六个欧洲国家浅层地热系统的科学成就和监管——综述

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1、摘要

本文回顾了近几年与选定的欧洲国家地热泵以及现行法规和/或技术指南相关的科学文献。重点在于开环和闭环垂直系统对环境造成的影响。建议在欧盟层面上构建立法框架,以给出浅层地热系统的统一定义(尽可能基于焓),并根据科学成果(容许由于区域地质和水文地质特性导致的差异)制定批准程序的原则和可持续地源热泵系统的准则。明显区分低风险系统有助于行政程序的简化。

2、引言

本文重点在于浅层地热能的利用,其中,需要热泵通过投入能量将较低、不能直接使用的环境温度转换为供内部加热循环使用的、合适的较高温度。在地板和墙壁加热的情况下,该温度约为35°C[1],而在散热器加热的情况下,该温度处于55-65°C之间[2],后者接近于热泵可提供的最大温度。闭环系统可分为两种主要类型:垂直和水平热交换器。作为最常用的解决方案,通常将由硬质塑料(HDPE)管环制成的埋管热交换器(BHE)放置在垂直孔洞内[15]。

3、结果

通过对意大利、英国、瑞典、西班牙、法国、德国的详细论述,以及其研究领域的比较。之后对上述国家立法状况的研究。

4、结论与建议

  • 为避免热泵尺寸出现不必要的过大或过小,设计热泵时应考虑几种因素,例如土壤和层理类型、地下水流、佩克莱特和傅里叶数、水力传导系数和导热系数、地温梯度和计划系统的特征(长度、热载体流体、灌浆材料、BHEs位置等,以及建筑特性,例如,建筑面积尺寸、建筑结构、散热器的可用空间等)。
  • 标称性能参数也许不能满足评估热泵效率和影响的要求,短时间和长时间尺度上也应考虑时间的变化。开发了几种建模方法来帮助计划和预估影响,并且长期测量数据也可在设计阶段用于测试性能。基于GIS的浅层地热能地图在决定投资中可能是很好的工具。
  • 不平衡的系统可能导致操作无法持续以及地表再生温度不足。考虑到地热泵,太阳能辅助系统可能是再生热量和城市化地区更高地面温度再生的一个解决办法。
  • 综合系统的方法是可取的。使用低碳电力可增强环境效益。

参考文献请参照刊物。

 

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