开发利用

地能热泵

浅层地温能是指在地球浅表层数百米内的土壤砂石和地下水中所蕴藏的低温热能，广泛存在于浅表地层的恒温带中，受四季气候的影响较小，土壤温度相对恒定。与深层地热相比，浅层地温能分布广泛，储量巨大，再生迅速，开发利用投资少且价值大，符合循环经济发展需求。

中国近百米内的土壤每年可采集的低温能量是中国发电装机容量4亿千瓦的3750倍，而百米内地下水每年可采集的低温能量也有2亿千瓦。就北京市而言，按6900平方公里计算，每年可开采浅层地温能的资源量相当于1.4亿吨标准煤，为2003年北京供暖能源消耗的1100万吨标准煤的1.2倍。

地温的利用主要是采用地能热泵技术将水或土壤中的低温热能提取出来加以利用。地能热泵技术就是利用浅层地表温度与气温之间存在的温差，通过提取和释放地层中的能量，实现冬季供暖和夏季制冷。地能热泵技术包括水源热泵技术和地源热泵技术，若地质条件较好，浅层地下水丰富且易回灌时通常采用水源热泵；若地质条件不好时可采用地源热泵。

水源热泵技术通过抽取与地层相同温度的地水，并通过机组与抽取的地下水进行换热后，在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，实现制冷；而在冬季，则从水源中提取能量，并通过热泵技术把提取出的能量送到建筑物中，实现供暖，根据系统负荷量及需水量的大小、地层的出水能力和回灌能力来设计抽水井和回灌井的数量，实际上，水源水经过热泵机组后，只是交换了热量，水质几乎没有发生变化，经回灌至地层或重新排入地表水体后，不会造成对于原有水源的污染。因此，采用水源热泵技术利用地下水以及地表水源的过程中，不会引起区域性的地下水以及地表水污染。

地源热泵技术以土壤作为热源和热汇，通过埋于地下的注满循环液的换热器与土壤进行冷热交换，并根据系统负荷量的大小，地层的导热能力来设计换热孔形式、数量和深度，与水源热泵技术不同，地源热泵系统不再需要提取和回灌地下水，它利用少量的电能，通过埋设在土壤中密闭的PE换热管中的循环液与地层土壤之间进行热量交换，冬季吸热、夏季散热，这就使得水文地质条较差的地区也能对浅层地温能资源加以利用。

使用地能热泵技术开采利用浅层地温能其节能效果十分明显，仅供暖就可节约能源30%-50%。运行费用也较低，63%的项目低于燃煤集中供热的采暖价格，全部被调查项目均低于燃油、燃气和电锅炉供暖价格，而且能就地职能，免于传送，没有废渣，不向大气排放燃烧废物，表明其可实用性强，应用前景广阔。截至2005年底，北京市浅层地温能利用面积约达800万平方米，采用浅层地温能技术的供暖建筑面积每年以15%～20%的速度增长。