浅层地温能资源潜力及其影响因素研究

论文摘要

浅层地温能是一种新型、优质、可再生的清洁型能源,具有节能减排、分布广泛、储量巨大、再生迅速、可用性强、安全性高等优点。浅层地温能资源潜力及其影响因素的评价研究对于了解区域浅层地温能的储量与分布及对地源热泵技术的推广应用均具有重要意义,不仅可以为政府相关部门规划开发浅层地温能提供决策依据,为区域浅层地能资源潜力评价提供关键性参照指标,还能为地源热泵的合理设计施工提供依据,为因地制宜的浅层地能利用与设计优化提供参照,避免盲目不合理开发,保证浅层地温能开发的科学性、合理性和可靠性。首先,本文分析了浅层地温场的分布特征及其影响因素,并对江苏省苏州市和南京市地温观测点的浅层地温监测结果进行了对比研究与拟合分析,以探求苏州与南京地温观测点浅层地温场的分布与变化规律,通过对江苏省各城市浅层地温指标的分析,论证江苏省开发浅层地温能的可行性。其次,浅层地温能资源潜力评价主要包括浅层地温能利用方式的适宜性分区评价和浅层地温能静态储量与可开采量计算两个方面。本文以江苏省为实例,分析了影响江苏省浅层地温能资源潜力评价的关键因素,建立了江苏省的浅层地温能资源潜力评价体系,确立了江苏省地埋管换热方式与地下水换热方式的适宜性分区评价准则,进行了两种换热方式的适宜性分区评价。随后文中选取苏州、淮安和南京三个典型城市分别计算了三个城市的浅层地温能静态储量与可开采量,采用类比法估算出了整个江苏省的浅层地温能静态储量。最后,本文对影响地埋管换热器换热的各因素进行了敏感性分析,据此对地埋管换热器换热模拟模型进行了简化。随后应用简化模型进行了地埋管换热器热影响范围与各岩土层温度变化状况模拟,并与实际监测结果进行了对比论证,提出了确定地埋管埋管间距的指导方针。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 浅层地温能的研究现状
• 1.2.1 国内外浅层地温能调查评价工作发展现状
• 1.2.2 国内外浅层地温能开发利用技术发展状况
• 1.3 主要研究内容与技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 浅层原始地温场监测与分析
• 2.1 浅层地温场的分布特征及影响因素
• 2.1.1 浅层地温场分布特征
• 2.1.2 浅层地温场影响因素分析
• 2.2 江苏省浅层地温场监测与分析
• 2.2.1 苏州市黄桥镇原始地温监测
• 2.2.2 南京市石门坎原始地温监测
• 2.2.3 浅层地温场监测数据拟合分析
• 2.2.4 江苏省各城市地温对比分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 江苏省浅层地温能适宜性研究
• 3.1 江苏省地质与水文地质条件
• 3.1.1 地形地貌
• 3.1.2 气候与水文条件
• 3.1.3 区域地质与水文地质条件
• 3.2 江苏省浅层地温能适宜性分区评价准则
• 3.2.1 地埋管换热方式适宜性分区评价准则
• 3.2.2 地下水换热方式适宜性分区评价准则
• 3.3 江苏省浅层地温能适宜性分区评价
• 3.3.1 软件介绍
• 3.3.2 地埋管换热方式适宜区划分
• 3.3.3 地下水换热方式适宜区划分
• 3.3.4 江苏省地源热泵系统适宜区综合分布
• 3.4 江苏省典型区域浅层地温能潜力计算
• 3.4.1 浅层地温能静态储量与可开采量计算方法
• 3.4.2 苏州市市辖区浅层地温能潜力计算
• 3.4.3 淮安市中心城区浅层地温能潜力计算
• 3.4.4 南京市浅层地温能潜力计算
• 3.5 江苏省各区域浅层地温能静态储量对比分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 地埋管换热器传热分析
• 4.1 影响地埋管换热器换热的关键因素敏感性分析
• 4.1.1 敏感性分析简介
• 4.1.2 局部敏感性分析
• 4.1.3 敏感性分析结果
• 4.2 地埋管换热器热影响范围模拟与验证
• 4.2.1 系统间歇运行240h模拟结果
• 4.2.2 粉质粘土换热模拟与验证
• 4.2.3 中风化粉砂岩换热模拟与验证
• 4.3 南京测点地源热泵系统运营中各土层温度变化分析
• 4.3.1 粉质粘土层温度随时间的变化
• 4.3.2 全风化泥质粉砂岩层温度随时间的变化
• 4.3.3 中风化粉砂岩层温度随时间的变化
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢