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合理开发利用地下水资源减少建筑能耗
　　bob电竞体育博彩_博鱼体育-手机版官网　　[2005/7/18]　　
摘要:

 
   在太阳能照射和地心热产生的大地热流的综合作用下，地壳下近表层数百米内的恒温带中的土壤、砂石和地下水里蕴藏着丰富的低温地热能。浅层地（热）能不是传统概念的深沉地热，是太阳能的另一种表现形式。我国地热资源以水热型为主，因地区不同，一般在6～24℃，为低品位能源。以往，这种低品位能源，因品位不高，往往被人们所忽视。随着制冷技术及设备的进步和完善，成熟的热泵技术使浅层地能的采集、提升和利用成为现实。
    一、地源热泵
    热泵是利用少量电能，从低品位热源（如：空气、土壤、自然水体、工业废水等）中吸取热量，从而达到节约部分高位能（煤、石油、燃气、电能等）的一种热力装置。热泵种类很多，有空气源热泵、土壤源热泵和水源热泵。水源热泵空调机组是利用地球表面浅层水如地热水、地下水、地表水、海水及湖泊水中吸收的太阳能和地热能而形成的低品位热能资源，其中利用地下水蕴藏的能源的热泵称之为地下水源热泵。热泵机组冬季从生产井提供的地下水中吸热，提高品位后，对建筑物供暖，被取热后的地下水通过回灌井回到地下；夏季，可以直接利用地下水冷却或者预冷，通过地下水带走热泵机组冷凝热对建筑物供冷，同时把热量转移给地下水。在诸多热源的热泵中，以地下水源热泵系统的能效比为高（3.5～4.5）。例如，当能效比为4时，用1kW的电，采集3kW浅层地能，可以为建筑物提供4kW的热量；这就使得地下水源热泵得到了日益广泛的应用。早在50年代，就曾在上海、天津等地尝试抽取地下水制冷，目的是解决纺织厂夏季空调冷源问题，1965年在上海进行较大规模推广。
    二、地下水源热泵的节能与经济效益
    武汉水资源丰富，其中地下水开采量约为2.182×107m3（1999年的统计），地下水温常年保持在18℃，这为我市地下水源热泵空调机组的应用奠定了良好的基础。冬季，地下水源热泵供热与锅炉供热比较，节能率大约在60%以上，减少烟尘排放量大约在60%左右；夏季节能率在45.65%。
    地下水源热泵不仅节能，其经济性也比较可观。按照北京地区的地理条件与能源价格，采用地下水源热泵初投资比冷水机组+燃油锅炉初投资约减少12.84%，能源费用约减少55.60%；比冷水机组+蓄能电锅炉初投资约减少12.84%，能源费用约减少47.53%。按照武汉地区的地理条件与能源价格，采用地下水源热泵初投资比冷水机组+燃油锅炉初投资约减少9.17%，能源费用约减少54.00%；比空气源热泵初投资约减少33.10%，能源费用约减少46.51%。地下水源热泵初投资机组的初投资和运行费用最少，空气源热泵机组的初投资与运行费用最大，在小型建筑上，使用空气源热泵机组冬季节能率可达40%。    
    可见，地下水水源热泵技术具有合理利用高品位能量，综合能源效率高；供暖区无污染，环保效益好；夏季可以供冷，冬季可以供暖，一机两用，设备利用率高；使用灵活，调节方便等特点。因此，地下水水源热泵技术是一种有益于环境保护和可持续发展的冷热源形式，被称为21世纪的“绿色空调技术”。
    三、地下水的开采与地下水环境
    （一）地面沉降
地下水属优质淡水资源，其中深层地下水像煤碳一样，是不可再生的资源，大规模、过量开采利用地下水，所产生的环境问题和地质灾害其影响深远甚至无法弥补。全国地下水资源评价表明，不合理地开采利用地下水，导致我国有近50个城市发生了地面沉降，已形成区域地下水降落“漏斗”100多个，面积已达到15万平方公里。上海在20世纪20年代开始就发现地面沉降，1965年已降1.6米，严重的地点达2.37米。“长三角地区地下水资源与地质灾害调查评价”报告显示，“地面沉降”已经造成长三角中心地区损失近3500亿元人民币。
    （二）地下水质
利用地下水低温热源，可以减少空调能耗，但应采用闭式系统，保证无污染的回灌。过去，由于对水环境缺乏严格有效的保护，我国浅层地下水资源污染比较普遍，浅层地下水大约有50%的地区遭到一定程度的污染，约有一半城市市区的地下水污染比较严重，地下水水质呈下降趋势。根据有关研究报道，武汉市市区第四系承压含水层（地下水埋深为10～30ｍ）中有机组分达30余种，其中以苯及其相关苯系物为主。众所周知，苯和其他芳香烃的卤代物的毒性很大，会对环境和人体产生严重的影响。
我们一方面要保护地下水资源，另一方面要高效利用地热。建议有关职能部门应对采用地下水源热泵机组的项目进行资源域和使用域的审核。资源域包括地质和水文环境；使用域是指使用资源域时必受其影响的地下或地上的环境和设施。评价范围应以运行区域为圆心，评价内容包括：①物理影响；②化学影响；③微生物的影响；④热力学的影响；⑤社会性影响；⑥节能效果与经济效益
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