浅议浅层地热能的勘查与开发利用研究.doc

浅议浅层地热能的勘查与开发利用研究.doc山东腐地矿局总工程师<训班箱腔俺夂山东地矿SD:Gm浅议浅层地热能的勘查与开发利用姓名:赵季初单位:山东省鲁北地质工程勘察院中国地质大学(武汉)•2013年12月浅议浅层地热能的勘查与开发利用赵季初(山东省鲁北地质工程勘察院,山东徳州,253000)摘要:木文首先冋顾了浅层地热能的开发利用历史,并对我国浅层地热资源的勘杏与开发利用现状进行了简要的总结,介绍了浅层地热能开发利用节能效果的理论依据。结合实际工作经验与规范要求,对浅层地热能的勘查评价过程进行了梳理,对浅层地热能开发皿注意的问题的进行初步分析。关健字:浅层地热能勘杏开发利用1浅层地热能勘查利用现状《浅层地热能勘查评价规范》(DZ/T0225・2009)屮定义:蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水小具有开发利用价值的热能。指通过地源热泵换热技术利用的蕴藏在地表以下200m以内,温度低于25°C的热能⑴。浅层地热能的开发利用最早起源于欧美,十九世纪早期法国科学家萨迪•卡诺(Sadikarnot)在1824年首次以论文提出“卡诺循环”理论,这成为热泵技术的起源。1912年瑞士的苏黎世首次采用了河水作为热源的热泵系统进行供暖。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。我国浅层地热能利用始于上世纪90年代,最早开始大规模开发的是北京市与沈阳市。统计至2010年,北京约有2000万n?的建筑利用浅层地热能供暖和制冷,沈阳市己超过4300万汗⑶。为推进浅层地热能的开发利用,在国土资源部的领导下,屮国地质调査局2007年成立了“浅层地热能研究与推广屮心”,与2008年12月3口,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),要求“各省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门在2010年年底前,组织完成本行政区域内的浅层地热能调查评价工作”⑵。。H前,全国31个省级城市均完成了浅层地热能调查评价工作,大部分省开展了全省范围内的调查评价工作。,该机组与普通空调的组成部件一•样,由四部分组成:圧缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器。其工作过程为:低温低床的液态制冷剂,首先在蒸发器里从周边环境屮吸热并气化成低圧蒸气;然后通过床缩机将低压制冷剂气体压缩成高温高压的蒸气,该高温高压气体在冷凝器内向周边环境放热,冷却凝结成高压液体。再经节流阀形成低温低爪液态制冷剂进入蒸发器。根据热源的不同,利用浅层地热能的热泵可分为水源热泵,地源热泵。水源热泵利用的热源为地下水、地表的河流、湖泊和海洋等,水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即冬季热泵的蒸发器位于水体屮,而夏季热泵的冷凝器位于水体屮。地源热泵是利用地表以下一定深度内(200m范围内)岩土体作为热泵的冷热源,该机组一般要增加一换热设备,该设备将热泵机组的蒸发器(或冷凝器)与“U”型埋管连接起來,从岩土体屮吸收(或释放)热量。:在冬天,1千瓦的电力,将土壤或水源屮4-5千瓦的热量送入室内。但没有详细论述水源/地源热泵与空气源热泵Z间的效率差异。普通的空调(或屮央空调)利用空气做为其冷热源,同样能达到节能的效果,相对于水源与地源热泵机组,其初始安装费用要省得多,因此,为什么要采用水源或地源热泵呢?,利用功的输入,使热量从低温处移到高温处。以供暖为例,理想状态下,从冷凝器(如空调的室内机)释放的热能应该由压缩机所做的功与蒸发器(室外机)从周边环境(如空气)屮吸收的热两部分组成,即:Qh=Qa+略式屮:Q"在供暖时为冷凝器释放的热量,Qc为蒸发器吸收的热量,Win为压缩机所做的功。热泵的效率采用能效比(英语:coefficie门tofperformemce)(COP)來表示。热泵作为供热设备吋的能效是指通过蒸发器吸收热量及压缩机做功能提供的总热量与压缩机消耗的能量的比值,用COPlieating表示,而热泵作为制冷设备时的能效是则是从蒸=Qu斶呱=巩厂涉I发器吸收热量与用缩机消耗的能量的比值,用COPcoo叶表示,其计算公式如下如示:COP根据Fl前空调产品能效比的分级标准,制冷时一级产品(达到国际先进水平),—,—(我国市场的平均水平),—,-(市场准入指标)。因此,,则不如直接利用空气源热泵更为经