淺析重慶市淺層地溫能開發利用影響條件

摘 要：重慶市位于中國內地西南部、長江上游地區。氣候條件多樣，水資源豐富，地質條件較為復雜，淺層地溫能資源豐富。文章從淺層地溫能開發的形式、特點、利用現狀、存在的問題等入手，對全市淺層地溫能開發利用進行論述。

關鍵詞：重慶市；淺層地溫能；開發利用；影響

淺層地溫能的開發形式主要有地埋管地源熱泵系統、地下水源熱泵系統和地表水源熱泵系統等，目前在重慶地區應用較多的是地表水源熱泵技術和地埋管地源熱泵技術。由于本項目僅對地埋管地源熱泵系統的應用潛力和資源進行評價，因此本節只對地埋管地源熱泵系統的應用進行分析。

1 淺層地溫能開發利用特點

地埋管地源熱泵系統是利用地下巖土為熱源熱匯進行供熱制冷的地源熱泵技術，以水或加入防凍劑的水為熱載體，使其在埋于巖土內部的封閉環路中循環流動，從而實現與巖土的熱交換。由于地埋管地源熱泵系統的應用具有典型的地域特征，該系統在重慶地區的應用存在如下特點。

（1）重慶地處夏熱冬冷地區，夏季空調冷負荷遠大于冬季空調熱負荷，全年冷熱負荷不等，應用地埋管地源熱泵系統存在地下換熱不平衡問題。

（2）重慶地區淺層巖土以泥巖和砂巖為主，巖土導熱系數較北方平原地區高，但鉆孔施工難度大，地埋管系統造價偏高。

（3）重慶主城區地形以山地為主，可利用埋管面積較少，埋管布置相對緊湊，應盡量考慮采用樁基埋管或螺旋埋管等節省占地面積的埋管形式。

（4）重慶淺層地下水以基巖裂隙水為主，地下水位不穩定，隨季節變化較大，分布亦不均勻，容易造成不同位置埋管換熱能力存在偏差。

地埋管地源熱泵系統在設計和運行中，應盡可能采取措施保持夏季向地下累計釋放的熱量和冬季從地下累計吸收的熱量相平衡，否則將會使巖土溫度發生變化，降低地埋管換熱器的換熱性能，甚至失效。

2 淺層地溫能開發利用現狀

2009年底，重慶市被我國財政部、住房部和城鄉建設部確定為“可再生能源建筑應用全國示范城市”；2010年重慶巫溪和云陽縣分別成功申報國家“可再生能源建筑應用示范縣”；2011年重慶兩江新區水土片區被財政部、住房城鄉建設部確定為“全國可再生能源建筑應用集中連片示范區”；均獲得中央專項財政補助資金，用于支持重慶地區可再生能源的開發利用，其中包含以地埋管地源熱泵和地表水源熱泵技術為主的淺層地溫能資源開發利用方式。

由于重慶地區地表水資源非常豐富，而地下水資源相對稀缺，地表水利用是重慶地區一大優勢，因此在淺層地溫能的開發利用中，地表水源熱泵項目應用較多，地埋管地源熱泵項目應用較少，而地下水源熱泵系統則沒有應用案例。到2014年底，重慶市淺層地溫開發利用項目40余個，應用面積515萬m2，其中城市示范項目36個，約407萬m2，示范項目中地表水項目22個，面積約355萬m2；地埋管項目14個，面積約50萬m2；污水源2個約2萬m2。其中最引人注目的項目是江北城CBD區域的江水源熱泵系統，該建筑示范面積最終將超過300萬m2，現已建成約150萬m2。

3 淺層地溫能開發利用存在問題

（1）重慶屬于基巖山區，夏熱冬冷，與北方平原地區有較大差異，淺層地溫能開發利用不完全一樣，且重慶地區相關規程規范有待出臺，如部標中的適宜性分區、地下水方式等，不適合重慶地區。國內的一些北方平原城市（北京、天津）已經完成了當地淺層地溫能開發利用的綜合規劃研究，但是北方平原地區的淺層地表地質構造以第四系為主，而重慶地區第四系厚度幾乎可以忽略，如果照搬，則可能會造成淺層地溫能開發應用不當。

（2）國內一些城市（北京、天津）均已完成了地源熱泵系統及淺層地溫能應用的統一研究、規劃及預測工作，但重慶還未完成以上工作，進度較緩慢。而以上工作對于重慶市推廣利用地源熱泵系統積極開發淺層地溫能資源的開發利用是非常迫切的。

（3）重慶地區淺層地溫能開發利用的方式仍以地表水源熱泵系統為主，地埋管地源熱泵技術應用較少，地下水源熱泵技術基本沒有得到應用。究其原因，主要是因為重慶坐擁兩江，地表水資源豐富，采用地表水源熱泵技術有著得天獨厚的地理條件；而重慶地區巖土層以泥巖和砂巖為主，造成鉆孔施工困難，成本較高，使地埋管地源熱泵技術的推廣受到一定的限制；另外重慶地區地下水資源較為匱乏，地下水位分布不均勻，限制了地下水源熱泵技術的應用。

（4）淺層地溫能開發利用技術屬于新型節能技術，由于在重慶市仍處于示范和推廣階段，有關部門重視程度不一，普通大眾也不熟知，人們的節能與環保意識比較薄弱，公眾對技術的采用往往關注其初投資的高低，而不能從技術的全壽命周期來權衡。因此，地源熱泵技術的推廣和實施仍不能實現市場化運作，而是更多的依賴政策鼓勵和經濟補償，這只能在一定程度上促進地源熱泵技術的應用，而要實現規模化應用則要對其進行市場化運作。

（5）在對已投入運行的淺層地溫能開發利用項目進行調研時發現系統管理人員存在專業水平偏低、節能意識較差的現象，系統管理人員往往只對系統進行簡單的操作和維護，很少主動的去根據室外溫度或房間負荷對系統的運行進行調節；雖然多數系統安設了監測系統，但由于施工不嚴謹和管理不善，導致多數監測系統顯示有誤，使業主或管理人員誤以為系統處于高能效節能運行，并未對系統做進一步調節或節能改造；有的項目雖然設計之初設置了完善的監測系統，但是由于維護管理不善，造成監測系統廢置。管理人員應強化系統的監測管理、定期對監測系統進行校對，以提高監測的準確度。

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作者簡介：朱世保（1986-），男，重慶奉節人，本科，主要從事淺層地溫能開發利用研究工作。