《地源热能.doc

关于方正县开发利用浅层地热能 （地热能源）供热制冷的一点建议 能源危机问题和节能减排是当今全人类的共同课题。在中国能源消耗中，建筑耗能的比例相当高，中国传统的空调系统，北方一般以燃煤锅炉解决冬季取暖问题，南方以自来水或环境空气为冷源的制冷机组解决夏季制冷问题。利用好储存于地表浅层的低温热源和太阳能，不受地域、资源、季节、气候、日夜时段等限制，真正是量大面广、稳定可靠而且清洁无污染的一种可再生能源。符合可持续发展的战略要求。 1．我国浅层地热能资源概况 从土壤类型和土壤温度看，我国具有丰富的低温环境资源。1999年，瑞士学者指出，中国是世界上直接利用地热潜力最大的国家，名列世界第一，原因有2个：一是中国国土辽阔，近地表低温地热资源丰富；二是中国人口众多，采暖和制冷工业的基础相对薄弱，将来需求量无可比拟。地源热泵技术所利用的能源是常温土壤中的能量，并不需要特殊的地热田或地下热水。它只要有足够进行热交换的浅层土壤（-3.5℃以上的土壤或地下水）就可满足地热泵所要求的技术条件。从气候区上看，从寒冷的黑龙江到炎热的海南岛都可使用。 2.地源热泵的特点及优势 （1）、高效节能 制热系数高达3～4.5，而锅炉仅为0.7～0.9，可比锅炉节省70%以上的能源和30%～50%运行费用；制冷时要比普通空调节能15%～20%。 （2）、美观 传统空调系统的换热器置于暴露的空气中，破坏建筑的外观；而地源热泵把换热器埋于地下，保持建筑物外观的完美。 （3）、保护环境 设备的运行不需锅炉，没有燃油、燃煤污染。土壤源地源热泵只从地下取热或散热，不取地下水，没有地下水位下降、地面沉降等问题，是真正的生态合理利用可再生能源的方式。 （4）、多功能、系统控制和管理方便 —套系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统。 （5）、寿命长、效益显著 热泵寿命一般15年左右，而地源热泵的地下换热器由于采用高强度惰性材料，埋地寿命至少50年。 3.地源热泵的应用条件 地源热泵GSHP（翻译：地面热量交换）技术是一种利用浅层地热资源的既可供热又可制冷的高效节能的空调技术。热泵的理论基础源于卡诺循环，与制冷机相同，按照逆循环工作。即热泵消耗较少量的高质能Ｗ通过循环从低温环境(温度为Ｔ0)中吸取大量的低温热ＱL，输出热量为ＱH=Ｗ+ＱL(用热温度为Ｔ2),从而回收利用了低温热ＱL。由于全年地温波动小，冬暖夏凉，因此，冬季从地表浅层吸取低温热量，夏季向底下排放热量（吸取冷量），通过循环把热量从低温位提升到高温位，为用户提供冬季供暖、夏季制冷以及全年热水供应。系统只需消耗少量的高品位能源（如电能），就能获得高于输入能量数倍的热能效果，是一种高效、环保、节能的温控系统。地源热泵系统，由室内部分和室外部分组成，室内部分包括热泵机组和风道系统或风机盘管系统，与传统空调系统相似。室外部分是地热能热交换部分，有埋地管系统、地表水系统和地下水系统三种形式。埋地管将闭环循环水埋于地表浅层土壤中，循环水经水管壁面直接与土壤进行热量交换。夏季循环水将制冷机组吸收的热量向土壤散热，冬季从土壤吸热并将热量经热泵机组传递至室内。埋地管系统有垂埋管、水平埋管和螺纹盘管三种。 2．国内地源热泵的分类 目前，我国实施地源热泵工程主要有两大类： （1）地下水源方式 我国目前实际应用的地源热泵工程大部分是利用地下水源方式。事实表明，打井抽水虽然实施地下水回灌，由于循环消耗，仍不可避免的要损失相当一部分水源，加上抽水时虽有过滤网，但一些细纱粒移位或随水一起抽上来，日长月久会破坏地层结构，有些地方在抽水井附近出现了莫名的坍塌。我国一些地方也出现开式地源热泵系统运行短短几个月，就造成回灌通路细纱堵塞甚至无法回灌造成废井的状况。因此，打井抽水在一些城市是受到严格控制甚至禁止的。 （2）土壤换热器的闭式系统 我国闭式系统的土壤换热器以垂直U型埋管居多，实用经验还非常有限。北方地区实施的大多数采暖工程属于贫水土壤，由于干性土壤传热性能差，垂直埋管深度一般要超过60米，而换热量则一般小于50W/m，使得埋管的总埋深较大，往往造成初期投资大，效果不够理想，一般用户难以接受。一些地方没有经过长期地温变化监测，实施几万平方米甚至十几万平方米的大型地源热泵取暖系统，很难预计，几年后或十多年后这样的系统其效率和对周围的地温影响如何，北方已有些系统在运行两三年后出现效率明显下降的情况。 5.两广地区土壤源地源热泵技术研发及应用情况 5.1技术成果水平 2005年3月，广西科技厅组织专家对广西大学完成的“亚热带及温带地区地源热泵供热制冷节能系统技术研发”科技项目进行了技术鉴定。专家的鉴定意见为“该项目针对我国南方亚热带及温带气候，采用了地源热泵-冷却塔混合型冷热源应用技术，有效地实现了自然资源的互补利用，在地源热泵系统