淺層地熱能地源熱泵勘查的重要性

    地熱能是地球內部產(chǎn)生的儲存在地表以下的熱量。淺層地熱能是指地表以下一定深度范圍內 ( 一般為恒溫帶至 200m 埋深) , 溫度低于 25℃, 在當前技術(shù)經(jīng)濟條件下具備開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的地熱能。淺層地熱能是地熱資源的一部分。淺層地熱能是賦存在地球的表層巖土體中的低溫地熱資源。

    淺層地熱能資源豐富, 分布廣泛, 溫度穩定, 開(kāi)發(fā)技術(shù)臻于成熟, 目前已經(jīng)廣泛應用于供暖和空調制冷, 是一種很好的替代能源和清潔能源。近10年以來(lái), 淺層地熱能利用技術(shù)逐步得到推廣, 日益受到人們的重視, 成為目前地熱能利用新的增長(cháng)點(diǎn)。    地大熱能地源熱泵供暖事業(yè)部專(zhuān)家介紹：開(kāi)發(fā)利用淺層地熱能必須以地質(zhì)勘查評價(jià)為基礎。對于土壤源換熱系統, 需要掌握一定區域內地熱承載力、地溫場(chǎng)特征、巖土體熱傳導系數等參數, 土壤源換熱系統的設計要根據淺層地熱資源所賦存的地熱地質(zhì)條件而定。地下水換熱系統需要有豐富和穩定的地下水源作為保證, 水文地質(zhì)條件必須適合于同層回灌。

    在建設地下水換熱系統時(shí), 需要避免不同含水層之間的水質(zhì)污染、熱污染問(wèn)題的發(fā)生。建設地下水換熱系統的地下水井應避開(kāi)地下水水源地保護區和地下水嚴重污染的區域。目前, 在建設淺層地熱能利用系統前大多數沒(méi)有開(kāi)展地熱能資源勘查和環(huán)境影響評價(jià), 從而造成能源利用效率不高, 部分淺層地熱能利用系統工程出現了明顯的環(huán)境安全隱患。    區域淺層地熱能調查：

    區域淺層地熱能調查的目的是查明區域淺層地熱能資源數量、質(zhì)量以及分布規律, 進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用區劃, 為淺層地熱能可持續利用提供依據。淺層地熱能調查評價(jià)的范圍一般按照行政區或自然單元, 根據當地對淺層地熱能資源利用與管理的需要確定。

    區域淺層地熱能調查應在充分利用現有水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等資料的基礎上, 補充巖土體熱物性、水文地質(zhì)、巖土工程地質(zhì)工作, 進(jìn)行鉆探和試驗。在調查工作實(shí)施之前, 必須進(jìn)行充分的前期論證工作, 按要求編寫(xiě)設計書(shū)。設計書(shū)的主要內容應包括: 目的、任務(wù)、地理概況、區域地質(zhì)、水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件、研究程度及存在主要問(wèn)題、工作布置及工作量、技術(shù)路線(xiàn)、淺層地熱能資源計算與評價(jià)方法、人員組成、設備、工作計劃、試驗及鉆探施工設計、經(jīng)費預算、預期成果和提交報告時(shí)間等。

    區劃應按地下水換熱系統、土壤源換熱系統兩種開(kāi)發(fā)利用方式進(jìn)行適宜性分區, 其適宜性分區分為: 適宜區和不適宜區, 根據經(jīng)濟技術(shù)條件、地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件和開(kāi)發(fā)利用需求綜合評定劃分。應根據適宜區分區確定淺層地熱資源的評價(jià)方法、評價(jià)面積和計算參數, 且只計算適宜區的資源量。評價(jià)面積應扣除建筑、道路等不宜進(jìn)行地下?lián)Q熱工程的占地面積。對于占用農田耕地取熱應進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的生態(tài)環(huán)境影響評價(jià)后, 才能劃定適宜區。區域淺層地熱能調查成果, 為淺層地熱能開(kāi)發(fā)規劃和地源熱泵工程勘查提供依據。    地源熱泵( 地下?lián)Q熱系統) 工程淺層地熱能勘查：

    勘查的目的是為地下?lián)Q熱系統提供可靠的利用淺層地熱能的依據。地下?lián)Q熱系統工程淺層地熱能勘查范圍的確定需要綜合考慮地質(zhì)條件、地熱地質(zhì)條件和建筑工程需求, 勘查范圍應大于擬定換熱區。

    首先，該調查收集已有的地熱地質(zhì)、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、水井、勘探孔及當地地溫、氣象、水文及凍土層資料。調查場(chǎng)地空間狀況及淺層地熱能資源開(kāi)發(fā)利用條件, 選擇適宜的地下?lián)Q熱系統。

    其次，為了查明場(chǎng)地水文地質(zhì)條件或巖土體的性質(zhì)和分布, 需要鉆勘探孔、采取巖土試樣或進(jìn)行原位熱傳導試驗時(shí), 可采用鉆探、井探和地球物理勘探等。勘探方法的選取應符合勘查目的和巖土體的特性。布置勘查工作時(shí)應考慮勘查過(guò)程對工程和自然環(huán)境的影響, 防止對地下管線(xiàn)、地下工程和自然環(huán)境的破壞。鉆孔、坑探、釬探和探槽完工后應妥善回填。    再次，土壤源換熱系統淺層地熱能勘查應在地下?lián)Q熱系統方案設計前進(jìn)行, 對工程場(chǎng)區巖土體中淺層地熱能條件進(jìn)行勘查。土壤源換熱系統淺層地熱能勘查其主要工作內容應符合下列規定: 查明場(chǎng)地巖土層的巖性、結構、地下水賦存狀況。

    最后，查明巖土層的導熱性能、換熱效率、導熱系數、溫度, 確定恒溫帶的深度和溫度。凍土地區, 應查明凍土層厚度。查明場(chǎng)地巖土體的含水率、密度、比熱、導熱系數、溫度。提供滿(mǎn)足設計施工所需的熱物性參數, 確定巖土層換熱能力, 預測淺層地熱能換熱量。若條件許可, 則應確定不同換熱量對地溫場(chǎng)的影響, 提出埋管方式、施工方案的建議。

    地大熱能地源熱泵供暖事業(yè)部專(zhuān)家溫馨提示：地源熱泵工程效益評估根據工程項目初投資和運行費用, 采用現金流量表法計算出靜態(tài)和動(dòng)態(tài)投資回收期。同時(shí), 還應計算出投資項目的財務(wù)內部收益率、財務(wù)凈現值與凈現值率等經(jīng)濟性參數。全面評估工程項目的投資收益。效益對比根據當地油、氣、煤等價(jià)格, 分別估算燃氣鍋爐供暖、燃煤鍋爐供暖和燃油鍋爐供暖的初投資和年運行成本, 并與淺層地熱能利用地源熱泵工程供暖與供冷的總成本進(jìn)行效益對比。    湖北地大熱能科技有限公司由中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）組建，聚集了十大優(yōu)勢學(xué)科領(lǐng)域（地質(zhì)學(xué)、礦產(chǎn)勘查、地球物理、地球化學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地理信息系統、管理科學(xué)與工程、旅游資源管理）三十多位專(zhuān)家學(xué)者，定期研討地熱科學(xué)問(wèn)題、問(wèn)診地熱實(shí)際難題，在地（水）源熱泵換熱不夠、冷熱不均、填充不實(shí)、漏水、土壤溫度過(guò)低、井深不夠、水質(zhì)不好、回灌量小、含沙量大造成塌陷等問(wèn)題有著(zhù)豐富的經(jīng)驗及客戶(hù)案例。