浅层地温能资源开发利用发展综述.pdf

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1、第49卷第2期地质与勘探Vo1．49No．22013年3月GE0L0GYANDEXPI0RAT10NMarch．2013浅层地温能资源开发利用发展综述栾英波，郑桂森，卫万顺(1．北京市地质矿产勘查开发局，北京100195；2．中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心，北京100195)[摘要]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

2、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2×10m，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。[关键词]可再生能源浅层地温能热泵技术[中图分类号]TK617[文献标识码]A[文章编号

3、]0495—5331(2013)02—0379—5LuanYing-bo，ZhengGui-sen，WeiWan-shun．Reviewoftheshallowgeothermalenergyre-sourcesdevelopmentandutilization[J]．GeologyandExploration，2013，49(2)：0379-0383．虽然目前对浅层地温能资源的认识尚未统一，但是1浅层地温能概念的提出利用这种资源为建筑物进行供暖和制冷已开始盛浅层地温能作为一种积蓄在地下(0～200m)的行，自2004年

4、以来，我国地源热泵市场规模年增长无形自然资源，是地球深部的热传导和热对流与太率超过30％，远高于同期世界20％～22％的平均发阳辐射共同作用的产物。为地表以下0～200m深展速度，目前已跃居世界第二位(郑克楼，2012)。度内温度与距离地表1．5m处不被阳光直接照射情从节能、环保和可持续发展的角度看，浅层地温能已况下(百叶箱)的温度之间存在常年温差而形成的成为当前暖通界和地质系统共同关注的热点问题之能量，是两个状态不同的温度场之间存在的势能，又称作浅层地热能，属于地热资源的一部分(韩再生2国外浅层地温能开发利用概述等，2

5、007；卫万顺等，2008，2010)。浅层地温能具有可循环再生、清洁环保、分布广泛、储量巨大、埋藏较2．1国外开发利用现状浅、可就近开发利用等特点，作为化石能源的替代资浅层地温能概念在国外文献中尚未见到报道，源，可以减少污染物排放。但利用热泵技术开发利用浅层地温能资源已有近百目前关于浅层地温能资源在认识上还存在诸多年的发展历程。1948年第一台地下水源热泵系统争议，就目前来说主要有两大学术派别，一种观点是在美国俄勒冈州波特兰市联邦大厦运行(Hatten，蓄能的观点(王训昌，2007)，非可再生能源，在项目1992)，该

6、系统从设计开始就得到了广泛的关注设计和应用过程中必须考虑冷热平衡。另一种观点(Kroekereta1．，1954)。系统在建成的10年左右内认为，该可再生低温能源是太阳能和深层地热能综由于腐蚀和生锈而失效以及当时能源价格低廉等因素，从而导致热泵系统未能得到深入推广(knipeet合作用的结果(韩再生等，2007；卫万顺等，2008)。[收稿日期]2012—11一O1；[修订日期]2013一Ol一20_[责任编辑]郝情情。[基金项目]北京市优秀人才培养资助计划(20101)00201100000)和北京平原区浅层地温能资源

7、地质勘查项目(pxm2006—000—043289)资助。[第一作者]栾英波(1973年)，男，高级工程师，主要从事基础地质、城市地质、浅层地温资源研究。E—mail：lybdkch@126．corn379地质与勘探a1．，1985)。20世纪70年代末，由于世界石油危机，并申请了专利。1948年higersoll和Plass根据Kdvin欧美等国家再次关注地源热泵系统。如在美国能源线源概念，提出了地埋管传热的线热源理论，1950部的支持下，俄克拉荷马州立大学等研究机构对岩年用这种方法测量了土壤的导热系数(Hoopere

8、l土体的热物性、不同形式埋管换热器的性能进行了a1．，1950)，目前大多数地源热泵地埋管的设计皆以深入研究，解决了腐蚀等问题，提升了能源的利用该理论为基础。美国材料与实验协会(AmericanSo-率，使得地下水源热泵逐渐得到广泛应用。eietyforTestingandMaterials，1963，1992)19