浅层地热能简介
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我国浅层地热能适宜性评价简介
我国浅层地热能适宜性评价简介
• 概述 • 国内发展现状 • 热泵技术及适宜性评价的理论方法 • 层次分析法 • 结论
概述
• 浅层地热能是地球热能的重要组成部分，温度稳 定且分布广泛，是一种清洁的可再生资源，开发 利用前景较好。适宜性评价是开发利用浅层地热 能重要的环节，本文中浅层地热能适宜性评价在 确定评价因子的基础上分为计算与作图两个步骤， 其中计算包括确定权重体系与确定评分体系两部 分。本文采用层次分析法(AHP)确定适宜性评价 中各要素的权重，评分体系则通过专家的综合打 分来确定，最后将各要素权重与其相应的评分相 乘相加得出最终的综合评分，依据综合评分进行 浅层地热能适宜性分区。
热泵技术及适宜性评价的理论方法
• 浅层地热能的开发利用一般采用地源热泵技术。 地源热泵技术是利用地下土层或地下水温度相对 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 还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到降 温或制冷的目的。根据换热方式的不同，可将地 源热泵系统分为两类:以利用地下水为冷热源的地 下水源热泵系统;以利用土层作为冷热源的土壤源 热泵系统，也有资料文献称为地下藕合热泵系统 或者地埋管热泵系统。
土壤源热泵系统
• 土壤源热泵系统同地下水源热泵系统一样 是以水或其他换热液作为冷热介质，但不 同的是土壤源热泵系统通过埋设在地下的 换热管与土层进行热量交换，冬季利用土 层中的热量给室内供暖，夏季将室内的热 量释放到土层中以达到制冷的目的。
• 土壤源热泵系统由地下热交换器、热泵机 组和末端系统三部分组成 。
研究,2010. 【6】王亚斌，张海涛等.天津市水源热泵系统水文地质条件适宜性评价方法研究
〔C].地温资源与地源热泵技术应用论文集，2007:72一79 【7】臧海洋.沈阳城区地下水源热泵适宜性评价及应用模式研究[D]. 【8】纪轶群、叶超.北京平原区浅层地温能空间信息系统设计与实现[J].首都师范
地下水源热泵适宜性评价层次结构图
土壤源热泵系统
• 影响土壤源热泵建设的因素很多，本文根 据我国目前的实际情况，初步确立了土壤 源热泵适宜性分区的评价因子为:潜水水位 埋深、第四系厚度、含水岩组介质类型、 潜水(承压)含水岩组水质、综合热传导系数、 平均比热容、地形地貌、地质灾害类型分 布以及水源地保护区范围分布共10个
参考文献
【1】王贵玲、刘云等.地下水源热泵应用适宜性评价指标体系研究[J].研究探 讨.2011,6(3).
【2】王涛.宁夏沿黄河经济带重点城市浅层地热能利用适宜性评价研究[D] .长安 大学,2011.
【3】钱程.不同气候区土壤源热泵系统的适宜性评价[D].中国建筑科学研究院， 2008.
【4】常青.基于寿命周期分析的土壤祸合热泵系统[D].南京理工大学，2010. 【5】孟桃.土壤源热泵评价软件编制及北方地区适宜性研究[C].北京市建筑设计
地下水源热泵系统
• 地下水源热泵系统是以地下水作为冷热介 质，在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物 供暖，在夏季热泵将吸收到的热量向其排 放，实现对建筑物制冷。
• 地下水源热泵系统是由水源系统、热泵机 组和末端系统三部分组成 。
• 图中抽水井用于抽取地下水及释放热量;回 灌井用于地下水回灌;热泵主机用于提取热 量;风机盘管用于向建筑物制冷、供热。
土壤源热泵适宜性分区层次结构图
结论
• 本文通过运用层次分析法，讨论了影响我 国地下水源热泵与土壤源热泵建设的因素， 建立了相应的评价指标体系与评价指标的 量化，但是介绍的过于简单，这些指标在 不同的城市有不同的权重，具体到应用地 下水源热泵或是土壤源热泵时，还要根据 具体的城市做具体的分析，结合当地的实 际情况，进行更为详细的勘查工作，从而 降低盲目性，实现资源的合理利用。
国内发展现状
• 伴随着20世纪70年代世界石油危机而掀起的地热新能源开 发，在30多年的发展历程中又发现了新的亮点，那就是利 用浅层地热能的地源热泵开发技术。近10余年来，世界利 用热泵技术的潮流给我们指引出一条光明大道，地源热泵 史无前例的高效率和高环保效益，也必将在我国有巨大的 发展前景。
• 在利用地源热泵技术开发浅层地热能的过程中，适宜性分 区是一个最为重要的环节，无论是地埋管地源热泵系统还 是地下水源热泵系统，都必须在资源评价之前进行适宜性 分区，分区考虑的要素依照各地区的差异而有所不同，分 区的结果也将直接影响到最终的浅层地热能资源评价。因 此，研究适宜性分区的发展现状，还须从利用地源热泵技 术开发浅层地热能的角度入手。
地下水源热泵系统
• 影响地下水源热泵建设的因素很多，本文 根据我国目前的实际情况，初步确立了影 响地下水源热泵建设的几个因素，主要有： 水文地质因素、气象因素、社会经济因素、 场地施工因素、环境保护因素。我国区域 地下水源热泵适宜性评价层次关系如图4.1 所示，它由综合层（A）、准则层（B）、 要素指标层（C）组成。
层次分析法
• 层次分析法是一种定性与定量分析相结合 的多因素决策分析方法，是分析多目标多 准则复杂系统的有力工具。运用这种方法， 决策者通过将复杂问题分解为若干个层次 和若干因素，并按上一层的准则对其下一 层次的各要素进行分别比较，就可以得出 各要素的重要性程度权重，给定定量指标， 然后求解各层次各要素相对重要性权值， 最后做出综合分析和评判
大学学报，2009(1). 【9】薛光、姜曙光.石河子市地下水源热泵的适宜性评价研究[J].石河子大学学报，
2011（4）. 【10】韩春阳、潘俊等.沈阳城区水源热泵适宜性评价[J].地下水，2011,3期33卷.
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地埋管埋置方式示意图
• 土壤源热泵系统地下热交换器采用埋管的 方式来实现，埋管方式多种多样，目前普 遍采用的有垂直埋管和水平埋管两种基本 形式 。
• 水平埋管式开发技术要求不高且初期投资 较少，但其缺点是占地面积大，温度稳定 性也较差，现在已很少采用。垂直埋管式 地热换热器目前应用较多，发展较快。
我国浅层地热能适宜性评价简介
• 概述 • 国内发展现状 • 热泵技术及适宜性评价的理论方法 • 层次分析法 • 结论
概述
• 浅层地热能是地球热能的重要组成部分，温度稳 定且分布广泛，是一种清洁的可再生资源，开发 利用前景较好。适宜性评价是开发利用浅层地热 能重要的环节，本文中浅层地热能适宜性评价在 确定评价因子的基础上分为计算与作图两个步骤， 其中计算包括确定权重体系与确定评分体系两部 分。本文采用层次分析法(AHP)确定适宜性评价 中各要素的权重，评分体系则通过专家的综合打 分来确定，最后将各要素权重与其相应的评分相 乘相加得出最终的综合评分，依据综合评分进行 浅层地热能适宜性分区。
热泵技术及适宜性评价的理论方法
• 浅层地热能的开发利用一般采用地源热泵技术。 地源热泵技术是利用地下土层或地下水温度相对 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 还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到降 温或制冷的目的。根据换热方式的不同，可将地 源热泵系统分为两类:以利用地下水为冷热源的地 下水源热泵系统;以利用土层作为冷热源的土壤源 热泵系统，也有资料文献称为地下藕合热泵系统 或者地埋管热泵系统。
土壤源热泵系统
• 土壤源热泵系统同地下水源热泵系统一样 是以水或其他换热液作为冷热介质，但不 同的是土壤源热泵系统通过埋设在地下的 换热管与土层进行热量交换，冬季利用土 层中的热量给室内供暖，夏季将室内的热 量释放到土层中以达到制冷的目的。
• 土壤源热泵系统由地下热交换器、热泵机 组和末端系统三部分组成 。
研究,2010. 【6】王亚斌，张海涛等.天津市水源热泵系统水文地质条件适宜性评价方法研究
〔C].地温资源与地源热泵技术应用论文集，2007:72一79 【7】臧海洋.沈阳城区地下水源热泵适宜性评价及应用模式研究[D]. 【8】纪轶群、叶超.北京平原区浅层地温能空间信息系统设计与实现[J].首都师范
地下水源热泵适宜性评价层次结构图
土壤源热泵系统
• 影响土壤源热泵建设的因素很多，本文根 据我国目前的实际情况，初步确立了土壤 源热泵适宜性分区的评价因子为:潜水水位 埋深、第四系厚度、含水岩组介质类型、 潜水(承压)含水岩组水质、综合热传导系数、 平均比热容、地形地貌、地质灾害类型分 布以及水源地保护区范围分布共10个
参考文献
【1】王贵玲、刘云等.地下水源热泵应用适宜性评价指标体系研究[J].研究探 讨.2011,6(3).
【2】王涛.宁夏沿黄河经济带重点城市浅层地热能利用适宜性评价研究[D] .长安 大学,2011.
【3】钱程.不同气候区土壤源热泵系统的适宜性评价[D].中国建筑科学研究院， 2008.
【4】常青.基于寿命周期分析的土壤祸合热泵系统[D].南京理工大学，2010. 【5】孟桃.土壤源热泵评价软件编制及北方地区适宜性研究[C].北京市建筑设计
地下水源热泵系统
• 地下水源热泵系统是以地下水作为冷热介 质，在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物 供暖，在夏季热泵将吸收到的热量向其排 放，实现对建筑物制冷。
• 地下水源热泵系统是由水源系统、热泵机 组和末端系统三部分组成 。
• 图中抽水井用于抽取地下水及释放热量;回 灌井用于地下水回灌;热泵主机用于提取热 量;风机盘管用于向建筑物制冷、供热。
土壤源热泵适宜性分区层次结构图
结论
• 本文通过运用层次分析法，讨论了影响我 国地下水源热泵与土壤源热泵建设的因素， 建立了相应的评价指标体系与评价指标的 量化，但是介绍的过于简单，这些指标在 不同的城市有不同的权重，具体到应用地 下水源热泵或是土壤源热泵时，还要根据 具体的城市做具体的分析，结合当地的实 际情况，进行更为详细的勘查工作，从而 降低盲目性，实现资源的合理利用。
国内发展现状
• 伴随着20世纪70年代世界石油危机而掀起的地热新能源开 发，在30多年的发展历程中又发现了新的亮点，那就是利 用浅层地热能的地源热泵开发技术。近10余年来，世界利 用热泵技术的潮流给我们指引出一条光明大道，地源热泵 史无前例的高效率和高环保效益，也必将在我国有巨大的 发展前景。
• 在利用地源热泵技术开发浅层地热能的过程中，适宜性分 区是一个最为重要的环节，无论是地埋管地源热泵系统还 是地下水源热泵系统，都必须在资源评价之前进行适宜性 分区，分区考虑的要素依照各地区的差异而有所不同，分 区的结果也将直接影响到最终的浅层地热能资源评价。因 此，研究适宜性分区的发展现状，还须从利用地源热泵技 术开发浅层地热能的角度入手。
地下水源热泵系统
• 影响地下水源热泵建设的因素很多，本文 根据我国目前的实际情况，初步确立了影 响地下水源热泵建设的几个因素，主要有： 水文地质因素、气象因素、社会经济因素、 场地施工因素、环境保护因素。我国区域 地下水源热泵适宜性评价层次关系如图4.1 所示，它由综合层（A）、准则层（B）、 要素指标层（C）组成。
层次分析法
• 层次分析法是一种定性与定量分析相结合 的多因素决策分析方法，是分析多目标多 准则复杂系统的有力工具。运用这种方法， 决策者通过将复杂问题分解为若干个层次 和若干因素，并按上一层的准则对其下一 层次的各要素进行分别比较，就可以得出 各要素的重要性程度权重，给定定量指标， 然后求解各层次各要素相对重要性权值， 最后做出综合分析和评判
大学学报，2009(1). 【9】薛光、姜曙光.石河子市地下水源热泵的适宜性评价研究[J].石河子大学学报，
2011（4）. 【10】韩春阳、潘俊等.沈阳城区水源热泵适宜性评价[J].地下水，2011,3期33卷.
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地埋管埋置方式示意图
• 土壤源热泵系统地下热交换器采用埋管的 方式来实现，埋管方式多种多样，目前普 遍采用的有垂直埋管和水平埋管两种基本 形式 。
• 水平埋管式开发技术要求不高且初期投资 较少，但其缺点是占地面积大，温度稳定 性也较差，现在已很少采用。垂直埋管式 地热换热器目前应用较多，发展较快。