第十二届地源热泵高层论坛
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吴刚秘书长:以科技创新破解地热回灌难题

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  来源:地源热泵网    作者:代海雷   发布日期:2017-10-25
核心提示:河南省暖通空调冷冻节能协会常务副会长兼秘书长吴刚在大会上发表的题为《浅层地热能高效同层全回灌综合节能技术解析》的演讲,从技术措施、工程案例以及应用模式等角度,全面介绍了自主研发的“单井闭式同层全回灌”专利技术。
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河南省暖通空调冷冻节能协会常务副会长兼秘书长吴刚讲话现场

      地源热泵技术因其绿色环保、节能低碳等优点越来越被人们认可。地下水不能完全回灌是地源热泵应用中存在的重要问题之一,也是目前国内外在该领域研究的热点。河南省暖通空调冷冻节能协会常务副会长兼秘书长吴刚在大会上发表的题为《浅层地热能高效同层全回灌综合节能技术解析》的演讲,从技术措施、工程案例以及应用模式等角度,全面介绍了自主研发的“单井闭式同层全回灌”专利技术,给与会人员带来全新的思路和启发。

      地源热泵行业的发展与国家惠民政策是分不开的,吴刚在会上向大家介绍了今年年初国家相关部门印发的《可再生能源发展“十三五”规划》、《地热能开发利用“十三五”规划》,以及《关于开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作的通知》,吴刚表示,“地热能作为一项清洁能源,政策的推动和社会的需求给地源热泵行业带来了很大发展机遇。”

      会上,吴刚还列举了北京、上海、重庆、安徽、南京、河南等省市近两年来当地政府部门对不断优化能源结构、大力发展地热能所出台的政策规划文件。以河南省水利厅发布的《关于水资源费征收有关问题的通知》为例,吴刚介绍,按照这份通知规定,“地温空调取水,其耗用部分的水资源费按居民生活类地下水资源费标准征收”。而采用单井闭式同层全回灌专利技术供暖(冷),系统运行不耗用地下水。既符合政府要求,又节省费用且环保。

      科研新成果助推行业新发展

      政策的助推为行业发展带来新的活力,然而当前行业存在的问题亦有不少。吴刚表示,地热能在政府支持和市场发展面前需规范解决两个问题:一是地热能的阶梯利用;二是地下水同层回灌问题。

      吴刚在报告中展示了自主研发成果获国家“科技成果”国内领先节能专利技术——“单井闭式同层全回灌专利技术”引起与会人员的关注。该技术利用专业的钻探设备从地层表面往下钻成孔,800~1000mm左右,深度为200米以内,成孔后进行数据测定,根据电测各岩土层部分数据对地下各岩土层进行精确的计算,通过科技创新技术采取自然正压差设计与真空负压相结合,以传导和对流方两种方式交换岩土中的能量,能有效解决常规水源热泵系统回灌问题。

      记者了解到,采用浅层地热能单井闭式同层全回灌技术可做到夏季7℃至12℃的供冷和冬季供暖普通45℃,中温65℃、高温85℃、超高温100℃以上的热水蒸汽。如与冷藏、冷冻配套使用可做到从10℃到-50℃以下低温。该技术可广泛应用与工农业生产和建筑供暖制冷等领域。

      近年来地下水污染成为社会关注的焦点。吴刚告诉记者,这种系统采取单井闭式密闭循环地热能采集技术,通过地下水作为传热工质与地下岩土交换冷热获取地热能低位能量,并不消耗水,而同井真空负压密闭循环也不会出现移砂现象,所以不会破坏地下水位及地质结构,不会对水质造成污染,也不会对建筑物造成任何危险及隐患。

      吴刚介绍,单井闭式全回灌系统与传统的多井回灌具有优越性的性价比。他举例说,一般同等建筑面积下多井回灌是单井闭式回灌钻井孔数的2~3倍,而且多井回灌存在不易回灌、堵塞、洗井增加运行及维护费用等缺点。而单井闭式全回灌系统除无以上缺点外,打孔数量只是多井回灌的1/3,投资费用在同等材质的情况下与多井回灌基本相等,或低于多井回灌。

      经过多年不断地探索实践、经验总结,“单井闭式同层全回灌技术”已成功应用于多个项目中。诸如:河南农业大学供暖制冷系统、中国人民解放军防空兵学院、漯河市公安局办公楼、郑州市人和花园等项目均采用“浅层地热能单井闭式同层全回灌节能专利技术”,项目系统运行几年来,安全稳定,节能减排效果显著,获得客户的好评和认可。

      地质勘查日益扮演重要角色

      地源热泵作为一种将浅层地热能作为冷热源为建筑物供暖和制冷的新型节能空调技术,而不同区域浅层地热能的赋存特征及形成条件不尽相同,这就决定了地源热泵系统进行工程地质勘察的必要性。
      
      吴刚在报告中以图文结合的方式介绍了,如何运用各岩土层的换热比溶和渗透率特性,以此解决好浅层地热能高效节能回灌问题。他介绍说,井与井之间的位置,有时候相差几米,地质结构都不一样,“项目地各岩土的换热性能厚度等参数和岩土层的温度变化是系统设计的基础数据和关键”。

      “勘查的目的是为地源热泵系统提供可靠、稳定的岩土热源与热汇综合设计依据。”吴刚在会上阐述了地质勘查在地源热泵系统工程中的重要性。他介绍,由于地壳岩土层构造的多变性和复杂性,不同的地点、不同深度的地层、不同的成井工艺结构都会得到不同数据,“因此每个项目需要获得很多不同具体的数据,并依此进行成井技术工艺及系统设计。”

      他进一步说,工程地质勘查可保证地源热泵工程取得应有的经济效益和环境效益,并且还可为规范管理浅层地热能提供科学的设计及施工技术依据。

      为使与会人员全面了解地源热泵系统工程地质勘查流程,吴刚从浅层地热地质条件评价任务到资料收集及现场勘查,再到制定浅层地热能地质条件评估方案,以及接下来的浅层地热地质条件评估、地质技术评估与对策、浅层地质条件可行性评价、结论与建议,到最后提交浅层地热地质条件评估报告做了全面介绍。

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