浅层地温能开发利用管理的有效措施

罗楷

摘要：阐述了浅层地温能开发利用前景，分析了目前开发利用中存在的问题.并提出了浅层地温能开发利用区有效管理方式.包括从绿化种植在地埋管埋设场地的管理、建设对象和使用对象的选择以及优先顺序、地埋管和地下水地源热泵的工艺技术等方面，希望为相关工程提供借鉴。

关键词：浅层地温能;开发利用;地埋管

中图分类号：TK529文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）14-0205-02

1引言

在地表以下200m的范围内的地下水或是地下土壤中蕴藏着极具开发价值的地温热能，这便是浅层地温能。在采集地温热能时通常采用热泵技术，然后将采集来的地温热能用来制冷或是供暖。浅层地温热能作为一种可再生能源，其优点包括在较浅的地層埋藏、拥有大储量、可就近开发利用、分布较为广泛并具有环保清洁的作用等。

2开发利用前景

当前，世界各国为了逐渐走向生态文明之路并有效实现可持续发展，越来越重视“低碳经济”的发展。2009年世界气候大会在哥本哈根举行，中国政府关于减排的承诺，充分展示了中国谋发展、促合作、负责任的大国形象。目前，“低碳”正成为国民的共识.那么我国在当前的热点议题便转向了怎样通过产业结构的有效调整以及经济的快速发展来实现“低碳减排”的目标。为了将我国社会经济的发展能力有效提升，“低碳竞争力”是一个关键点。

在我国对浅层地温能的开发程度仍处于起步时期，但是在国外。其早已被广泛开发并使用。它作为一种可再生的绿色能源而被越来越多的国家重视起来，其发挥的作用也较为显著，因此在近期，我国极力促进与发展开发利用浅层地热能。在我国经常使用浅层低温能来提供制冷与供暖，举例来讲在沈阳浅层地温供给的建筑超过了4300万m²，而在北京地源热泵系统使用在众多标志性工程之中，如奥运村以及国家大剧院等等。

浅层低温能可有效促进节能减排并对资源与能源的短缺问题给出有效的解决方式，因此人们越来越关注如何正确开发并使用。我国为了更加科学地使用并开发浅层地温能，在2011年由中国地质调查局牵头，对我国各省会城市浅层地温能开展调查评价工作，对我国开发浅层地温能的实际情况进行了解与掌握，并对浅层地温能资源量进行了简单评价、适宜性区划。在浅层地温能的开发利用上，将部分动态监测点与示范工程建立起来，更加规范合理科学地开发浅层地温能。

3浅层地温能开发利用问题

地下水以及地埋管地源热泵系统两种形式是浅层地温能的关键利用形式。在国内，部分问题仍存在于众多工程运行、施工以及设计的进程巾，导致项目高投资以及效率不高的现象存在于地源热泵巾，从而使节能工程并未真正意义上发挥其节能的功效。不能完全回灌抽取地下水的问题出现在地下水水源热泵，建筑物便可能因此地下水被持续抽取而出现沉降的隐患，会极大的影响水质以及地下水温度场;而不合理的机组选型问题出现在地埋管地源热泵系统，便会造成在冬夏地下换热器交替之时不均匀负荷的现象。本文对浅层地温能开发利用区管理原则进行系统的探讨与研究。将可靠的建议提供在运行、施-_亡以及设计地源热泵系统的进程中。

4浅层地温能开发利用区的有效管理方式

（1）将绿化种植用在地埋管埋设场地上面，但是像是乔木等植物最好不要布置上方，若乔木是绿化布置中必不可少的植物，为了减少损害地埋管，应在乔木与地埋管之间保持足够的距离。举例来讲，香樟树以及黄角树等高大乔木在重庆最为常见。根性强是香樟树的特点，一旦管道上有其根系，会产生管道弯曲变形的现象，因此必须对其进行严格把控;而生长速度快是黄角树的特点，其根系拥有较强的渗透力，向周围持续扩散，极大的危害了地埋管，因此应对其进行严格把控，将人为的方式采用在无法移植的黄角树上，对其根的生长方向进行有效引导，加强保护管道等等。经过众多研究可以得出，挤压以及穿入的方式是管道受到植物根破坏最为直接的方式，间接破坏的方式为管道受到腐蚀性环境的影响而受到催化作用，腐蚀性环境便是由于根的分泌物造成的，而最为严重的破坏便是穿人式破坏。具体的应对方案应依搪现场的实际情况来开展。

（2）建设并开发使用浅层地温能优先级为：新建建筑，再是在建建筑，最后是已有建筑地区。此顺序的考虑依据是建设的综合性以及难易程度来开展的，在新建、改建或是扩建的民用建筑项目中只要是具备地源热泵使用条件并与地源热泵技术推广应用需求相符的，便会将建筑供暖制冷的能量来源定为浅层地温能。

（3）通常选择在建筑周围、广场、停车场以及绿地等较为平坦的空地埋设地埋管，而地埋管甚至也可以铺设在新建建筑物基础或是地下停车场的下方。像是有较大承重的消防通道、道路干道等应避免建设在埋设地埋管系统的场地上方，必须穿越时，为了避免地下埋管受到破坏而通常将管沟以及盖板等技术方法采用其中。在已经存在的管线、设施以及地下建筑等地最好不要铺设地埋管，确保其他的设施以及地下系统免受运行与施工的影响。

（4）在开发利用浅层地温能源时，地下水地源热泵系统的选择受到了极大的限制。其中沙土盐碱地由土地沉陷以及地面沉降等造成的不良的工程地质以及水文地质现象可能出现在回灌与抽取地下水的进程中。山区在国内部分地区分布较为广泛，分析崩塌的操作需使用在应用地下水地源热泵的进程中，极可能引发众多自然灾害，像是泥石流、滑坡等现象。为了避免地质灾害受到加剧与引发作用，应在山区减少使用地下水地源热泵系统。

（5）严格的限定未出现在地埋管式地源热泵系统的应用条件中的运营商。在技术以及经济条件允许的情况下，建设的项目只要与地埋管系统布设需求相符，便可使用地埋管地源热泵系统。使用地下水地源热泵与地埋管地源热泵相比，前者需要将放热以及吸热的进程用在地下水中，在含水层中需要回灌换热后的全部地下水。由于回灌需要较高的经济成本、抽水与之相比较为容易，且回灌水的质量还要达到一定的要求，部分运营商为了有效的降低成本而将只抽不灌或是多抽少灌的计策采用其中，极大的破坏了地质且浪费了宝贵的水资源，地面沉降的现象甚至出现在部分地区。而回灌方式不需要用在地埋管地源热泵，再加上水资源在国内部分地区较为匮乏，不均匀分布的地下水位等等对地下水源热泵都不太适应，因此地埋管地源热泵便会在我国极大的推广使用。

（6）在设计各个建设项目之前，除了应用地源热泵系统的基本原则之外，还用做好将相关方面的可行性研究，像是经济效益、建设条件以及地质状况等方面。要想拥有较好的地埋管换热效果，最好将其埋设在地下水较为丰富的地区。而铺设地埋管是地源热泵系统的关键技术，首先应确保地埋管铺设的面积，然后再进行铺设作业。与其他形式的空调系统相比，投资地埋管热泵系统的主机系统要比其高出大概10%～15%，考虑到运行费用的有效节约，通常会将多投入的部分进行回收，时间保持在3～5年。所以，地源热泵并不适用所有的项目，严格的可行性分析必须做在建设地源热泵之前，防止出现质量、不稳定以及效率低下等困扰。

（7）建筑的优先选择顺序在浅层地温能的使用下而变成办公一商业建筑，然后高档一一般住宅楼。像是学校、商场、政府办公楼、医院、写字楼以及酒店等办公商业建筑需要较多的化石燃料以及电能，是供冷以及供暖的主要对象，同样也是浅层地温能所开发利用的重要条件。而高档小区与一般住宅小区相比，前者需求相对较高的生活质量且其经济条件也较好，因此在冬天供暖与夏天供冷的需求较高，在其经济承受能力范围之内，同样也是浅层地温能的开发对象。

5结语

本文主要对浅层地温能开发利用区基本管理原则进行了详细地探讨，提出了7点不同的建议提供在浅层地温能的合理开发利用上，包括管理、施工以及前期设计等各个方面。进一步促进了地源热泵系统规模化的应用在全国范围中，有效降低了开发的风险。在实践与应用地源热泵工程中，此研究意义重大，极大地推动了各地积极应用地源热泵技术。