地熱能是地球內部產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℃, 在當前技術經濟條件下具備開發(fā)利用價值的地熱能。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(wěn)定, 開發(fā)技術臻于成熟, 目前已經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, 淺層地熱能利用技術逐步得到推廣, 日益受到人們的重視, 成為目前地熱能利用新的增長點。

    相關地熱專家介紹：開發(fā)利用淺層地熱能必須以地質勘查評價為基礎。對于土壤源換熱系統(tǒng), 需要掌握一定區(qū)域內地熱承載力、地溫場特征、巖土體熱傳導系數等參數, 土壤源換熱系統(tǒng)的設計要根據淺層地熱資源所賦存的地熱地質條件而定。地下水換熱系統(tǒng)需要有豐富和穩(wěn)定的地下水源作為保證, 水文地質條件必須適合于同層回灌。

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

    區(qū)域淺層地熱能調查：

    區(qū)域淺層地熱能調查的目的是查明區(qū)域淺層地熱能資源數量、質量以及分布規(guī)律, 進行開發(fā)利用區(qū)劃, 為淺層地熱能可持續(xù)利用提供依據。淺層地熱能調查評價的范圍一般按照行政區(qū)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(qū)域淺層地熱能調查應在充分利用現有水文地質、工程地質等資料的基礎上, 補充巖土體熱物性、水文地質、巖土工程地質工作, 進行鉆探和試驗。在調查工作實施之前, 必須進行充分的前期論證工作, 按要求編寫設計書。設計書的主要內容應包括: 目的、任務、地理概況、區(qū)域地質、水文地質和工程地質條件、研究程度及存在主要問題、工作布置及工作量、技術路線、淺層地熱能資源計算與評價方法、人員組成、設備、工作計劃、試驗及鉆探施工設計、經費預算、預期成果和提交報告時間等。

    區(qū)劃應按地下水換熱系統(tǒng)、土壤源換熱系統(tǒng)兩種開發(fā)利用方式進行適宜性分區(qū), 其適宜性分區(qū)分為: 適宜區(qū)和不適宜區(qū), 根據經濟技術條件、地質條件、水文地質條件、工程地質條件和開發(fā)利用需求綜合評定劃分。應根據適宜區(qū)分區(qū)確定淺層地熱資源的評價方法、評價面積和計算參數, 且只計算適宜區(qū)的資源量。評價面積應扣除建筑、道路等不宜進行地下換熱工程的占地面積。對于占用農田耕地取熱應進行專門的生態(tài)環(huán)境影響評價后, 才能劃定適宜區(qū)。區(qū)域淺層地熱能調查成果, 為淺層地熱能開發(fā)規(guī)劃和地源熱泵工程勘查提供依據。

    地源熱泵( 地下換熱系統(tǒng)) 工程淺層地熱能勘查：

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

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

    其次，為了查明場地水文地質條件或巖土體的性質和分布, 需要鉆勘探孔、采取巖土試樣或進行原位熱傳導試驗時, 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。布置勘查工作時應考慮勘查過程對工程和自然環(huán)境的影響, 防止對地下管線、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(tǒng)淺層地熱能勘查應在地下換熱系統(tǒng)方案設計前進行, 對工程場區(qū)巖土體中淺層地熱能條件進行勘查。土壤源換熱系統(tǒng)淺層地熱能勘查其主要工作內容應符合下列規(guī)定: 查明場地巖土層的巖性、結構、地下水賦存狀況。

    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(qū), 應查明凍土層厚度。查明場地巖土體的含水率、密度、比熱、導熱系數、溫度。提供滿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的影響, 提出埋管方式、施工方案的建議。

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