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淺層地溫能

2008/6/18 9:22:33 人評論 次瀏覽 分類:會議與活動(dòng)

作者:文/劉永青  

      

    井水冬暖夏涼是許多人都熟悉的一個(gè)生活常識。這是因?yàn)閺牡乇硐蛳碌竭_(dá)一定深度(常溫層),其溫度就不受外界氣溫的變化而改變。到達(dá)常溫層的深度因地而異,一般來說在地下30m左右。例如,南京地區(qū)的夏季最高溫度可達(dá)三十七八度,冬季最冷的時(shí)候則在零下六七度,但地下常溫層卻常年保持在十五六度。常溫層與外界氣溫間之差存在的能量就叫做淺層地溫能。如果對其進(jìn)行開發(fā)利用,夏季可以用來制冷,冬季又可以用來供熱,實(shí)在是兩全其美。

 

    地溫能開發(fā)現(xiàn)狀

 

    淺層地溫能在過去一直被人們所忽視,但隨著能源的大量消耗,開發(fā)地溫能技術(shù)和設(shè)備的不斷完善,使得淺層地溫能的采集、利用已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。開發(fā)利用淺層地溫能已成為整個(gè)國際地?zé)峤绲陌l(fā)展方向。

    美國從1985年以來,淺層地溫能開發(fā)每年以超過10%的速度增長,目前家庭采用淺層地溫能供暖(冷)的建筑占商用建筑的19%,占當(dāng)年新建筑的30%。

    在我國,目前北京市采用淺層地溫能供熱的建筑物總面積達(dá)800m2。1999年以來,北京市地勘局建成了全國最大的地?zé)峒訜岜霉┡?xiàng)目——北苑家園;國內(nèi)最大的地源熱泵系統(tǒng)工程——石油化工管理干部學(xué)院地源熱項(xiàng)目;全國最大的燃煤鍋爐改為水源熱泵供暖項(xiàng)目——北京友誼醫(yī)院項(xiàng)目。從近幾年北京市地勤局采用淺層地溫能供熱(冷)工程實(shí)施情況分析,使用淺層地溫能不僅環(huán)保,而且在使用過程中“只用熱不用水”,最大限度地減少對地下水的依賴,避免造成地下水交叉污染、地面不均勻沉降等問題。目前,北京市采用淺層地溫能技術(shù)的供暖(冷)建筑面積每年以15%~20%的速度增長。

 

    儲量大且再生迅速

 

    通常所說的開發(fā)地?zé)崮苤傅氖堑貧ど顚拥牡責(zé)?,但是深層地?zé)岵⒉粡V泛存在,只在少部分地?zé)岙惓^(qū)才有。相反,淺層地溫能分布廣泛,再生迅速,開發(fā)利用投資少且價(jià)值大,符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

    據(jù)專家測算,我國地層以下近百米內(nèi)的土壤,每年可采集的地溫能量是目前發(fā)電裝機(jī)容量的3750倍。

    北京市地勤局負(fù)責(zé)人介紹,使用地能熱泵技術(shù)開發(fā)利用淺層地溫能的節(jié)能效果十分明顯。

運(yùn)行費(fèi)用較低,全部被調(diào)查的項(xiàng)目均低于燃油、燃?xì)夂碗婂仩t供暖價(jià)格,63%的項(xiàng)目低于燃煤供熱的供暖價(jià)格。而且就地取能,不向大氣排放燃燒廢物,實(shí)用性強(qiáng),應(yīng)用前景廣闊。

 

現(xiàn)行的二種熱泵技術(shù)

 

    開發(fā)淺層地溫能的熱泵技術(shù)包括水源熱泵和地源熱泵。地質(zhì)條件較好,淺層地下水豐富且容易回灌,可采用水源熱泵;地質(zhì)條件不好,可采用地源熱泵。

水源熱泵技術(shù)是指抽取與地層相同溫度的地下水,并通過機(jī)組與抽取的地下水進(jìn)行換熱。在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中,實(shí)現(xiàn)制冷;在冬季,則從水源中提取能量供暖。根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷及需水量的大小,地層的出水能力和回灌能力來設(shè)計(jì)抽水井和回灌井的數(shù)量。在這過程中,水源水經(jīng)過熱泵機(jī)組后,只是用于交換熱量,水質(zhì)不發(fā)生變化。地源熱泵技術(shù)以土壤作為熱源和熱匯,通過埋于地下注滿循環(huán)液的換熱器與土壤進(jìn)行冷熱交換,并根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷量的大小、地層的導(dǎo)熱能力來設(shè)計(jì)換熱孔的形式、數(shù)量和深度。只要有少量的電能,基本上所有地區(qū)都能使用地源熱泵。在平原地區(qū)鉆土施工換熱孔比較容易,成孔費(fèi)用較低;在山區(qū),鉆取巖石或礫石層所需的費(fèi)用就要高些。

    2006年下半年,我國首次淺層地溫能開發(fā)利用研討會將在北京召開。專家認(rèn)為,采集大自然低溫可再生熱能特別是淺層地溫能是新世紀(jì)取代傳統(tǒng)供暖(冷)方式最為現(xiàn)實(shí)、最有前途的技術(shù)措施。

    神奇的自然從來沒有像今天這樣,給人類這么多的啟迪和智慧;人類也從來沒有像今天這樣視野壯闊,心胸博大;人類認(rèn)識自然的速度和廣度,也從來沒有像現(xiàn)在這樣的飛躍和廣闊。那些億萬年就存在的能源,正等待著人類的開發(fā)。

    地球上的風(fēng)能資源是水能的10倍,高達(dá)每年53萬億千瓦時(shí);太陽能每年向地球提供輻射能高達(dá)1.05 ×1018千瓦時(shí),相當(dāng)于1.3×106億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;只要有水就會制造出氫能,而在我們生活的這個(gè)星球上,水占了23;生物質(zhì)能更是用之不竭,全球生物質(zhì)資源高達(dá)100億噸干物質(zhì),目前,全球生物質(zhì)年產(chǎn)量約為全球總能耗的610倍。

    在我國,風(fēng)能擁有量居世界第二,太陽能擁有量居世界第一,生物質(zhì)能擁有量居世界前列……我們要充分利用蒼天給予我們的能源財(cái)富,化解能源危機(jī)。

 

 

 

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