浅层地温能开发利用中的关键问题研究

浅层地温能是一种可再生的新型环保能源,开发利用前景广阔。为了更好地满足我国浅层地温能开发利用快速发展的需要,有必要研究浅层地温能资源科学开发利用中的关键问题。研究表明：开展浅层地温能勘查评价工作十分必要、十分紧迫;应超前关注浅层地温能开发利用对地质环境的影响;浅层地温能开发利用的积极性明显受经济成本与效益制约;需要通过政策支持推动浅层地温能开发利用快速发展;需要提高全社会对浅层地温能资源的认知程度。     

浅层地温能资源开发利用发展综述

能源是人类生存、经济可持续发展和社会文明进步的重要物质保证和必要推动力,是关系国家经济命脉的重要战略物资。随着全球变暖、温室效应和能源紧缺等问题的日益严重,作为清洁可再生的浅层地温能资源逐渐得到各国政府高度重视,到2010年已有43个国家开发利用这种资源。近年来我国新能源和可再生能源得到了长足的发展,可再生能源利用的技术水平有了很大提高,产业已初具规模,特别是浅层地温能的开发利用,已从20世纪90年代的起步阶段步入快速发展期,据不完全统计,目前我国浅层地温能的服务面积已近2×108m2,成为建筑节能的主力军。本文对国内外浅层地温能资源的开发利用现状进行了概括,特别是热泵技术,有助于了解和掌握浅层地温能开发利用的发展动态,对开展浅层地温能资源评价和工程建设具有重要意义。     

洛阳市浅层地温能开发利用现场回灌试验研究

浅层地温能作为一种清洁的,可再生的能源,是国家要求大力探索和发展的新能源,其开发利用在全国呈现出如火如荼的态势。河南洛阳因其厚层第四系及丰富的浅层地下水资源在水源热泵利用方面具有得天独厚的优势。根据在不同地质地貌单元进行的现场抽回灌试验,初步确定不同地区的抽灌井比例及井距,为城市浅层地温能开发利用提供依据。     

贵阳市浅层地温能开发利用现状及发展前景

根据贵阳市浅层地温能调查评价阶段性成果,对区内水源热泵、地埋管地源热泵两种方式开发利用前景分析,认为水源热泵开发方式在贵阳地区受到一定限制,推广难度大;而区内具备地埋管地源热泵开发利用的各项条件,且资源量较大,开发利用前景广阔。     

贵安新区浅层地温能资源开发利用适宜性分区及潜力评价

以贵安新区直管区浅层地温能调查评价项目为依托,在对贵安新区浅层地热能赋存条件分析的基础上,进行浅层地温能开发利用适宜性分区划定和资源潜力评价,结果显示:研究区地下水地源热泵适宜区主要分布在清镇职教城、贵安生态新城以及马场科技新城沿马场河沿线一带三处核心职能聚集区,较适宜区主要分布在天河潭新城、马场科技新城东侧及高峰镇大...     

江苏淮安浅层地温能资源开发利用条件分析

通过对淮安市太阳能照射条件、气候条件、地形地貌等自然因素及构造、岩土体热物理特征、水文地质条件等地质因素的介绍,阐述了浅层地温能赋存条件、分布特点;结合不同地热泵系统应用条件,初步评价其适宜性。淮安市浅层地温能资源赋存条件优越,开发潜力巨大,地源热泵系统应用前景广阔,但在开发利用浅层地热能资源时,从保护地质环境、预防地质灾害的角度出发,不适宜采用地下水热泵系统,推荐选用垂直地埋热泵系统。     

浅层地温能系统的国内外研究与应用现状综述

能源、环境与发展是当今世界永恒的主体,以节能和环保为主要特征的浅层地温能系统已显示出强劲的发展势头。文章在论述浅层地温能系统技术概念和3种存在形式、主要特点的基础上,较为详细地介绍了浅层地温能系统的国外、国内研究历史、主要研究成果与应用现状,阐述了甘肃省浅层地温能系统开发利用过程中存在的问题及今后应加强的方向。期望进一步提高甘肃省乃至西北地区浅层地温能系统技术的应用水平,更好的为国家节能减排战略提供技术支撑。     

河南省主要城市浅层地温能特征及开发利用建议

河南省浅层地温能资源具有分布广泛、资源量丰富、开发利用方便等特点,发展前景广阔。通过对河南省主要城市的地质、水文地质条件和岩土体结构特征等浅层地温能赋存特征的分析,采用数理统计和对比分析等综合研究的方法,对比研究了不同地貌类型城市200m以浅的岩土体热物性特征、浅层地温场分布特征和岩土热响应特征等的异同及其分布与变化规律。结果显示:河南省主要城市浅层地温能的赋存层位主要为第四系及新近系上部的各类松散堆积物,这些松散的堆积物和储存于其孔隙内的地下水为浅层地温能的载体;岩土导热系数会随着孔隙率的增加而减小,随岩性颗粒变粗而增大;城市地层综合导热系数和换热能力与地下水径流条件呈正相关;位于盆地和山前地带水文地质条件优越的城市或地段,浅层地温能开发利用宜采用地下水换热方式,松散堆积物厚度较大且以细粒相沉积为主的城市或地段,宜采用竖直地埋管换热方式。     

莱州市浅层地温能初步评价

莱州市经济条件良好,自然地理、气候条件适宜,采用浅层地温能资源,实现夏天制冷,冬季供暖,具有发展浅层地温能的基础条件。在已有的区域地质、水文地质、地热地质等资料的基础上,分析岩土体换热性能,评价浅层地温能开发利用潜力,并进行浅层地温能开发利用适宜性规划,划分出了地埋管热泵适宜性好、适宜性中等和适宜性差区。     

合肥市浅层地温能初步评价

依托中国地质调查局地质调查工作项目全国地热资源调查评价子项目合肥市浅层地温能调查评价,对合肥市浅层地温能进行初步评价,结果显示合肥市地质结构以及地质环境条件较为简单,除局部突起的裸露基岩外其他地区均适宜于地埋管换热;合肥地处新生代“红层”盆地区,地下水资源贫乏,浅层地温能的开发不适宜选择地下水换热。合肥市区均适宜选择地埋管换热方式,综合效率较适宜的埋置深度为100~150 m,口径130 mm左右,地埋管的间距4~5m为宜。     

开发利用地热资源

中国是地热资源丰富的国家,粗略估算,总量达4.0184×1019kJ,开发利用前景非常可观。本文介绍了中国地热资源的储量情况,初步讨论了地热开发的意义。     

贵州主要城市浅层地热能利用潜力评价

作为清洁、新型、可再生的绿色能源,浅层地热能对缓解城市节能、减排等问题有很大的帮助。为评价贵州省贵阳市、遵义市、兴义市、铜仁市、六盘水市、凯里市、都匀市、毕节市、安顺市及贵安新区10个地级市和国家级经济开发区的浅层地热能利用潜力,文章根据浅层地热能赋存环境调查、现场热响应试验及岩土体热物性测试结果等综合分析,计算出贵州主要城市地表以下100 m深度内的浅层地热能总热容量为35.20×1013kJ·℃-1,夏季换热功率为520.2×104kW,冬季换热功率为342.3×104kW;并在此基础上,评价了贵州主要城市浅层地热能的资源潜力,夏季可制冷面积为7.43×108 m2,冬季可供暖面积为6.51×108m2。     

集安市浅层地热能开发利用可行性评价

通过水文地质调查、水文地质钻探、水文地质试验方法对集安市潜层地热能开发条件进行评价。根据水文地质试验结果及地下水位动态资料,评价区为不适宜区。通过计算可以得到较适宜开发区的地下水换热功率,单位面积地热能容量及地热能储量,为评价区开发利用规划制定技术支撑。     

可再生浅层地热能资源开发利用关键技术问题

浅层地热能开发利用是一门多学科的综合技术,涉及地质、钻探、热交换、制冷、暖通空调、建筑材料学等多学科的知识,其关键技术问题是岩土体的热性能测试、地下换热器的优化设计、地下水渗流对地下管换热性能的影响、地下热交换场特征、浅层地热能分布规律及开发利用方式。只有在解决上述关键技术问题的基础上,进行科学规划、合理开发、优化设计,才能使该行业步入健康发展的轨道。     

浅谈浅层地热能及其开发利用的建议

通过对浅层地热能及地源热泵技术进行了介绍并分析探究了安徽省及周边省份浅层地热能推广开发利用情况,就开发利用浅层地热能如何充分发挥专业技术优势,政府建设主管部门、监理单位如何加强行业监督管理工作提出建议和看法,以期更好地在我省推广开发利用地源热泵技术。     

浅层地热能勘查评价

利用热泵技术开发利用浅层地热能正在快速发展,为了保证浅层地热能的合理开发和可持续发展,必须进行勘查评价。区域浅层地热能调查查明区域浅层地热能资源数量、质量以及分布规律,进行开发利用区划,为浅层地热能可持续利用提供依据。地源热泵工程浅层地热能勘查为地下换热系统提供可靠的利用浅层地热能的依据。浅层地热能利用环境评价和经济评价是勘查中的必要内容。浅层地热能资源计算评价方法是本文首次系统提出的。     

江苏高邮地埋管热响应试验及浅层地热能资源评价

为研究江苏高邮浅层地热能资源储量,选取2个典型区块开展现场热响应试验,以线热源理论为建模基础,结合地埋管进出水温度试验数据,建立了典型区块内地埋管热传导模型,采用体积法对研究区浅层地热能资源作出定量评价。数据分析表明：在G001孔处,初始地层温度为17.69 ℃,导热系数为1.389 W/(m·K),钻孔内传热热阻为0.111 K/W,热扩散系数为0.921×10-6 m2/s,热容量为1.508×106J/K,单位延米换热量为104.98 W/m;在G002孔处,初始地层温度为18.58 ℃,导热系数为2.340 W/(m·K),钻孔内传热热阻为0.110 K/W,热扩散系数为0.229×10-6m2/s,热容量为10.200×106J/K,单位延米换热量为163.34 W/m。综上试验参数计算结果可知,区内每年可开发浅层地热能储量至少为6.47×1013kJ。试验设计合理,所得参数真实可靠,可为高邮浅层地埋管地源热泵工程后续设计工作提供基础数据与技术支撑。     

浅层地热能适宜性分区结构的分形原理

可再生的新型环保能源浅层地热能开发利用前景广阔。由于区域地质条件复杂,借用分形原理可将原来研究中所采用的还原论方法即线性问题处理方法转换为更符合地质条件本质特征的非线性处理方法。探讨了浅层地热能赋存条件适宜性分区结构的分形维数及标度与分形维数的关系; 简析了面状地形地貌信息几何属性对分维值的影响。研究结果表明,浅层地热能适宜性分区结构存在明显的分形特征,其分形维数较好地反映了适宜性分区轮廓的曲折程度,分形数越大,则轮廓线越不规则。旨在为浅层地热能调查评价工作提供全新的非线性化的处理方法,对分形理论的实际应用和浅层地热能的开发工作都有较强的理论和实际意义。     

郑州航空港区地热资源及开发利用

郑州航空港区位于郑州市东南方向25km,目前航空港区连接市区的供热管道没有贯通,港区供热是个亟待解决的问题。根据计算与评价结果,航空港区内浅层地热能较不适宜采用地下水换热方式开发,较适宜地埋管换热方式开发;深层地热新近系温热水主要分布在孟庄镇—龙王乡一线以东区域,热储层温度43℃—48℃,宜井深度500～1200m,单井出水量15～20m³/h;奥陶系—寒武系温热水主要分布在孟庄镇—龙王乡一线以西区域,热储层温度43℃—82℃,宜井深度1800～3000m,单井出水量大于20～25m³/h。对郑州航空港区地热资源进行开发利用,可有效解决港区目前的供热问题。     

高寒地区浅层地温能开发利用条件研究及多种能源联用探讨

深入研究高寒地区建筑物供暖制冷需求及浅层地温能开发利用条件,可发挥浅层地温能在建筑能源供应中的最大效益; 探讨多种能源在供暖中的联合应用,能够更好地解决高寒地区能源紧缺问题。通过对高原气候特点分析,浅层地温能开发利用条件的调查、勘探、评价及多种能源联用的研究认为: 高寒地区对浅层地温能需求主要为冬季供暖和生活热水供应,且热量需求大; 高寒地区浅层地温能资源品位低,主要体现为换热温差小; 换热方式以地下水水源热泵最为经济实用; 城市中可供开发利用的空间小。鉴于当地深部地热、太阳能资源丰富,可充分利用这些可再生能源及常规能源,尽可能采用“基础负荷+调峰负荷”的方式,解决热量需求大的问题,从而提高能源的利用效率。