* 应对浅层地热能开发过程中地下水和土壤中的热平衡进行评价，分析地下温度场变化趋势及对生态环境可能造成的影响。 放热量 吸热量 月份 * 经济成本评估 应分别估算地下换热系统不同开采方案的初投资及运行成本。 地埋管换热系统的初投资估算主要考虑埋管深度、管材、孔径和孔内结构、回填材料、地层的硬度及钻孔成本等因素； 地下水换热系统的初投资估算主要考虑抽灌井的数量、深度及钻探试验成本； 地表水换热系统的初投资估算主要考虑取水口的远近、水质对换热管材、换热器的影响、取热方式等因素。 热泵机组能效比和热泵系统的能效比 COP 热泵机组能效比= 制冷量（制热量） 压缩机电耗 热泵系统能效比= 制冷量（制热量） 压缩机电耗+水泵电耗+风机电耗 地源热泵系统的系统COP一般为: 地埋管换热系统 2.0左右, 地下水换热系统 2.5左右 系统能效比低的原因:(1)流量过大，温差小； (2) 部分负荷效率低; (3) 流量分配问题 地源热泵机组的COP 一般可达到 3 - 4 * 应在场地浅层地热能勘查和环境评价、经济评价的基础上制定开发利用方案。内容包括：换热方式、换热系统规模、取热和排热温差、室外管网分布和机房设置、长期设置监测孔和监测方案等。 * * 资源勘查 第四系结构特征 调查研究 水文地质条件 调查研究 地温场特征 调查 岩土体热物性 调查 现场换热测试 应用实例1：北京浅层地热能资源评价示范 * 北京市浅层地热供暖项目快速增长 不同换热系统项目的比例 换热孔施工 下入高密度聚乙烯管 地埋管换热量现场测试 * 地埋管换热测试原理简图 * 地埋管地源热泵适宜区区划图 分布区域为朝阳东部、通州大部分地区、大兴青云店—采育地区，以及顺义南彩—赵全营地区，海淀的上庄—六里屯地区，面积约1335 km2。 分布在山区平原区交接地区，平原区残山地带，以及北京市重要水源地保护区，高丽营地裂缝地区、顺义南法信南地裂缝区域，面积约1397 km2。 较经济区，面积约3620 km2。 * 地下水地源热泵适宜区区划图 适宜区面积约478km2 ，分布区域为石景山区东部、海淀西南、丰台西北地区、怀柔地区、房山地区、昌平南口地区、平谷大兴庄地区等 不适宜区主要是北京市重要水源地保护区，高丽营、顺义南法信南地裂缝区域，以及残山出露地区、面积约1304km2。 较适宜区，面积约4570km2。 * * 应用实例2：天津市浅层地热能资源调查 国土资源部与天津市政府联合开展，由天津地热勘查开发设计院承担。2010年1月-11月完成。 调查面积11250km2，调查了浅层地热能开发利用工程174个，分析了节能减排和环境保护效果。 分区确定了岩土体温度场、岩性、热物理特征、水文地质条件。 划分了地埋管和地下水换热系统的适宜区。为开发利用规划提供了坚实的依据。 平价计算了天津市总热容量、换热功率。 适宜区和较适宜区可供暖和制冷面积。 评价了开发利用浅层地热能可节约燃煤、减少排放煤灰、氮氧化物、二氧化硫和二氧化碳的数量。 * 天津市浅层地热能资源调查 不仅为天津市地源热泵的开发利用提供了资源依据，也为我国在城市地区开展浅层地热能勘查提供了成功的实例。 在场地浅层地热能勘查方面，北京市国土资源局在关于地源热泵项目的申报程序及有关管理要求的说明中，明确将场地浅层地热能勘查报告列为应提供的材料。目前北京市所有新上的地源热泵工程均须按照要求提交浅层地热能勘查报告并经论证、评审。这一规定将在全国推广。 * 谢谢！ * * * * * 20 * 19 * * * * * * * 加拿大：起步较晚，近年发展速度快，出供暖以外，用于桥面防冻、农业和水产养殖。 日本：热泵的制造技术位于前列，年产量达到400万台。但本国应用较少，主要用于市政建设和公益项目。 奥地利：地源热泵生产和安装技术自成体系，政府对热泵安装和环境影响评价采取了严格的发证制度。 德国：主要由非政府组织热泵推广协会对热泵质量进行监督，并进行设备安装、运行维护的服务，市场是热泵发展的动力。 韩国：自2004年的《新能源法案》颁布以来，地源热泵系统占据了新安装的公用建筑的60%， 到2008年8月已有550个地源热泵项目，安装公司达到397家。 * * 瑞典马尔默市住宅区的地源热泵供暖系统 我国浅层地热能利用 浅层地热能资源分布广泛，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，日益受到重视，浅层地热能成为地热开发利用的增长点。 利用浅部地层进行热能储存，即冬天利用地热源向建筑物供热，将建筑物交换后的冷源回灌入地层中，夏季将建筑物交换后的热能又回灌到地层中储存。目前，我国已经具备了比较完善的开发利用浅层地热能的地源热泵工程技术、设备、监测和控制系统。 * * 我国的地源热泵机组在近几年开始大量应用于工程实践，据最新调查成果，应用浅层地热能进行供暖和制冷的地源热泵项目在我国已经超过2000个。建筑面积达到1亿平方米。 北京市、天津、沈阳、大连、西安等城市和河北、山东、甘肃、江苏、内蒙、吉林、江西等省采用浅层地热能为城市建筑供暖的面积近年来迅速增加。 目前已建的地源热泵工程项目在运行过程中出现了各种情况和不同的效果。近年来针对部分项目的应用情况开展了调查。 目前约有三分之一的地源热泵项目存在着这样或那样的问题，部分地源热泵工程不能正常运转、效率降低，核心问题是地下水换热系统能否保证回灌，地埋管换热系统能否保证浅层地热能的热平衡。对已建工程的水热均衡研究及其对环境的影响缺乏监控，造成地源热泵工程不能长期有效运行。 * 浅层地热能的概念是以热能的赋存状态定义的，并没有限定热能的补给来源。天然和人工干扰两种不同的状态下，浅层地下水、地表水和岩土体中温度分布有着很大的差别，只有区分两种不同状态，才能深入分析其蕴藏热能的来源和运移。 * 浅层地热能勘查是对地表以下一定深度范围内地质体中蕴藏的热能进行的地质勘查 * 为地源热泵提供换热系统基础资料的浅层地热能勘查： 场地勘查的技术方法可以从众多的国外的文献中得到借鉴，例如美国ASHRAE编写的《地源热泵工程技术指南》中所提出的野外换热场地勘察方法，欧洲的大量文献分别介绍的地埋管换热和地下水换热场地勘察、评价的方法和数学模型。规范参照了国外的适用方法和我国的经验。 * * 目前从国外的资料检索中，没有发现其他国家进行过区域浅层地热能调查，我国的社会、经济发展，需要从行政区域或者自然单元的尺度勘查浅层地热能的分布规律、划分适宜区域和评价换热量。政府需要这些成果作为浅层地热能开发规划的依据，地源热泵的用户需要根据这些成果来规避风险，提高成功率。这是一项公益性和基础性的地质调查。由于区域浅层地热能调查的勘查评价方法没有国外的先例，我们用了三年的时间探索，在编制过程中，不断归纳总结了正在实施的区域浅层地热能勘查的有效方法。 浅层地热能勘查评价规范内容： 前言 引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 总则 5 区域浅层地热能调查 6 场地浅层地热能勘查 7 浅层地热能开发利用评价 * 附录A （资料性附录） 计算方法 附录B （资料性附录） 岩土热物性参数 附录C （规范性附录） 勘查设计编写要求 附录D （规范性附录） 勘查报告编写要求 附录E （资料性附录） 数值模型 附录F （资料性附录） 大地热流确定方法 附录G （资料性附录） 地源热泵水质要求 * * 范围： 本标准规定了浅层地热能勘查评价的任务、基本内容、区域浅层地热能调查和场地浅层地热能勘查方法、浅层地热能开发利用评价、勘查资料整理和报告编写等基本内容。 本标准给出了浅层地热能勘查设计书编制、工作布置、浅层地热能计算、报告编写、审批以及浅层地热能利用和管理的依据。 本标准适用于区域浅层地热能调查和场地浅层地热能勘查。 一些地区没有进行浅层地热能的勘查评价，没有制定科学的开发方案，在浅层地热能不适宜地区盲目开发，是造成地源热泵运行产生各种问题的根本原因。 * 术语和定义： 浅层地热能 shallow geothermal energy 蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的热能。 是指通过地源热泵换热技术利用的蕴藏在地表以下200 m以内，温度低于25℃的热能。 浅层地热容量 shallow geothermal capacity 在浅层岩土体、地下水和地表水中储藏的单位温差热量。 浅层地热换热功率 heat Exchanger power 从浅层岩土体、地下水和地表水中单位时间内交换的热量。 地下水循环利用量 recycle groundwater circulation 从含水层中抽取利用后，完全回灌到原含水层中的地下水量。 恒温带 constant temperature layer 地面以下温度常年保持不变的地带。在自然状态下，该层热能受太阳能和大地热流的综合作用，地球内热形成的增温带与上层变温带影响达到平衡，该层温度与当地年平均气温大致相当。 * 地源热泵系统 ground-source heat pump system 以岩土体、地下水和地表水为低温热源，由水源热泵机组、浅层地热能换热系统、建筑物内系统组成的空调系统。 地埋管换热系统 pipe heat exchanger system 传热介质（通常为水或者是加入防冻剂的水）通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统，又称土壤热交换系统。 地下水换热系统 groundwater heat exchanger system 通过地下水进行热交换的地热能交换系统，分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。 地表水换热系统 surface water heat exchanger system 通过地表水进行热交换的地热能交换系统，分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。 * 回灌试验 reinjection test 向井中连续注水，并记录水位、水量的变化来测定含水层渗透性和水文地质参数的试验。 现场热响应试验 in-situ thermal conductivity test 利用地埋管换热系统采用人工冷（热）源向岩土体中连续加热（冷）并记录传热介质的温度变化和循环量来测定岩土体热传导性能的试验。 热物性测试 thermophysical properties test 采用人工或天然热源对岩土体样品的热物理参数进行的测试。 大地热流值 ground heat flux 大地热流是地球内热以传导方式传输至地表的热量，在单位时间内通过单位面积的大地热流为大地热流值。 容积法 volumetric assessment method 根据地质体的体积进行热容量计算的方法。 热均衡评价 geothermal balanced evaluation 对在一定时间内浅层岩土体、地下水和地表水中的热能补给量、热能排泄量和储存热量进行的均衡评价。 * 总则 浅层地热能勘查是对地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水中蕴藏的热能进行的地质勘查。本规范是对《地热资源地质勘查规范》GB116515的必要补充。 浅层地热能评价的目的是为合理开发、可持续利用浅层地热能提供地质资料，减少开发风险，取得最大的社会、经济和环境效益。 浅层地热能勘查的主要任务是采用综合勘查方法，查明浅层地热能地质条件，确定可开发利用的地区及合理利用量，进行浅层地热能开发利用的环境影响预测、经济成本评估，提出可持续开发利用的方案。 浅层地热能勘查分为区域浅层地热能调查和场地浅层地热能勘查两类。 区域浅层地热能调查: 查明开发利用区域浅层地热能赋存条件、分布规律，进行开发利用规划，为浅层地热能可持续利用、保护和科学管理提供依据。在充分利用现有水文地质、工程地质等资料的基础上，补充地热地质、水文地质野外调查，进行必要的钻探、现场热响应试验、抽水试验和回灌试验。 * 区域浅层地热能的调查评价是一个环环紧扣完整的程序，首先划定地埋管和地下水换热系统适宜区，然后分区计算换热功率、供暖期取热量和制冷期排热。