浅层地温能最佳换热效率专题研究

华夏

山东省煤田地质局第二勘探队，

摘要：近些年，经济发展速度不断加快，资源消耗也越来越快，城市化建设期间，必须要努力构建资源节约型、环境友好型社会。浅层地温能具有较强的可再生性，是一种具有代表性的新能源，而且储量丰富，许多地方都有分布，当前的发展态势还是非常好的。但是，该能源在实际开发以及应用过程中依然存在许多问题，以至于开发利用效果很大程度上受影响。因此，本文就我国浅层地温能换热效率现状进行分析，并找出其在换热过程中存在的相关问题，在进行进一步研究分析的基础上，提出有效发展策略。

關键词：浅层地温能；换热效率；现状；问题；对策

浅层地温能能起到很好的环境保护作用，属于绿色环保能源，其可再生性也是非常强的，而且分布范围广，埋藏也不是很深，通过热泵技术可以将浅层低温能大量收集，日常供暖、制冷、制热方面都能得到有效利用。当前，国家正在大力倡导建设环境友好型和资源节约型社会，浅层地温能开发力度需要不断提高，而且其换热效率也要不断提高，尽可能控制污染物排放，有助于实现社会可持续性发展。

1.我国浅层地温能换热效率现状

浅层地温能受国家部门高度重视，近些年其开发技术也在不断提升。2005年~2010年期间，针对浅层地温能换热效率，国家有多次专门开展相应的现场经验交流会，并出台与之相关的各类文件，比如《浅层地温能资源评价规范》等，加大对浅层地温能推广宣传力度。就当前的发展来看，我国浅层地温能换热效率技术还有较大的可提升空间，但是其发展速度还是值得认可的。有数据统计，我国已经有30多个省市区都有建立浅层地温能开发项目，单位供热制冷用上浅层地温能的也已经超过3400个。而且，经过不断的研究，热泵技术也越来越高，在不断地推广下，其应用范围正在不断扩大，浅层低温能换热效率也将随之不断提升。

2.影响浅层地温能换热效率因素分析

（1）气候地质条件

我国南北方气候差异较为明显，浅层低温能使用也非常频繁，南方在夏季制冷，北方则在冬季供暖。对比热输入量，地表要比地缘热泵系统小很多。地下水径流不断地变化下，地下温度随之会上升，并出现局部蓄热现象，地源热泵制冷效率要想提升难度还是比较大的，并随之出现冷堆积现象。很明显，地质环境、地下水等都会影响到浅层地温能换热效率。

（2）关键技术因素

浅层地温能换热效率会在很大程度上受到地源热泵机组运行质量的影响，当然，这也是一大关键影响因素。因此，浅层地温能开发利用时，地源热泵技术需要有效利用起来，期间也会遇到技术方面的问题。目前，对于地源热泵制造，标准并没有统一，产品质量也得不到保障。而且，地源热泵技术还有很大的可提升空间，在某些项目上很难得到理想效果。因此，我国浅层地温能开发利用方面很大程度上受国外技术制约。

（3）节能环保因素

对于浅层地温能项目，在地下能源提取以及交换过程中，地下水充当媒介作用。地源热泵系统运行时，地下水必须要注入含水层，因此，对灌水技术也提出了越来越高的要求。为了能够节约成本，许多企业并没有按照技术要求进行，出现较为严重的水资源浪费现象。

3.目前我国浅层地温能换热效率存在问题分析

（1）初始阶段成本大

地源热泵技术用于开发浅层低温能是非常合适的，技术效益对项目开发经济效益以及社会效益都会有直接性影响。在项目路建设初期，土建、设备采购安装等都会有涉及到，需要花费大量成本，前期建设成本耗费过多，导致后期项目很难有序运行，换热效率也一直无法提升。

（2）地质环境重视较轻

正常情况下，地缘热泵系统土壤吸热量冬季会明显高于夏季，土壤冷热经常不均衡。地源热泵在长期使用之后，随着低温下降，原地层温度环境以及生物生长都会受到破坏，生态环境质量也会因此受影响。由于回灌技术水平较低，地下水回收以及补给不具有及时性，随之出现的水污染相关问题也越来越严重。

4.加强浅层地温能换热效率相关对策

（1）完善相关管理体系

浅层地温能开发利用过程中，相关设计部门需要做好协调工作，管理部门必须要明确分工，真正做到权责分明，将具体的责任落实到个人。而且要保护好地下水资源，努力提高环境监管工作质量。对于浅层地温能换热效率技术标准以及评价体系，相关部门必须要根据实际情况进行合理制定。市场准入机制需要视情况不断完善，从方案审批到项目运行，真正实现一体化服务，只有这样，浅层地温能产业才能真正实现可持续性发展。

（2）完善相关配套政策

首先，政府部门需要制定相关政策将配套措施做出进一步完善，不管是用地方面还是财税方面，工作的确定都要根据项目做好政策扶持力度进行，地方政府需要将国家政策充分有效利用起来，引进大项目，做好项目创新管理工作。其次，在技术研发以及创新方面，技术资源必须要做出进一步整合，就项目建设问题多进行技术方面的交流沟通，相互交流意见，加快示范项目建设速度。

（3）加强关键技术研发

首先，国家相关部门需要加快专业团队组织建立速度，岩土体热物性参数原位测试必须要保证所制定的技术标准具有合理性

，可以通过招标以及投标的方式，也可以与具有较强实力的企业以及相关机构多进行合作，相互之间多进行交流沟通，加大测试仪器开发力度，确保自主知识产权，这样在技术方面不会受到任何限制，努力实现项目开发效益最大化。其次，对于国外具有先进性的热泵技术，国家相关部门需要加大引进力度，做好消化、吸收方面的工作，而且要加大技术创新，将浅层地温能开发利用水平尽可能提高。

5.结论

总之，我国浅层地温能换热效率发展前景还是非常广阔的，只要不断提高浅层地温能开发利用水平，将会很大程度上提高我国经济效益以及环境效益。因此，在后期的发展中，我国相关企业以及部门需要注重浅层地温能开发利用，对其换热过程中存在的相关问题需要发现并做好相关的分析工作，从实际情况出发，采取有效的解决措施将存在的问题进行解决，只有这样，浅层地温能开发利用效益才会得到不断提升，做好各方面的环境保护工作，并不断提高城市低碳经济发展水平。

参考文献：

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[2]孙婉,周念清,黄坚,才文韬,王洋.地源热泵系统运行换热区内外地温场变化特征分析[J].太阳能学报,2017,38(10):2804-2810.

华夏 1982-07，汉，男，江苏镇江，山东省济宁市，272000，高级工程师，本科，地质调查与矿产勘查。