅层地热能理论上均匀分布于地球表层以下，存在于地下水、地下土壤和江河湖海等地表水中。但实际应用中，在不同的水文地质条件下利用浅层地热能的成本差异是相当大的。对于利用地下水的情况，必须考虑到使用地的水文地质条件，确保可以通过打井获得充足的地下水资源，同时还要保证地下水在被提取温度之后可以顺利回灌至地下。在无法得到充足的地下水源或地下水很难回灌的地区，可以采取在地下埋设换热管的方式取代地下水井。这种方法适用于土壤层或细沙层较厚的地区，在以岩石层或卵石层为主的地区使用会因钻孔成本过高而使投资大幅度增加。（3）浅层地热能的采集受到场地的限制。采集浅层地热能最常用的方式是地下水井方式和地埋管方式，这两种方式都需要较大的场地。现在城市中建筑的密度越来越大，建筑周边的空地越来越少，这使得利用地下水方式或地埋管方式采集浅层地热能变得十分困难，尤其是地埋管方式，在城市中心地区已经很难实施。

济南市浅层地热能开发利用情况

济南市城区浅层地热能开发利用情况 1、济南市城区热泵工程分布情况在济南市历下、历城、槐荫、市中、天桥、长清区内，截至到2012年3月，一共有32处建成或正在建设热泵工程，其中地源热泵25处，水源热泵7处。总供暖冷面积为56.0万m2，供暖冷对象包括办公楼、体育馆、商场、博物馆、高层住宅、别墅、实验室等。地源热泵工程主要分布在济南市东部高新区、南部及长清区，少量分布在市中区。供暖冷面积43.2万m2，最大、最小单工程供暖冷面积分别为162000、1000m2，最早建成时间为2001年，大多数工程建成时间段在2009～2011年。水源热泵工程主要分布在长清区，少量分布在市中区及历下区。供暖冷面积万12.8m2，最大、最小单工程供暖冷面积分别为60000、2200m2，最早建成时间为2005年，大多数工程建成时间段在2005～2008年。 2、工程设计施工情况对于地埋管换热方式来说，大部分工程在施工前均有专门单位进行设计，采用的地埋管工程间距一般在4～5m左右，单孔深度以80～120m 为主，所有工程均采用双U型垂直地埋管，管材规格有PEφ32与PEφ25两种。大部分工程均采用软化水作为循环介质，少部分面积较小的工程采用自来水作为循环介质。地埋管工程施工地层以灰岩为主，有21个工程施工地层为灰岩，3个为第四系，1个为辉长岩。第四系与辉长岩钻探与下管施工难度较小，

部分灰岩地区施工难度较大，特别是济南东南部的山前地带，如山东省环保产业研发基地、山东省奥体中心，普遍遇到岩溶裂隙及充填砾石发育导致施工困难。对于地下水换热方式来说，由于工程普遍较小，只有2处进行了前期施工设计，施工水井一般在2～3口，1～2口抽水1口回灌，也有少量如强力胶棍公司只有一口抽水井。水井深度在长清地区一般为40～80m，其它地区多在200～300m左右。 3、工程运营情况区内地埋管换热方式工程在夏季供暖效果较好,普遍能使室内温度达到26℃以下，冬季有部分工程效果一般，大部分房间内温度在18-20℃左右，别墅类工程供暖效果较差，甚至只有17℃。通过多年运行来看，节能效果比较好。夏季运行费用普遍在0.066～0.191元/m2·d左右，冬季费用在0.028～0.128元/m2·d左右。冬季运行费用少于集中供暖，夏季制冷明显比空气源热泵用电要少。对于地下水换热方式工程来说，工程投资小，供暖、制冷效果均较好，使用费用只有集中供暖和空气源制冷的一半甚至三分之一，节能效果十分明显。但长清地区部分浅井回灌效果较差，只有历下区公安局能达到全部同层回灌。 4、浅层地热能开发利用存在的问题通过对已有工程调查，普遍存在前期勘查不足、冬夏热不平衡、冬季供暖效果较差、运营管理落后、监测系统缺乏等问题。除了部分政府部门、科研机构施工的工程外，大部分工程前期没有

浅层地温能开发研究概况及在应用过程中的问题

浅层地温能开发研究概况及在应用过程中的问题本文通过阐述浅层地温能发展及研究现状，以及浅层地温能研究开发技术支持，包括浅层地温能勘查以及热泵系统，并阐述了浅层地温能在应用过程中存在的问题，包括地质基础研究工作滞后，以及开发浅层地温能对地质环境的影响。通过以上研究指出，地质基础研究以及勘查工作是浅层地温能开发的前提工作，并且在开发浅层地温能过程中避免各种环境污染问题。标签：浅层地温能地热泵地质勘查 0前言浅层地温能是一种新型可再生绿色能源，近年来随着国土资源部中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心成立，浅层地温能逐渐得到重视与发展，在中国北方一些地区得到应用，由于其可再生、储量大、清洁环保和可用性强等特点，国家出台相关鼓励政策大力推进浅层地温能的开发和应用，地质勘查是浅层地温能开发利用的基础，更需要与热泵技术相结合才能达到节能减排的效果，所以在全国进行浅层地温能地质勘查是现阶段的重点工作。现阶段浅层地温能应用过程也存在地质基础研究工作滞后，开发浅层地温能对地质环境存在影响等问题。 1浅层地温能发展及研究现状用于开发浅层地温能的热泵技术是1912年由瑞士人提出的，1946年第一个热泵系统在美国俄勒冈州诞生。1974年起，瑞士、荷兰和瑞典等国家政府逐步资助建立示范工程。20世纪80年代后期，热泵技术日臻成熟。在国际社会中，由于其在减少二氧化碳方面得到普遍认可而受到广泛关注。利用热泵技术开发利用浅层地热能较好的国家有美国、瑞典、瑞士和德国，已有大量装机的国家有加拿大、奥地利、法国和荷兰，开始重视和推广应用的国家有中国、日本、俄罗斯、英国等。热泵增长较快的主要还是在美国和欧洲地区。我国1965年研制成功国内第一台水冷式热泵机组，随后发展缓慢。直到20世纪80年代末，相关领域才开始了一些研究，在热泵模型仿真、试验装置、能耗评价以及系统材质等方面取得了一些进展。2006年开始浅层地温能勘查评价试点工作；2007年国土资源部在北京组织召开了全国地热能（浅层地热能）开发利用现场经验交流会，中国地质调查局在北京市地勘局成立中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心；2008年国土资源部下发了《国土资源部关于大力推进浅层地热能开发利用的通知》，全面部署我国浅层地温能资源的勘查评价、规划编制和地质环境监测工作；2009年国土资源部在天津召开了全国浅层地热能和地热能资源管理工作会议，颁布了《浅层地热能勘查评价规范》；中国地质调查局委托中国地调局浅层地温能研究与推广中心、北京市地勘局举办了四届全国浅层地温能勘查评价和开发利用高级研修班，目前，从中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心了解到，2009年浅层地温能勘查评价工作正在各地全面展开，累计安排调查经费4.1亿元，这一统计数据表明，作为可再生的绿色新能源，地

浅层地热能单井回灌节能原理

浅层地热能单井回灌节能原理对于地下200米以上的浅层地热能不但提取比较容易，而且节能环保，是可以循环利用的可再生资源。冬季供热时浅层地热能通过热泵机组提取热量，使供热水温可达到45℃---85℃之间；夏季制冷通过热泵机组提取的冷量，使空调冷冻水温度可达7℃左右。地下浅层资源丰富、可以长期循环利用，利用该资源供冷、供热比传统的燃煤、燃气锅炉及普通空调供热供冷要节能约40%-70%。单井循环技术是利用专业钻探设备从地层表面往下钻成孔，孔径为800mm 以上，深度为200米以内成孔后进行数据测定，根据电测数据对复杂的地层进行精确的计算，主要对其渗透系数、地下水流量、流速和热传导系数进行精确计算。通过以上的计算要先设计水井桥式滤水管和螺旋管的下管位置，因为地质结构和下管位置的直接影响到单井换热量的大小，最后要确定最佳换热地层。利用不同地层的物理特性结构把回水按不同的地质结构进行回灌设计，地质结构的不同每百米的换热量也有所不同，百米换热量一般在200kw-800kw范围之间。注：地下水在土壤中常年在不停的横向流动，浅层地热能单井回灌技术是通过技术手段改变其流动方向形成垂直流动，主要利用回水水流冲通地下土壤中的水通道，以传导和对流的方式交换能量。横向流动主要以回水水流与土壤或沙层砾石等易于流动的地层进行能量转换。当水泵在井的下部抽水时形成负压，通过负压差的作用加快回水和扩散换热面积，其单井换热能效主影响区域宜为20-25米之间，再通过水泵循环、交换提取土壤、沙层、或砾石等地质中的能量。交换过程不损耗地下水、不污染地下水资源。单井回灌节能技术是目前国内最佳的节能、环保技术；也彻底解决了常规水源热泵系统井水回灌难题。而且本技术具有初装费低、质量可靠，使用寿命长等优点，是解决水源热泵系统回灌问题的最佳方法。河南省空调冷冻节能协会

国内外地热能开发及利用现状介绍

国内外地热能开发及利用现状介绍中国能源网研究中心王鸿雁张葵叶地热资源是在当前技术经济条件和地质条件下，能够从地壳内科学、合理地开发出来的岩石热能量、地热流体热能量及其伴生的有用组分。地热资源既属于矿产资源，也是可再生能源。目前可利用的地热资源主要包括：天然出露的温泉、通过热泵技术开采利用的浅层地温能、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。在全球各国积极应对气候变化，努力减少温室气体排放的背景下，近年来，全球地热能开发及利用取得较快发展，也越来越引起我国政府及企业的重视。一、全球地热资源分布及利用（一）全球地热资源分布全球地热储量十分巨大，理论上可供全人类使用上百亿年。据估计，即便只计算地球表层10km厚这样薄薄的一层，全球地热储量也有约1.45×1026J，相当于4.948×1015吨标准煤，是地球全部煤炭、石油、天然气资源量的几百倍。[1]世界上已知的地热资源比较集中地分布在三个主要地带：一是环太平洋沿岸的地热带；二是从大西洋中脊向东横跨地中海、中东到我国滇、藏地热带；三是非洲大裂谷和红海大裂谷的地热带。这些地带都是地壳活动的异常区，多火山、地震，为高温地热资源比较集中的地区。[2]图1所示为全球地热资源集中分布带：

图1 全球地热资源集中分布带来源：鹿清华, 张晓熙, 何祚云. 国内外地热发展现状及趋势分析[J]. 石油石化节能与减排, 2012, 2(1): 39-42 （二）全球地热资源利用地热资源按赋存形式可分热水型、地压地热能、干热岩地热能和岩浆热能四种类型；根据地热水的温度，又可分为高温型(>l50℃)、中温型(90～150℃)和低温型(<90℃)三大类。地热能的开发利用可分为发电和非发电两个方面，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要是直接利用，多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人民的日常生活等方面。此外，对于25℃以下的浅层地温，可利用地源热泵进行供暖、制冷。根据2010世界地热大会的最新数据，2010年，全球有24个国家开发了地热发电项目，总装机容量10715MWe，年发电利用总量为67246GWh，平均利用系数为0.72；有78个国家开展了地热直接利用活动，总设备容量为50583MWt，年利用热能121696GWh，平均利用系数0.27。表1 地热发电排名前10的国家国家装机容量（MWe）运行能量 (MWe) 总生产能量 (GWh/y) 运行率 (%) 运行机组 (套) 美国3093 2024 16603 0.94 209 菲律宾1904 1774 10311 0.66 56 印尼1197 1197 9600 0.92 22 墨西哥958 958 7047 0.84 37 意大利843 843 5520 0.75 33 新西兰628 628 4055 0.74 43 冰岛575 575 4597 0.91 25 日本536 422 3064 0.83 20 萨尔瓦多204 192 1422 0.85 7 肯尼亚167 167 1131 0.78 6 表2 地热直接利用排名前10的国家国家总生产能量GWh/y 主要利用方式中国20932 直接供热、地源热泵、洗浴美国15710 地源热泵瑞典12585 地源热泵土耳其10247 直接供热日本7139 洗浴挪威7001 地源热泵

全面解读《地热能开发利用“十三五”规划》

全面解读《地热能开发利用“十三五”规划》国家发展和改革委员会日前透露，《地热能开发利用十三五规划》已经正式印发。根据规划内容，十三五期间地热能开发将拉动总计2600 亿元投资。在此过程中，将探索建立地热能开发的特许经营权招标制度和PPP 模式，并且将放开城镇供热市场准入限制，引导地热能开发企业进入城镇供热市场。发改委介绍，十三五期间，新增地热能供暖（制冷）面积11 亿平方米，新增地热发电装机容量500 兆瓦。到2020 年，地热供暖（制冷）面积累计达到16 亿平方米，地热发电装机容量约530 兆瓦。2020 年地热能年利用量7000 万吨标准煤，地热能供暖年利用量4000 万吨标准煤。京津冀地区地热能年利用量达到约2000 万吨标准煤。同时，初步估算，十三五期间，浅层地热能供暖（制冷）可拉动投资约1400 亿元，水热型地热能供暖可拉动投资约800 亿元，地热发电可拉动投资约400 亿元，合计约为2600 亿元。此外，地热能开发利用还可带动地热资源勘查评价、钻井、热泵、换热等一系列关键技术和设备制造产业的发展。据介绍，我国地热资源相对丰富，目前全国336 个地级以上城市浅层地热能年可开采资源量折合7 亿吨标准煤；全国水热型地热资源量折合1.25 万亿吨标准煤。到2015 年底，全国浅层地热能供暖（制冷）面积达到3.92 亿平方米，水热型地热能供暖面积达到1.02 亿平方米。但另一方面，地热能发展仍存在诸多制约，包括资源勘查程度低，管理体制不完善，缺乏统一的技术规范和标准等。对此，在十三五时期，按照集中式与分散式相结合的方式推进水热型地热供暖，并将开展干热岩开发试验工作，建设干热岩示范项目。其中包括，大

浅层地热能地下换热工程验收规范 DB41_T 1944-2020 河南

ICS27.010 F 15 DB41 河南省地方标准 DB41/T 1944—2020 浅层地热能地下换热工程验收规范 2020-01-21发布2020-04-21实施河南省市场监督管理局发布

DB41/T 1944—2020 浅层地热能地下换热工程验收规范 1 范围本标准规定了浅层地热能地下换热工程的验收。本标准适用于新建、改建和扩建的竖直地埋管地源热泵系统和地下水地源热泵系统的浅层地热能地下换热工程的验收。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 50366 地源热泵系统工程技术规范 DZ/T 0148 水文水井地质钻探规程 DZ/T 0225 浅层地热能勘查评价规范 3 术语和定义 GB 50366界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB 50366中的一些术语和定义。 3.1 浅层地热能地下换热工程浅层地热能开发利用过程中，与地下岩土体或地下水进行换热的各类直接设施及其相关附属设施的总称。 3.2 地源热泵系统以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。 [GB 50366—2005，定义2.0.1] 3.3 隐蔽工程验收浅层地热能地下换热工程施工过程中，在施工现场对影响地下换热工程施工质量的隐蔽性项目的检查过程。 3.4 整体工程验收对浅层地热能地下换热工程施工与设计符合程度的检查、确认的过程。 3.5 钻孔 1

地热能及地热发电技术概述

地热能及地热发电技术概述摘要文章主要介绍了地热资源及其分类，地热发电的原理，并对发展地热发电中需要解决的关键问题进行了简要的分析，最后对我国地热发电的发展前景做了一下展望。关键词地热资源；类别；发电原理；关键问题；发展前景随着人类对资源的过度开采，煤，石油等化石能源在几十年或一百多年后将被消耗殆尽；另一方面，这些能源的燃烧所造成的环境污染也日益凸显，严重威胁着人类社会的可持续发展。因此，开发可再生新能源已成为当前社会不容忽视的必由之路。我国地处欧亚板块，有着丰富的地热资源，太平洋地热带和地中海——喜马拉雅地热带经过我国版图。因此，开发地热能对解决我国能源短缺有着重大意义，具有美好的发展前景。 1地热资源及其分类地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，能够从地壳中科学、合理的开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组成。地热能是通过漫长的地质作用而形成的集热、矿、水为一体的矿产资源。地热资源按它在地下的储存形式可分为五大类：蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型。 1）蒸汽型地热资源：指以温度较高的蒸汽为主的地下对流水热系统，这类地热资源由于需要特殊的地质条件才能形成，因此储量较少。一般蕴藏在1.5 km 左右的地表深度。 2）热水型地热资源：指地下以水为主的对流水热系统，是存在于地热区的水从周围储热岩体中获得能量形成的，包括喷出地面的热水和湿蒸汽。这类资源分布广泛，储量丰富，是当前重点研究对象。 3）地压型地热资源：蕴藏深度为2km~3 km，以高压水形式存在，溶解大量碳氢化合物，开发时可同时得到压力能，热能，化学能。 4）干热岩型地热资源：在地壳深处，岩石具有很高的温度，储存大量得热能，干热岩型地热资源主要指地表下10km左右深处的干燥无水的热岩石。这类资源十分丰富，是未来开发的重点。 5）岩浆型地热资源：指蕴藏在地层深处的呈完全熔融状态或半熔融状态的岩浆中所具有的巨大能量。 2地热发电的原理及技术

我国城市浅层地热能开发利用现状与趋1

我国城市浅层地热能开发利用现状与趋势慧聪空调制冷网近年来，浅层地热能开发利用得到迅速发展，成为节能减排大军中一股不可忽视的力量。北京约有2000万m2的建筑利用浅层地热能供暖和制冷，沈阳市已超过4300万m2。北京国家大剧院和奥运村、上海世博会等标志性工程都使用了地源热泵系统。作为可再生能源之一，浅层地热能开发利用工作将成为城市地质工作中的重要部分，做好城市地质工作中浅层地热能开发利用工作，对生态城市建设和节能环保发展具有十分重要的意义。一、我国浅层地热能（一）浅层地热能资源地热能是可再生的清洁能源，按照埋藏深度，200米以浅的称为浅层地热能，浅层地热能的温度略高于当地平均气温3～5℃，温度比较稳定，分布广泛，开发利用方便，具有十分广阔的开发利用前景。浅层地热能的利用，主要是通过热泵技术的热交换方式，将赋存于地层中的低品位热源转化为可以利用的高品位热源，既可以供热，又可以制冷。开发浅层地热能，可以改善我国能源消费结构，减少二氧化碳排放。（二）我国浅层地热能应用潜力我国浅层地热能资源十分丰富。最新数据表明，我国287个地级以上城市浅层地热能资源量为每年2.78×1020J，相当于95亿吨标准煤。每年浅层地热能可利用资源量为2.89×1012kWh，相当于3.56亿吨标准煤。扣除开发消耗电量，则每年可节能2.02×1012kWh，相当于标准煤2.48亿吨，减少二氧化碳排放6.52亿吨。到2015年，我国利用的浅层地热能资源量将达到4.26×1011kWh，相当于5269万吨标准煤（占我国浅层地热能可利用资源总量的14.8%）。（三）地源热泵技术地源热泵技术的进步是带动浅层地热能开发利用的关键因素，实践证明，利用地源热泵技术开发浅层地热能是实现节能减排十分有效的途径。 1912年瑞士人首先提出了地源热泵技术，1946年第一个地源热泵系统在美国俄勒冈州诞生。1974年起，瑞士、荷兰和瑞典等国政府逐步资助建立了示范工程。20世纪80年代后期，地源热泵技术日臻成熟，其节能和减排效果得到了普遍认可。2010年世界地热大会的统计数据，地源热泵的年利用能量达到了214782TJ（1012焦耳），与2005年世界地热大会的统计数据相比，五年内增长了2.45倍，平均年增长率达到了19.7%。2010年世界地热大会的统计的地源热泵的设备容量为35236MWt（兆瓦热量），其在五年间增长了2.29倍，平均年增长率为18.0%。二、浅层地热能开发利用现状我国起步较晚，九十年代才引入地源热泵技术。清华大学徐秉业教授把这项技术引入中国，从此开启了地源热泵技术在中国的发展潮流。我国利用地源热泵技术开发浅层地热能与国外相比，虽然起步晚，但发展很快，其范围之广、规模之大已远超国外。据初步统计，目前在全国范围内，除港澳台地区外，31个省、市、直辖市、自治区均有开发浅层地热能的地源热泵系统工程。应用浅层地热能供暖制冷的建筑物面积1.4亿m2，浅层地热能供暖、制冷的单位（住宅小区、学校、工厂等）约3400个，80%集中在华北和东北南部地区，包括北京、天津、河北、辽宁、河南、山东等省市。北京约有2000万m2的建筑利用浅层地热能供暖和制冷，沈阳已超过4300万m2。据估算，2010年浅层地热能的开发利用，使我国二氧化碳减排约2200万吨。（一）政策推广为促进浅层地热能开发利用，北京市、沈阳市和国家有关部门先后出台了有关文件。2006年5月，北京市发改委等九个部门联合印发了《北京市关于发展热泵系统的指导意见》，对选用地下（表）水地源热泵的每平方米补助35元，选用地埋管地源热泵和再生水地源热泵的，每平方米补助50元。2007年７月，沈阳市出台了《地源热泵系统建设应用管理办法》，凡符合城市供热规划和地源热泵技术推广应用规划要求，并具备应用地源热泵技术条件的新建、改建、扩建项目，以及耗能大的单位，应当建立地源热泵系统。

中国地热能开发利用问题及建议

中国地热能开发利用存在的问题及建议中国能源网研究中心王鸿雁张葵叶地热能是一种可再生的清洁能源，积极开发利用地热能对缓解我国能源资源压力、实现非化石能源目标、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设等具有重要意义。我国地热资源丰富，近年来在开发利用方面取得了很大的成绩，但同时也还存在一些问题，这些需要引起国家的高度重视，认真解决，以促进我国地热能开发利用更好更快地发展。关键词：能源地热能地热资源可再生能源一、地热能及其开发利用的特点（一）地热资源再生速度慢地热资源是在特定的地质、构造、水文地质条件和水文地球化学环境条件下形成的，地热流体的循环要经历加热、运移、富集等过程，最后储藏在含水层中，但由于埋藏深，补给途径远，这个循环周期少则几十年，多则成千上万年。与冷水循环相比，其形成、补给和径流情况要复杂得多，周期也长得多。虽然与化石能源相比，地热能的再生速度要快得多，但如果过量开采，超过了补给速度，也会造成地热资源的枯竭。从这个意义上讲，地热资源并不是取之不尽，用之不竭的，地热产业更不是一个适合迅速做大的产业。据统计，每年地热的新再生量只有200多亿吨油当量，远低于太阳能的130万亿吨油当量、风能的1400亿吨油当量、生物质能的600亿吨油当量。1与其他可再生能源相比，地热能的优势主要体现在热能的累积存量上。（二）具有潜在的环境问题地热能虽然是较为清洁的可再生能源，但地热水成分复杂，且属于地质构造的一部分，如果管理和保护不善，对地热资源的开采也同样会带来环境问题，这些问题主要包括： 1、地面沉降。如果长期抽取地下热水而不回灌会引起水位下降，导致地层进一步的压密，从而加剧地面沉降的发生。根据天津市对市区的沉降测量表明，开采300m深度以下地下水，对地面沉降影响约占总沉降量的35%—50%。2在人口居住区会造成住宅楼和其他建筑物基础的坍塌，而在非人口居住区会对地表水径流系统

关于推进浅层地热能开发利用的建议

关于推进浅层地热能开发利用的建议随着我国经济快速增长，能源形势日趋严峻。在节能减排呼声日益高涨的今天，浅层地热能作为一种非常重要的新型能源，对于缓解能源供应压力，建设资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。浅层地热能的利用和开发已经成为实现可持续发展的一个重要途径。因此，不论是政府部门还是企业，都相当看好这项有着巨大社会效益和经济效益潜力的节能环保新技术。近年来，我国浅层地热能开发迅速，但在开发中也存在一些技术、经济上的难题。虽然一些地方政府以极大的热情和力度来推广，但仍存在市场不规范、地区发展不平衡等问题，亟待政府相关部门制定一系列优惠政策，进一步鼓励、引导和规范行业的有序发展，促进我国浅层地热能的科学、有序地开发利用。政策支持对开发利用影响重大为应对经济发展与能源短缺的矛盾，一些国家自20世纪80年代开始，在大力开展替代能源技术研究与创新的同时，大力开展制度的创新，运用各种经济手段鼓励和促进可再生能源的发展。国外的做法主要包括政府直接投资，设立专门机构负责推广可再生能源，另外，政府出资开展资源调查与评价同时为商业化发展提供免费的信息服务；政府也会给予适当的补贴扶持可再生能源的发展；通过税收、价费优惠措施也是激励可再生能源发展的手段之一。

通过收集我国及各省（市、区)从2004年至2008年的各类实施意见、管理办法、指导意见、规划、标准，不难看出，浅层地热能开发利用的快速发展与政府政策扶持力度的逐步加大息息相关。 2004年，在国家《节能中长期专项规划》中明确指出，要加快地热等可再生能源在建筑物中的利用。于2006年1月1日起施行的《中华人民共和国可再生能源法》，地热能的开发与利用被明确列入新能源所鼓励的发展范围，之后相继出台了一系列管理办法、实施意见等。 2006年5月，财政部发布了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》，重点扶持包括太阳能、地热能等在建筑物中的推广应用。2006年7月由国家发改委会同科技部、财政部、建设部、国家质检总局、国家环保总局、国管局和中直管理局组织编制并下发了《“十一五”十大重点节能工程实施意见》，提出在建筑节能工程中“开展再生能源技术城市级示范活动，探索推广机制和模式，包括太阳能利用、淡水源热泵、海水源热泵、浅层地能利用和可再生能源技术集成等”。2006年8月出台的《建设部、财政部关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》，明确大力推进太阳能、浅层地能等可再生能源在建筑领域的应用。2007年9月印发的《可再生能源中长期发展规划》，提出合理利用地热资源，推广满足环境保护和水资源保护要求的地热供暖、供热水和地源热泵技术，在夏热冬冷地区大力发展地源热泵，满足冬

新能源与材料——_地热能的开发与利用.

、引言二、中国地热能研究及发展现状 2.1 工程地热系统地热能 2.2 2050 年发展愿景 2.3 地热能利用技术三、我国地热能的利用现状 3.1 我国地热能开发利用概况 3.2 地热能发电 3.3 地热能采暖（制冷） 3.4 地热温室 3.5 产业化现状四、当前我国发展地热能存在的问题 4.1 人才资源缺乏、研究力量薄弱 4.2 全国地热资源勘查评价程度低 4.3 地热利用关键技术尚待突破 4.4 地热产业缺乏扶持政策五、应采取的对策和措施六、参考文献：目录 10 11

、引言在可再生能源大家族中，地热是唯一的来自地球内部的能量。因为地球处于壮年期，地心温度高达45000C,所以能量巨大。由于人类利用的热量很小，地温一般可以在相同的时间尺度上恢复. 因而地热能是可再生能源只要设定合理的利用上限，地热田的寿命可以达到100?300a。地热能是一种清洁的能源，基本不污染大气. 也不排放温室气体。地热能具有来源稳定的特征，平均利用系数高达73%，地热电站的利用系数可达95%，也易于调峰和实施热电联供。而且，电站建设与运行费用也不算高，地热直接利用的成本更低采用地源热泵技术开采浅层地热能也比其他热源更为有利，主要在于它可以把夏季回收的热量用于冬天供热，从而降低了能耗。2011 年5 月，联合国政府气候变化专门委员会（IPCC）第三工作组发表分析报告指出，就技术开采潜力而言，地热能是仅次于太阳能的第二大清洁能源。IPCC和国际能源署预测到2050年地热发电装机容量将占世界电力总装机容量的3%。中国地热能研究及发展现状 2.1工程地热系统地热能根据国土资源部最近发布的评价数据，中国浅层地热能资源量相当于95亿t 标准煤。每年可利用量相当于3.5 亿t 标准煤。全国水热型地热能资源储量折合标准煤8530亿t;何年可利用量相当于6.4亿t标准煤。中国大陆3000-10000m 深度范围内干热岩地热能资源量相当于860万亿t 标准煤，相当于中国大陆2010 年度能源消耗总量的26 万倍。汪集等根据最近更新的大地热流数据和深部地温资料，给出了中国陆域干热岩地热能资源评价，圈定了优势区域，按照开采比例. 其能量相当于 2%的可2010年中国总能耗的4400倍。 2014年，中国非电直接利用的能量当量为: 装机容量3687MW，t 相当于电量 TW h,其中55%乍为洗浴及温泉疗养，14%为地热供暖，其他14%为地热“份联供”，属世界首位。近年来，浅层地热能的利用为3000MW，t 且发展迅速。截止

浅层地热能开发主要问题(PPT资料整理)

浅层地热能概念浅层地热能（shallow geothermal energy）：指地表以下一定深度范围内（一般为恒温带至200m埋深），温度低于25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源。[河南省规范的定义] 地表以下200 m深度范围内在当前技术经济条件下具备开发利用价值的蕴藏在地壳浅部岩土体和地下水中温度低于25 ℃的低温地热资源。浅层地热能属于低位热能，适合采用热泵技术加以利用，利用时不产生CO 2、SO 2 等污染气体，目前主要用于城市冬季供暖和夏季制冷。中国常规地热资源分布中国中低温地热资源广布于板块内部的大陆地壳隆起区和地壳沉降区。东南沿海地热带是地壳隆起区温泉最密集的地带，主要包括江西东部、湖南南部、福建、广东及海南省等地。在板块内部地壳沉降区，中国广泛发育了中、新生代沉

积盆地，如华北盆地、松辽盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地、渭河盆地、苏北盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地和柴达木盆地等，这些盆地蕴藏着丰富的中低温地热资源。我国浅层地温能开发利用适宜区为东北地区南部、华北地区(京津冀蒙[呼、包、鄂、乌])、江淮流域（安徽大部、江苏大部、河南东部、湖北中东部、湖南北部、江西北部、浙江北部）、四川盆地。浅层地热能开发主战场：京津冀地区、辽宁、河南、山东、内蒙古、山西。基于我国地质、水文条件和地形地貌不同的地域特点，将我国城市浅层地温能资源的应用环境划分为4类：①滨海型城市，浅层地温能开发利用应优先考虑地埋管地源热泵方式和地表水（江水、海水）地源热泵方式。②平原型城市，冲积平原型城市的浅层地温资源的开发利用一般可采取地下水或地埋管地源热泵方式；冲积三角洲平原城市的浅层地温资源开发利用一般侧重于地埋管地源热泵方式；山前平原城市的浅层地温资源的开发利用原则上讲应侧重于地下水地源热泵方式。③内陆盆地型城市，以地下水地源热泵方式和地埋管地源热泵方式为主；④高原河谷型城市，在深切峡谷区可选择地下水地源热泵方式，山坡地区可选择基岩地埋管地源热泵方式。但是，在进行浅层地热能开发的时候一般首要考虑水源热泵，当地下水资源缺乏的情况下，才适用地埋管地源热泵方式。目前，中国在利用方式上形成了以天津、陕西、河北为代表的地热供暖，以沈阳为代表的浅层水源热泵供热制冷，以大连为代表的海水源热泵供热制冷。考虑到经济性和可用性，当前定义浅层地温能利用深度一般为200米。我国南方地区以散热方式为主，经济的地埋管施工深度一般为100米左右；北方地区以冬季取热为主要用途，由于浅部地温较低，根据地热增温率，开发利用深度可增加到300或400米。一、国外研究现状瑞士人（1912年）首先提出地源热泵技术；第一个地源热泵系统在美国俄勒冈州诞生（1946年） 1974年起，瑞士、荷兰和瑞典等国政府逐步资助建立示范工程； 1986年 Tan和Kush根据线热源理论通过模型近似计算出地源热泵系统长期运行过程中井（孔）周围土壤（岩石）的温度的解析解；

浅层地热能利用技术

浅层地热能利用技术 1前言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。从大地土壤中提取热量用于房屋的供暖早在20世纪30年代就已提出,只是由于长期以来石化燃料价格低廉,供应充足,它才没有得到重视,导致其进展缓慢。到20世纪80年代以后,由于全球性能源紧张和环境污染日趋严峻,这项技术才逐渐受到青睐,目前已趋于成熟,正在欧洲、北美和日本得到推广应用。在我国则还处于实验研究阶段,目前国内几家科研院所和高校正在开展这方面的研究,要进入商业化的实际工程应用尚需进行长期不懈的努力。 2浅层地热能利用系统及其特点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。 2.1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

对浅层地温能的认识

对浅层地温能的认识 10050931班张小明学号：1005093128 摘要：随着近年来全国城市地区对浅层地温能的逐渐深入的研究，浅层地温能已经在城市生活中得到较为充分的利用。浅层地温能资源是一种分布广泛、储量巨大、清洁环保、可以再生的新型能源，它的利用和开发已经成为实现可持续发展的一条重要途径。但现在大部分城市关注浅层地温能，更多的是关注其中的热泵技术，而不是浅层地温能资源本身，而且有很多从事浅层地温能利用的公司对浅层地温能的认识也不够，这直接导致浅层地温能的利用效果受到影响。用浅层地温能来取暖制冷，在全国范围内刚刚兴起，因此，我们应该重新对浅层地温能有更深刻的认识。关键词：浅层地温能取暖制冷新型能源热泵技术引言：浅层地温能是赋存在地球表层岩土体中的低温地热资源，是一种新型的优质清洁能源，具有可再生、分布广、储量大、清洁环保、经济实惠、安全性强和可用性强等特点。浅层地温能是指地表以下一定深度范围的岩土体内（一般为恒温带至200 m埋深），温度低于25℃，其来源以太阳辐射为主，还有一小部分来自地心热量，主要采用热泵系统（包括水源热泵和地源热泵两种）进行开发利用。浅层地温能资源丰富，分布广泛，温度稳定，开发技术臻于成熟，在我国城市地区正逐步应用于供暖和制冷及生活热水供应。浅层地温能是地热资源的一部。随着地源热泵技术逐步推广，浅层地温能日益受到人们的重视，成为目前城市地区地热能利用新的途径。浅层地温能可持续利用，可以作为化石能源的替代资源，减少温室气体的排放。浅层地温能利用系统具有绿色环保、运行成本低、技术成熟、不消耗地下水等特点，应用前景广阔等优点。浅层地温能开发工程技术，按冷热源工程分类可分为土壤源热泵系统和地下水源热泵系统。其中，土壤源热泵系统是在浅层地层中设置人工管道，通过循环水在管道中的运行来实现同地层的冷热源转换，土壤源热泵系统又分为水平盘管系统、桩中深管系统和竖埋管系统；地下水源热泵系统即是利用井孔开采地下水，冬灌夏用，夏灌冬用，实现同地层冷、热源交换和反季节储能。根据井群类型地下水源热泵系统分为同层对井系统、异层采灌系统、井组对井组系统、单井多层采灌系统、单井多层成井对井采灌系统等。浅层地温能是一种清洁无污染的能源。浅层地温能在利用的过程中，它不像化石燃料那样在获取能源和生产电力的同时排放大量的燃烧产物，对环境造成严重污染，引起温室效应、酸雨、土地沙漠化等问题。由于浅层地温能资源无处不在，人们可以就近利用，就地取（排）热，为建筑物供暖或制冷，而地下水的水质、水量不发生任何变化。与传统能源相比，可节省大量运输、传输和存放成本。在北京召开的全国浅层地温能资源开发利用高级研修班暨学术研讨会，汪民指出，国土资源部十分重视浅层地温能勘查评价和开发利用工作。2006年开始浅层地温能勘查评价试点工作；2007年国土资源部在北京组织召开了全国地温能(浅层地热能)开发利用现场经验交流会，中国地质调查局在北京市地勘局成立中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心；2008年国土资源部下发了《国土资源部关于大力推进浅层地热能开发利用的通知》（国土资发〔2008〕249号），全面部署我国浅层地温能资源的勘查评价、规划编制和地质环境监测工作；2009年国土资源部在天津召开了全国浅层地热能和地热能资源管理工作会议，颁布了《浅层地热能勘查评价规范》；中国地质调查局委托中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心、北京市地勘局举办了两届全国浅层地温能勘查评价和开发利用高级研修班。最近，徐绍史部长要求要突出浅层地温能开发利用这一重要工作，将加强浅层地温能与地热资源评