《清潔能源利用技術(shù)》第三章淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)第三章淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)3.1淺層地?zé)崮芨攀?.2淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)3.3淺層地?zé)崮芾霉こ贪咐?.4污水源熱泵技術(shù)工程案例3.5課程小結(jié)3.1淺層地?zé)崮芨攀龅厍騼?nèi)部結(jié)構(gòu)與溫度分布地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)地球內(nèi)部溫度分布3.1淺層地?zé)崮芨攀鰷\層地?zé)崮芏x定義淺層地?zé)崮苁侵傅厍驕\層地表所蘊(yùn)藏的熱能，一般深度在200米范圍內(nèi)。這種熱能主要來(lái)源于地球內(nèi)部的熱傳導(dǎo)和太陽(yáng)輻射能。具有分布廣泛、儲(chǔ)量巨大、可再生等突出優(yōu)點(diǎn)。地?zé)崮芾檬疽鈭D（間接供暖系統(tǒng)）地下2公里溫度約為90~200℃3.1淺層地?zé)崮芨攀鰷\層地?zé)崮艿奶攸c(diǎn)淺層地?zé)崮苁且环N可再生能源，其儲(chǔ)量豐富，可持續(xù)利用。淺層地?zé)崮芾眠^(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體和其他污染物，對(duì)環(huán)境友好。淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)成熟，成本較低，經(jīng)濟(jì)效益較高。淺層地?zé)崮芊植际艿赜蚝偷刭|(zhì)條件影響較大，不同地區(qū)資源狀況不同?？沙掷m(xù)利用環(huán)保性經(jīng)濟(jì)性地域性3.1淺層地?zé)崮芨攀鑫覈?guó)地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用中國(guó)淺層地?zé)崮苜Y源分布3.1淺層地?zé)崮芨攀鑫覈?guó)地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用我國(guó)淺層地?zé)崮苜Y源豐富，已在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，成為綠色建筑和可再生能源利用的重要形式之一目前，全球已有多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展淺層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用，主要用于供暖、制冷、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)的提高，淺層地?zé)崮軐⒃谀茉唇Y(jié)構(gòu)調(diào)整和生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮更加重要的作用3.1淺層地?zé)崮芨攀鑫覈?guó)地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用1995-2020年中國(guó)地源熱泵裝機(jī)容量占全球比重變化情況3.1淺層地?zé)崮芨攀鑫覈?guó)地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用中國(guó)淺層地?zé)崮苜Y源開(kāi)發(fā)面積分布地源熱泵的分類地源熱泵系統(tǒng)淺層地?zé)崮艿卦礋岜孟到y(tǒng)中深層地?zé)崮艿卦礋岜孟到y(tǒng)200米以內(nèi)200米~3000米地埋管地下水源地表水源水平地埋管換熱器豎直地埋管換熱器間接地下水換熱系統(tǒng)直接地下水換熱系統(tǒng)開(kāi)式系統(tǒng)閉式系統(tǒng)中深層地?zé)崴菁?jí)利用技術(shù)中深層地?zé)崴疅o(wú)干擾供熱技術(shù)3.1淺層地?zé)崮芨攀?.1淺層地?zé)崮芨攀鲋袊?guó)地源熱泵系統(tǒng)比例住建部示范項(xiàng)目各類地源熱泵系統(tǒng)比例第三章淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)3.1淺層地?zé)崮芨攀?.2淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)3.3淺層地?zé)崮芾霉こ贪咐?.4污水源熱泵技術(shù)工程案例3.5課程小結(jié)3.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)熱泵技術(shù)的概念與原理熱泵技術(shù)是一種利用淺層地?zé)崮苓M(jìn)行供暖和制冷的技術(shù)，通過(guò)熱泵系統(tǒng)將地下淺層的地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為可供使用的熱水或冷水。熱泵技術(shù)具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地利用地?zé)崮苜Y源，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低能源消耗和碳排放。熱泵技術(shù)廣泛應(yīng)用于供暖、制冷、熱水等領(lǐng)域，是一種可持續(xù)發(fā)展的能源利用方式。熱泵是以逆卡諾循環(huán)的方式，迫使熱量從低溫物體流向高溫物體的機(jī)械裝置，它僅消耗少量的逆循環(huán)凈功，就可以得到較大的供熱量，可以有效地把難以應(yīng)用的低品位熱能利用起來(lái)，從而達(dá)到節(jié)能目的。工作原理熱泵系統(tǒng)示意圖3.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)熱泵技術(shù)的概念與原理低壓低蒸發(fā)溫度低溫蒸發(fā)吸熱高壓高冷凝溫度高溫冷凝放熱消耗電能地源熱泵系統(tǒng)原理圖電能W+地?zé)崮芪鼰崃縌L=供熱熱量QH3.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)熱泵技術(shù)的概念與原理QHQLW基本概念與原理COP是指熱泵系統(tǒng)的性能系數(shù)（Coefficientofperformance），即系統(tǒng)輸出熱量與輸入電能的比值。數(shù)值必然大于1。性能系數(shù)3.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)地源熱泵的分類地源熱泵系統(tǒng)淺層地?zé)崮艿卦礋岜孟到y(tǒng)中深層地?zé)崮艿卦礋岜孟到y(tǒng)200米以內(nèi)200米~3000米地埋管地下水源地表水源水平地埋管換熱器豎直地埋管換熱器間接地下水換熱系統(tǒng)直接地下水換熱系統(tǒng)開(kāi)式系統(tǒng)閉式系統(tǒng)3.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)3.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)1.地埋管換熱技術(shù)

利用地埋管將地下淺層的地?zé)崮軅鬟f到地面，再通過(guò)地面設(shè)備進(jìn)行供暖或制冷的技術(shù)。地埋管換熱技術(shù)具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地利用地?zé)崮苜Y源，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低能源消耗和碳排放。地埋管換熱技術(shù)廣泛應(yīng)用于供暖、制冷等領(lǐng)域，是一種可持續(xù)發(fā)展的能源利用方式制熱COP約為4.0~5.3制冷COP約為3.0~3.53.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)1.地埋管換熱技術(shù)水平埋管方式的優(yōu)點(diǎn)是在淺層軟土地區(qū)造價(jià)較低，但傳熱性能受到外界空調(diào)季節(jié)氣候一定程度的影響，而且占地面積較大。水平埋管方式3.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)1.地埋管換熱技術(shù)垂直士壤熱交換器具有占地少、工作性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已成為工程應(yīng)用中的主導(dǎo)形式。垂直埋管方式3.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)2.地下水換熱技術(shù)地下水換熱技術(shù)是一種利用地下水作為熱源或冷源進(jìn)行供暖或制冷的技術(shù)地下水換熱技術(shù)具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地利用地?zé)崮苜Y源，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低能源消耗和碳排放地下水換熱技術(shù)廣泛應(yīng)用于供暖、制冷等領(lǐng)域，是一種可持續(xù)發(fā)展的能源利用方式3.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)2.地下水換熱技術(shù)地下水水質(zhì)復(fù)雜，有害成分有：鐵、錳、鈣、鎂、二氧化碳、溶解氧、氯離子、酸堿度等。為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，通常根據(jù)地下水的水質(zhì)不同，采用相應(yīng)的處理措施，主要包括除砂、除鐵等。為了保證水源熱泵機(jī)組的正常運(yùn)行，《地下水地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》要求“地下水換熱系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)條件采用直接或間接系統(tǒng)?！贝嬖趩?wèn)題：水質(zhì)處理水源熱泵是利用地球表面淺層的水源，如地下水、污水、河流和湖泊中吸收的太陽(yáng)能和地?zé)崮芏纬傻牡推肺粺崮苜Y源，采用熱泵原理，通過(guò)少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。水源熱泵水源熱泵系統(tǒng)原理圖3.2淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)3.地表水換熱技術(shù)第三章淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)3.1淺層地?zé)崮芨攀?.2淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)3.3淺層地?zé)崮芾霉こ贪咐?.4污水源熱泵技術(shù)工程案例3.5課程小結(jié)3.3淺層地?zé)崮芾霉こ贪咐厣辖ㄖ娣e21.5萬(wàn)m2，1801戶，高層住宅，65%節(jié)能型建筑，地板輻射采暖。項(xiàng)目所用的水源為橋東污水廠處理后的中水，水質(zhì)為一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，且全年最低水溫在14℃以上。2017-2018采暖季實(shí)際供熱面積16.01萬(wàn)m2，分布式供暖。單位取暖面積運(yùn)行費(fèi)用16.33元/m2。石家莊市天海譽(yù)天下C區(qū)水源熱泵供暖3.3淺層地?zé)崮芾霉こ贪咐龝x州市政府綜合樓土壤源熱泵供暖項(xiàng)目晉州市政府辦公樓，總建筑面積約1.5萬(wàn)m2，室內(nèi)末端采暖形式原為鑄鐵暖氣片，后經(jīng)改造為風(fēng)機(jī)盤(pán)管末端系統(tǒng)，既可以冬季采暖又可以夏季制冷。制熱量1110kW；供水溫度60℃，回水溫度55℃；蒸發(fā)器流量205.3m3/h，冷凝器流量210.9m3/h。地源熱泵打井250孔單U形換熱井，深度120m。單位取暖面積運(yùn)行費(fèi)用14.48元/m2。3.3淺層地?zé)崮芾霉こ贪咐暇┠尘频甑叵滤畵Q熱系統(tǒng)地下水換熱系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中不產(chǎn)生任何污染物，對(duì)環(huán)境無(wú)害。同時(shí)，該系統(tǒng)利用可再生能源，符合節(jié)能環(huán)保的要求。此外，該系統(tǒng)還能夠提高酒店的能源利用效率，降低能源消耗和碳排放量。3.3淺層地?zé)崮芾霉こ贪咐鄭u某工業(yè)廠區(qū)地表水供熱修建人工水塘，為廠區(qū)辦公樓、宿舍樓、活動(dòng)中心、工業(yè)廠房供熱第三章淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)3.1淺層地?zé)崮芨攀?.2淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)3.3淺層地?zé)崮芾霉こ贪咐?.4污水源熱泵技術(shù)工程案例3.5課程小結(jié)3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例青島某工業(yè)廠區(qū)污水供熱污水源熱泵系統(tǒng)原理圖間接式污水源熱泵供熱系統(tǒng)3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例污水干渠祥茂河取水口3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例地表水系引水池進(jìn)口和出口3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例格柵機(jī)污水泵3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例專利產(chǎn)品：疏導(dǎo)式污水換熱器3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例核心技術(shù)：四機(jī)頭水源熱泵機(jī)組3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例風(fēng)機(jī)盤(pán)管-吹熱風(fēng)地面輻射采暖3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例西安污水源熱泵供熱項(xiàng)目西安市首個(gè)大型原生污水供熱民生工程項(xiàng)目概況：項(xiàng)目主要采用西安市第三、五、十污水處理廠中水及沿途干渠中的原生污水作為熱源，為周邊居民用戶進(jìn)行供熱。覆蓋利君未來(lái)城共三期歐羅巴小鎮(zhèn)共兩期及三個(gè)舊村改造安置房項(xiàng)目。規(guī)劃供熱面積合計(jì)180萬(wàn)m2，目前供熱能力100萬(wàn)m2。節(jié)能減排：按規(guī)劃供熱面積計(jì)，年節(jié)省能源折合煤炭約3萬(wàn)噸，年減少二氧化碳排放約7萬(wàn)噸。3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例萊西污水源熱泵供熱項(xiàng)目2022年，以萊西市的污水及地表水源作為主要熱源建設(shè)能源站，同時(shí)開(kāi)展整縣光伏電站建設(shè)工作，使用光伏產(chǎn)生的“綠電”驅(qū)動(dòng)能源站為萊西市區(qū)1000萬(wàn)m2區(qū)域進(jìn)行零碳供熱。年節(jié)省能源折合煤炭約15萬(wàn)噸，年減少二氧化碳排放約39萬(wàn)噸。3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例濟(jì)青高鐵站能源站項(xiàng)目濟(jì)青高鐵站能源站項(xiàng)目主要采用湖水源熱泵與冷水相變能技術(shù)熱泵耦合系統(tǒng)，供熱供冷能力達(dá)到123萬(wàn)m2。3.4污水源熱泵技術(shù)工程案例青島高新區(qū)2號(hào)能源站