我国浅层地热能适宜性评价简介 共23页
浅层地热标准
浅层地热标准浅层地热能作为一种清洁、可再生的能源资源，具有广泛的开发利用前景。
为了规范浅层地热资源的开发和利用，许多国家和地区都制定了浅层地热标准。
本文将就浅层地热标准进行详细介绍，包括标准的背景、内容、意义和作用等方面。
一、标准的背景随着能源需求的增长和环境污染问题的日益严重，浅层地热能逐渐成为人们关注的焦点。
浅层地热能是指埋藏在地表以下浅层地下的地热资源，包括地热水资源和地热能资源。
这些资源具有稳定可靠、清洁环保、绿色可再生等特点，适合用于供暖、生活热水、温室等领域。
由于浅层地热资源的开发利用涉及技术、经济、环保、安全等多方面问题，为了规范和引导浅层地热能的开发利用，许多国家和地区制定了相应的浅层地热标准。
二、标准的内容浅层地热标准主要包括以下几个方面：1. 地质勘探与资源评价：包括地质调查、地热资源勘探技术、地热资源储量评价等内容，用于确定地热资源的分布、规模和品质。
2. 开发利用技术：包括地热井建设、地热能利用设备、地热供热系统等技术，用于指导地热能的高效开发和利用。
3. 环保安全标准：包括地下水保护、地表环境保护、地热井建设安全等内容，用于确保地热开发利用过程中的环保和安全。
4. 经济评价和管理：包括地热资源经济价值评价、地热能成本效益分析、地热开发利用管理规定等内容，用于指导地热资源的合理开发和利用。
三、标准的意义和作用浅层地热标准的制定对于推动浅层地热资源的开发利用具有重要的意义和作用：1. 促进技术进步：标准的制定推动了相关技术的研发和创新，使地热能的开发利用更加高效和环保。
2. 保障资源合理开发：标准的实施可指导地热资源的合理开发利用，确保资源的可持续利用。
3. 规范市场秩序：标准的制定使地热能市场更加规范，保障了开发利用者的合法权益，促进了地热产业的健康发展。
4. 实现能源可持续发展：浅层地热能作为一种清洁、可再生的能源，标准的实施有助于实现能源可持续发展目标，减少对传统能源资源的依赖。
地热资源评价浅层地温能
工提供埋管工艺和埋管材料热
传导性能等。 砂质粉土
土壤的传热性能取决于土
细砂
壤的热导率、密度、比热容等。 粘土
土壤的含水量对其密度和导热
性有决定性影响，潮湿土壤的
热导率高于干燥土壤。
F
场地浅层地热资源调查
2. 热响应试验
取得换热孔的有 效传热系数、岩 土体平均导热系 数、地层初始温 度等参数，计算 确定换热孔的合 理间距
D 提出可持续开发利用
E 提出可持续开发利用的方案建议
浅层地热能勘查的目的与分区
需要解决的问题： 1、特定水文地质条件和气候特征下，地
下含水层的流动和传热机制； 2、地下含水层储能与水热调蓄的能力。
由于各地区地质和水文地质条件的复杂性和多变性，导 致各地区岩（土）层的导热性和水文地质参数差异巨大，在 一个地区能成功应用的地下换热系统，在另一地区往往并不 适用。
勘查要求：
• 勘察井深度一般宜小于200m，当有多个含水层组 且无水质分析资料时，应进行分层勘查，取得各 层水化学资料；
• 勘察井工作量按下表确定。
地下水换热方式浅层地热能调查
勘察井工作量
工程热负荷q/ kW
q<500
勘察井数量数量/ 个
1~2
500≤q<2000
2~3
q≥2000
≥3
注：工程热负荷取冷、热负荷中较大者。
地热资源与浅层地热能区别
温度 (℃)
深度 (m)
利用性
建筑中 利用
平面 分布
垂向 分布
地热
＞25
n×10２ ～n×10３
发电、 直接利 用
供暖、 供热水
地热田
热储中
浅层 地温
浅层地热能评价
对地埋管换热系统，应评价开发浅层地 热能的过程中对地下空间利用的影响，评价 循环介质泄漏对地下水质的影响。 对地表水换热系统，应评价开发浅层地 热能的过程中对河流、湖泊、水库、海洋等 地表水的影响，评价回水对水环境的影响， 评价能否产生地表水体内水生生物的生态环 境问题。
浅层地热能利用经济评价
抽 水
井
回 灌 井
浅层地热能资源量评价
浅层地热能资源评价应计算浅层地热 能热容量和可利用量 区域浅层地热能评价的深度范围为1m 至200m埋深以内。 场地浅层地热能评价的深度根据工程 的需求而定。
区域浅层地热能换热功率：计算评价整个 评价区在取热期的平均可取热量，是采用合理 的利用方案，通过非取热期的地温恢复和制冷 期存热，能够达到多年热均衡的浅层地热能的 换热功率。 在浅层地热能适宜性分区的基础上，分别 计算地下水换热系统和地埋管换热系统适宜区 浅层地热能换热功率。
D ——单孔地热能（W） ΔT——温差（℃） R —— 导热热阻（℃/W） λ—— 热导率（W/m℃）； L—— 单孔U形管有效热交换长度（m）
地下水换热功率计算
适用于地下水地源热泵 地热能可利用量的计算
Qh qwTW CW 1.1610
式中： qw——地下水循环利用量，m3/d ΔT——温差 ℃
浅层地热能资源丰富，
分布广泛，温度稳定， 是很好的替代能源和清 洁能源。近20年以来， 热泵技术逐步得到推广， 日益受到人们的重视， 浅层地热能成为地热开 发利用的增长点。
热泵的工作原理
应用冷凝器排出 的热量进行供热
应用蒸发器吸收 的热量进行制冷
热泵系统的种类
热泵技术
空气源热泵
地源热泵
地下水地源热泵
我国浅层地热能资源概况与应用
我国浅层地热能资源概况与应用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Rybach指出，中国是世界上直接利用地热潜力1.1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。
中国城市中约有30％～50%的建筑物具备此条件。
从气候区上看，从寒冷的黑龙江到炎热的海南岛都可使用，尤其南方气候条件是夏热冬暖，需要较多的供热和空调装置。
1.2夏热冬暖地区的土壤特点土壤属于多孔介质，是由矿物质和有机质构成其固相骨架、水和空气充填其中孔隙的三相体。
土壤传输地热的能力及存储热能的能力与土壤的含湿量、地下水的流动有很大的关系。
因此土壤的传热是由土壤中固相导热、液相导热及液体对流传热组成。
当土壤中富含水分和有地下水流动存在时，土壤总的传热热阻大大减小，使得土壤具有较高的热交换效率。
夏热冬暖地区尤其是两广地区，雨水丰富，水源充足。
丰富的水资源使得我国南方大部分地域属于富水土壤，土壤的含水率极高，且地下水位较高，为土壤热交换器闭式地源热泵系统应用提供了得天独厚的条件。
2.国内外地源热泵技术应用状况分析2.1国外应用状况美国能源部（ＤＯＥ）和美国环境保护署（ＥＰＡ）均已确认，地源热泵系统是目前效率最高、对环境最有利的热水、取暖和制冷系统。
1998年，美国暖通空调工程师学会的ASHRAE技术奖就颁发给一地源热泵系统。
地源热泵供暖空调的优势使其成为近年来世界可再生能源利用及建筑节能领域中增长最快的产业之一。
在过去的10 年中，大约30个国家的地源热泵年增长率达到了10％。
它的主要优点是用普通的地温或地下水温，这在世界各国都可利用。
浅层地热能简介
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。
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
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。
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。
浅层地热能地下换热系统适宜性评价与优化设计——以郑州市浅层地热能示范工程为例
浅层地热能地下换热系统适宜性评价与优化设计——以郑州市浅层地热能示范工程为例卢玮;尚永升;申云飞【期刊名称】《钻探工程》【年(卷),期】2022(49)3【摘要】地热资源的开发利用对减少CO_(2)排放和抑制全球气候变化能起到积极的作用。
目前,国内浅层地热能地下换热主要有地下水换热系统和地埋管换热系统2种方式,其共同优点是能源利用系数高、安全稳定、零污染排放等,但在换热效率、开发利用条件、空间占用等方面各有利弊。
本文叙述了浅层地热能地下换热系统适宜性评价指标,结合郑州市浅层地热能示范工程建设项目,分别进行了抽水与回灌试验、岩土热物性参数测试、地层热响应试验等现场试验,对浅层地热能2种换热方式的适宜性进行了分析比较,得出建设区岩土具有较高的导热系数和容积比热容,有利于热量的传导与保持;但区域水位埋深浅,现场试验回灌量仅107.37 m^(3)/d,回灌能力较差。
相比之后,优化设计并选择了更适用于建设区浅层地热能开发利用的地下埋管换热系统。
【总页数】8页(P146-153)【作者】卢玮;尚永升;申云飞【作者单位】河南省地矿局第二地质环境调查院;河南省深部探矿工程技术研究中心;河南省地热能开发工程技术研究中心【正文语种】中文【中图分类】P634;P314【相关文献】1.浅层地热能开发利用适宜性分区方法研究--以安徽省浅层地热能调查评价为例2.郑州市地下水源热泵适宜区浅层地热能资源量评价3.敦化市玄武岩地区地下水水源热泵浅层地热能适宜性研究4.江苏率先在泰州进行浅层地热能调查评价并建立浅层地热能管理信息系统5.基于层次分析法-模糊综合评价模型的浅层地热能适宜性评价——以山东省昌乐县为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
浅层地热能优点及缺点
浅层地热能优点及缺点地热能〔GeothermalEnergy〕是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。
地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。
今天为大家精心准备了浅层地热能优点及缺点，希望对大家有所帮助!浅层地热能优点及缺点地热资源按温度分为高温地热，温度高于150℃;中温地热，温度在90~150℃;低温地热，温度低于90℃。
从总量上看，我国主要以中低温地热资源为主，而且地热资源按储存形式分为蒸汽型热水型、地压型、熔岩型、干热岩型。
在20~50℃的环境下，可以进行沐浴、水产养殖、饲养牲畜、土壤加温、脱水加工。
在50~100℃的温度条件下，可以进行温室供暖、家用热水、工业干燥在100~150℃的温度条件下，可以进行供暖、制冷、双循环发电、制造罐头食品、脱水加工、回收盐类。
在100~200℃的温度条件下，可以进行双循环发电、制冷、工业干燥、工业热加工。
在200~400℃的温度条件下，可以直接发电。
地热能直接用于采暖、供热和供热水、温泉养生是仅次地热发电的地热利用方式。
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源的即可供热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源，实现低温位热能向高温位转移。
优点：可再生;分布广泛;蕴藏量丰富;单位成本低;建造地热厂时间短且容易缺点：资金投资大;受地域限制;热效率低，有30%的地热能用来推动涡轮发电机;所流出的热水含有很高的矿物质;一些有毒气体会随着热气，而喷入空气中，造成空气污染。
浅层地热能优点及缺点如今随着人们对环境保护意识的提高，人们在选择发电的资源时都会选择利用自然资源，比如太阳能、风能、水能等等。
而如今太阳能得到了人们的充分利用，比如太阳能发电，当然除了这些自然资源之外，还有地热能等等，有很多朋友对地热能并不是特别的了解，对地热能发电也不是很了解，针对这些问题，下面小编一起来了解下地热发电。
浅层地热能勘查评价技术规范
目前，我国第一部有关浅层地热能开发的行业标准《浅层地热能勘查评价技术规范》，面向全国广泛征求修改意见。
据中国地调局水环部韩再生介绍，该《规范》是中国地质调查局受国土资源标准化委员会水文地质工程地质环境地质分技术委员会委托编制完成的行业标准。
目前完成的征求意见稿，明确了有关浅层地热能的概念和术语，首次系统提出浅层地热能资源计算评价的方法，特别是在其核心技术——区域浅层地热能资源量的评价方法上作了有益探索；分别规定了区域浅层地热能调查和地源热泵工程浅层地热能勘查工作的目的、任务、基本工作内容、工程控制程度以及质量要求；对地源热泵工程浅层地热能勘查，提出了地下工程、水源井施工和质量要求、井群设计、水质评价和处理方法等；对区域浅层地热能调查、资源评价、资料整理和报告编写提出了要求。
该《规范》适用于区域浅层地热能调查评价和地源热泵工程浅层地热能的勘查评价，可作为浅层地热能资源开发中设计书编制、勘查工程布置、浅层地热资源评价、报告编写和审批的依据。
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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。
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。
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
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。
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
研究,2019. 【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，2019:72一79 【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。
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.2019,6(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,2019.
【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， 2019.
【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，2019. 【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
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。
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，
2019（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，2019,3期33卷.
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。
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 。