浅层地热能开发利用 - 范文中心

浅层地热能开发利用

07/10

浅层地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,主要蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水等的地质体中。

浅层地热能利用原理

冬季,地源水在地埋孔内吸取土壤热量后由地源循环泵送入地源热泵蒸发器放热,经热泵做功热量传递给冷凝器,降温后返回地埋孔再次吸热。用户循环水吸取冷凝器热量达到供暖温度后,由用户循环泵供给采暖用户。末端形式可以选用地板辐射采暖或风机盘管供暖。 夏天,地源水在地埋孔内将热量释放给土壤后由地源循环泵送入地源热泵冷凝器,地源水吸热后返回地埋孔再次向土壤放热。用户循环水经热泵做功将热量释放给热泵蒸发器,降温后由空调循环泵供给空调制冷用户。

电话:(0531)88596377

传真:(0531)88596375

地址:济南市二环东路4739号(济南市甸新东路18号)

电话:[1**********]5 手机:[1**********] 联系人:刘丰武

正在施工的三和里花园

名称:临沂市三和里花园小区(地区级示范工程)

详细信息:项目采用地埋管地源热泵系统为该住宅小区的空调和采暖系统提供冷热源。 项目共分三个区,总建筑面积约11万平方米。

PE地埋管

浅层地热能的优点

地源热泵系统,具有系统自成体系,控制灵活、方便,年度运行费用低,采用地源热泵系统开发利用浅层地热能对建筑物进行供暖空调,具有取用方便、无污染、运行费用低等特点。浅层地热能是理想的“绿色环保能源”,热泵技术是“绿色环保技术”,其主要优势及优点: ⑪适用地区范围广、应用领域广。

⑫资源可持续利用。采用地源热泵系统开发利用浅层地热能对建筑物进行供暖空调,冬季从底层中取出热量给建筑物供暖,夏季吸收建筑物的热量释放到地层中储存,这样,全年中建筑物冬季采暖所需的热量,总体上可与来自地球内部的传导热量和夏季储存的热量平衡,使浅层地热资源能够实现可持续利用。

⑬高效节能。由于浅层地温略高于当地平均气温,比较恒定,冬季供热时温度比环境温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比提高;夏季供冷时,温度比环境温度低,冷却效果提高,机组效率也提高。地源热泵的制冷制热系数可达4.0以上,即产生的热量仅需要1/4的电能,其它3/4的能量来自大地中免费的可再生能源。

⑭无环境污染。地源热泵运行时,除了消耗少量的电能外,需要的仅仅是与地下岩土层进行热量交换的循环水或其它液体,基本不消耗水、不排泄废物,不对周围环境产生任何污染。

⑮运行费用低(表1)。维修量少、自动化程度高,运行费一般只相当于普通供暖空调费用的30—70%。

⑯一机多用,用途广泛、使用寿命长。一套地源热泵机组就可以实现供热、供冷和生活热水供应,可代替原来的锅炉加空调及生活热水加热装置三套系统,省去了燃气、煤及锅炉的使用;机组紧凑节省空间,减小了一次性投资;机组寿命长,平均可运行20年以上。

⑰运行灵活、稳定可靠、易于管理。

热泵机组运行更可靠,保证了系统的稳定性和高效性,同时也自然地消除了空气源热泵的冬季除霜等难点问题。热泵机组无燃烧过程,从根本上消除了燃烧、爆炸的隐患。

⑱本系统技术成熟,运行操作简单,应用工程较为广泛,节能效果明显,社会经济性良好。

地源热泵测试方法简介

地源热泵是浅层地热资源应用的主要途径。对于地源热泵系统,地埋管换热器设

计是其重点,设计偏小导致系统运行效率降低,费用增加,甚至无法正常启动,也

就无法实现节能的目标;而设计偏大则造成系统初投资增加,影响系统经济性。因

此做好地埋管换热器换热能力前期勘察工作非常重要。目前针对地埋管换热器换热

测试的方法有稳定热流法和稳定工况法,稳定热流法向地埋管换热器提供稳定的加 热量或制冷量,记录地埋管换热器进出水温度的响应情况,进而利用测试数据计算 岩土体的热物性参数,该参数可作为地埋管换热器设计依据;稳定工况法是建立稳 定的地埋管换热器冬季或夏季运行工况,通过控制系统实时调节加热量或制冷量, 从而达到运行工况和换热量都准稳定的状态,该状态下地埋管换热器在测试工况下 的换热量即为该地埋管换热器的换热能力。

两种测试方法各有优缺点,稳定热流测试能够获得岩土体热物性参数,进而设计 地埋管换热器。该方法的缺点是:⑪测试数据计算岩土体热物性参数需要通过数学

模型计算,目前国内没有专门的计算软件,因此只能通过一些辅助软件(Excel、Origin 等)分析,不容易掌握,由于模型存在适用性问题,计算结果不够准确;⑫计算出 热物性参数后仍然需要通过数学模型设计地埋管换热器,需要配套专门的设计软件, (国内没有比较通用的软件,通常使用国外的软件,比如Transys、GLD等,价格较 高),由于同样存在模型的适用性问题,地埋管换热器设计结果不准确,同时两次模 型计算易引起误差叠加,也将导致计算结果不准确。优点是:⑪设备简单;⑫可针 对建筑动态负荷进行地埋管换热器模拟。稳定工况测试是华清集团于2006年提出的。 该方法的优点是:⑪测试数据针对地埋管换热器的实际运行工况,计算结果更符合 实际;⑫不需要复杂的计算模型,也就不存在模型的适用性问题,测试数据可直接 获得地埋管换热器在测试工况下单位长度的换热量,地埋管换热器负荷直接除以该 换热量即可计算地埋管换热器数量,测试数据分析简单、可靠、准确且分析和计算 易于操作。缺点是:⑪设备复杂;⑫不能针对建筑动态负荷进行地埋管换热器模拟。

车载式是功能最强大的地埋管换热器测试设备, 它将测试设备安装与厢式货车的轿厢内, 设备运行环境更稳定。由于空间足够,车载式测试仪配备了电阻率测井仪。

⑪参数指标

电源:380V、20kW

移动设备:,4220×1880×1995mm,单排,最大时速120km/h,

核定载重量1.75t功率:总制热23kW,总制冷10kW

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水泵:变频,流量8m/h,扬程32m

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流量:0.2级电磁流量计,工作范围0~8m/h

温度传感器:Pt1000,A级

自控:ABB变频器,西门子或施耐德PLC,触摸屏,

注:所有高、低压电器元件、管路配件、电力配件、辅材均选用国内、外高品质产 品

⑫功能

① 岩土体初始温度测试

可采用无功循环法测试岩土体初始温度测试,另外系统预留10组温度扩展 接口,可采用垂向埋设传感器法测试;

② 稳定热流模拟试验

可进行恒定热量和恒定冷量两种稳定热流测试;

③ 稳定工况模拟试验

可进行冬季工况和夏季工况模拟测试;

④ 间歇运行试验

该试验在稳定工况模拟测试的情况下,调整系统的工作和停机时间(结合建筑功 能要求的运行时间),从而测定在间歇运行情况下每延米地埋管换热器的放、吸 热能力;

⑤ 地层温度恢复测试

地层温度恢复测试是在地埋管换热器进行完稳定工况测试后,监测地层温度变 化,该温度变化即为地层温度的恢复状态。通过地层温度恢复测试,可分析春、 秋过渡季节地层温度的恢复状况; ⑥ 稳定热流+稳定工况联合试验

系统可在同一试验孔进行稳定热流(恒定热量)和稳定工况(夏季工况)的联合 试验,从而可以根据一组试验确定当地岩土体的热物性参数等热物性参数和夏季 地埋管换热器的换热能力;

⑦ 多孔联合试验及热干扰试验系统加热功率足够大,可进行2~6孔的联合试验,从而 分析多孔布 置地埋管换热 器的换热能力的变化,并可进行热干扰试验,分析换热 孔间热干扰现象; ⑧ 水泵变频控制

可根据要求实现定流量、定频率和定温差控制; ⑨ 电阻率测井

系统配备了电阻率测井仪,可用于测定项目地地层岩性,用于评估项目地的地质 条件可行性; ⑩ 其他

系统具有缺、错相(电压)、高压(氟路)、低压(氟路)、过流(电流)、流量过 低(水路)、过热等保护功能,该测试仪可通过触控系统操作,也可采用笔记本 电脑进行组态监控和操作。

全自动控制无人值守;数据自动记录,可实时打印或者输出为电子文档;系统带 有密码保护功能和故障报警功能。

山东省第一地质矿产勘查院地热勘察开发研究所是中国能源研究会地热专业委员会的会员单位。其前身为大型矿区水文工程地质普查勘探及矿区突水综合设计施工专业队伍;八五年以后,为拓宽业务领域,开展了综合水文工程地质勘察施工工作;九十年代以来,我所在地热领域的勘察、开发、研究和地质灾害调查评价等方面有了长足的发展并取得了丰硕的成果。

我所在地质条件复杂、成热条件特殊的地区寻找地热,有较丰富的勘察开发经验,且成功地在这些地区打出了许多地热井。特别是在一些前人判定无水、无热和地质构造复杂的地区打出了高产水井或地热井。这不仅为当地政府和企业开拓了一个新的产业领域,同时也为我们自己取得了丰硕的地热地质勘探成果。 ■专业技术队伍概况

我所现有职工31人。其中高级工程师10人,工程师16人,助理工程师3人,技术员2人,专业技术力量雄厚。另外,我院特聘请中国地热专业委员会、北京大学、济南大学以及山东科技大学等单位的高级工程师组成专家顾问组,进行技术咨询与指导工作。 ■专业服务领域

我所专业技术服务范围包括:地热资源普查与勘探、地热水开发与利用、浅层地热能开发利用、水文地质勘查、民用水井定位、水源地勘察施工、矿泉水井的勘探开发与水质评价、工程地质勘察与施工、大型矿区突水治理工程、建设用地地质灾害评估、建设用地压覆矿产资源调查、环境地质勘查、农业地质调查、土工试验等。

■近年来部分工作成果 □地热资源普查与勘探

我院近年来在地热勘查中取得了丰硕的成果,其优良的信誉和履约能力,赢得了甲方的一致好评,为我省的地热资源开发利用做出贡献。

1、山东省肥城市安驾庄镇东赵庄地热井(1994—1995年)

井深340.45m,井底最高水温72.6℃,出水量98.03m/h,偏硅酸、氟、氡等微量元素的含量均达到医疗矿水浓度,该次勘查提交了详查报告。

2、山东省泰安市岱道庵村委地热井(45℃)(1996年) 3、山东省济南北部地热普查(1997年)

4、山东省菏泽地区鄄城地热普查(1996—1997年)

探采结合井于1997年底竣工,井深1229.12m,出水口水温55℃,水量120m/h,为氟、偏硅酸、锶医疗矿泉水。该井是一眼高产优质地热井,也是鲁西南第一眼地热井。 5、山东省菏泽市开发区南华地热井(1998年)

该井为一眼高产优质地热井,井深1530m,出水口温度53℃,水量110m/h,为氟、偏硅酸医疗矿泉水。 6、山东省肥城地热资源普查(1998年) 7、山东省临沂市罗庄区地热普查(1999年) 8、山东省滕州市地热普查(1999年) 9、山东省临沂市兰山区地热普查(1999年) 10、山东省高青县地热资源普查(2001年) 11、山东省济阳县开发区匡山地热井(2001年) 井深3515m,出水口温度103℃。

12、山东省泰安市桥沟地热资源普查(2002—2004年)

该项目施工的DR1号井,井深120m,揭露的热储层为花岗闪长岩断裂破碎带,降深7m,单井涌水量60m/h,水温37℃。这在该地区泰山岩群分布地带寻找地热资源是一个突破。 13、山东省陵县地热资源普查(2003年)

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14、山东省聊城市唐庄地热资源普查(2003—2004年)

施工的地热井井深1222.51m,降深62.05m,单井涌水量为65m/h,出水口水温50℃。 15、山东省聊城市东昌府区魏庄地区地热普查(2003—2004年)

施工的地热井井深1591.88m,单井涌水量为67.64m/h,出水口水温54℃。 16、山东省聊城市孔堂地热资源普查(2004年)

施工的地热井井深1534.80m,抽水降深43m,单井涌水量为69.28m/h,出水口水温58℃。 17、山东省聊城市东昌府区薛庄地区地热普查(2004—2005年)

施工的地热井井深1606.67m,单井涌水量为52.16m/h,出水口水温50℃。 18、鲁西经济区(黄河以南)地热资源综合调查评价(2004—2005年) 19、山东省东阿县地热资源调查(2005—2006年)

20、山东省东平县张河桥地区地热资源普查(2005—2007年) 21、山东省聊城市东昌府区邵屯地区地热资源普查(2006—2007年) 22、山东省高青县南部地区地热资源调查评价(2007—2008年) 23、山东省临朐盆地高家店地区地热资源调查评价(2007—2008年) 24、山东省海阳市西部地区地热资源调查评价(2007—2008年) 25、山东省泰安市岱岳区桥沟地热资源详查(2007—2008年)

施工的地热井一眼,井深468m,抽水降深20m时,单井涌水量为64.28m/h,出水口水温41.1℃。 26、淄博塑工置业股份有限公司地热井(2008.3)

施工的地热井井深1701.01m,单井涌水量为74.19m/h,出水口水温64℃。 27、淄博锶源地热利用咨询服务有限公司地热井(2008.7)

共施工两眼地热井,其中DR1井深1665.35m,单井涌水量为32.51m/h,出水口水温66℃;DR2井深1603m,单井涌水量为46.15m/h,出水口水温53℃。

28、山东省高青县民主街地区地热资源普查(2008.10)

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施工两眼地热井,其中LH1井深1601.58m,单井涌水量为84.63m/h,出水口水温74℃;LH2井深1601.98m,单井涌水量为79.30m/h,出水口水温74℃。 29、山东省临沂市北城新区地热资源普查(2009.4)

施工地热井两眼,其中DR3井深2157m,单井涌水量为17m/h,出水口水温45℃;DR1井深2258m,单井涌水量为50m/h,出水口水温52℃。偏硅酸、氟、锶等微量元素的含量均达到医疗矿水浓度或矿水命名浓度,该次勘查提交了详查报告。

30、山东省临朐县东城区泥沟子地区地热资源普查 施工地热井一眼,井深1517m。

31、山东省高靑县苗家地区地热资源普查(2009.6)

施工地热井一眼,井深1630m,单井涌水量为82m/h,出水口水温73℃。 32、山东省高靑县官庄地区地热资源普查(2009.8)

施工地热井一眼,井深1600m,单井涌水量为93.18m/h,出水口水温72℃。 33、山东省沂水县许家湖地区地热资源普查

施工地热井两眼,其中DR1井井深1404.89m,单井涌水量为14.48m/h,出水口水温31.6℃;DR2井井深1131m,单井涌水量为61m/h,出水口水温40.5℃。。

综上所述,我院自上世纪90年代初至2009年,先后在全省各地完成几十个地热勘查项目,勘查的热储类型多样,在地热资源普查方面积累了较多的经验,也为继续承揽同类项目打下了坚实的基础。

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电话;[1**********]1 手机[1**********] 联系人;张诚

地源热泵及应用优势

地源热泵(Ground-source Heat Pump)--利用大地(土壤、地下水)作为热源,对建筑进行空气调节的技术。冬季通过热泵将大地中的低位热能提高品位对建筑供暖,夏季通过热泵将建筑内热量转移到地下,对建筑进行降温。

地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文献中,在20世纪50年代就已在一些北欧国家的供热中得到实际应用。

在美国,50年代开始发展;80年代开始受到行业的重视;90年代开始迅猛发展;到1999年安装量达到了50万台。即民用数量年增长率达到15%,商业用户数量增长率达到38%。 [地源热泵]空调工程新趋势:

高效节能--运行费用仅为传统中央空调的40~60%。

安全可靠--地下换热管采用高密度聚乙烯管,寿命长达50年。 节省投资--初期投资大,但运行费用低,投资回收期短。

环保零污染--不需锅炉房,也就没有了煤、油污染;地下管路密闭,无任何地下水污染。

使用范围广泛--既可制冷,又可制热,不需必备集中供热,不需必备地下水,不需必备较大室外面积,凡电力到达的地方,都可应用。 地源热泵系统

是一种安全性要求非常高的管路系统。

地源热泵系统在国内普遍采用的配置形式是垂直埋管,垂直埋管在地层中垂直钻孔(埋管深度在地下200米以内,也可利用混凝土桩基埋管)的一种配置形式。由于管材埋地深,运行后不便于维修,因此地源热泵系统对管材材质的各项性能指标均有很高的要求。 地源热泵管材 专业的系统配套

我公司在管材、管件的制造过程中,自始至终坚持执行ISO标准,和严格的出厂检测制度,确保管道系统质量。

安全的连接方式

采用热熔连接和电熔连接,安全可靠无泄漏。

试验证明,优派普地源热泵PE管具有优异的耐剥离强度性能。(剥离脱粘试验—ISO13954,压挤脱粘试验—ISO13955)

转轮除湿机/低露点空调机组-杭州捷丰除湿制冷技术有限公司


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