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『簡體書』浅层地热能属性特征与开发利用

書城自編碼: 3791158
分類:簡體書→大陸圖書→工業技術化學工業
作者: 李宁波
國際書號(ISBN): 9787562864202
出版社: 华东理工大学出版社
出版日期: 2022-09-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 精装

售價:HK$ 351.6

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在“碳达峰 碳中和”目标背景下,中国地热能开发利用进入了一个高质量、规模化快速发展的新时代。“新时代地热能高效开发与利用研究丛书”正是在这样的大背景下应时应需地出笼的。
丛书由中国科学院地质与地球物理研究所庞忠和教授担任总主编,由中国科学院汪集暘院士、贾承造院士,中国工程院马永生院士、多吉院士、武强院士担任学术顾问。各分册的主编来自吉林大学、天津大学等高校和北京市工程地质研究所、北京市地质矿产勘查院、天津地热勘查开发设计院等相关院所,都是地热能开发利用领域的领军人才。
丛书的编写以能源领域国家重大战略规划为指引,以地热能开发利用产业高质量发展为目标,服务从事地热能勘查、开发和利用实际工作的工程技术人员和项目管理人员。丛书基于三横四纵的知识矩阵进行布局:在横向上包括了浅层地热能、中深层地热能和深层地热能;在纵向上,从地热勘查技术,到开采技术,再到利用技术,以及项目管理。
当前,国家对“十四五”期间地热能的发展纲领已经明确,2023年第七届世界地热大会即将在北京召开,中国地热能产业正在大步迈向新的发展阶段,其必将推动中国从地热大国走向地热强国。本丛书的出版将为我国新时代的地热能
內容簡介:
《浅层地热能属性特征与开发利用》是“新时代地热能高效开发与利用研究丛书”的一个分册。本书从浅层地热能资源属性特征着手,系统阐述了区域浅层地热能调查、场地勘查评价、地表水热能勘查评价、浅层地热能地下换热系统的设计与施工、开发利用系统监测、迁移转化数值模拟、系统运行评价体系的要点和内容,提出浅层地热能的未来发展方向以及高效开发利用建议,为浅层地热能持续科学发展提供技术参考。本书内容丰富、层次清晰、图文并茂、注重创新,可为浅层地热能开发利用的广大科研、技术工作者提供良好的借鉴,为相关政府管理及规划的具体工作提供支撑,可为浅层地热能基础理论与技术应用领域的高等院校师生的科研和教学工作提供参考。
目錄
1 绪论 001
1.1开展浅层地热能属性特征研究的重要意义 004
1.2浅层地热能属性特征与开发利用的编写思路 006
1.3属性特征的研究进一步指导行业发展 008
1.4小结 009
参考文献 010
第2章 浅层地热能属性特征 011
2.1浅层地热能届性 014
2.1.1太阳能属性 014
2.1.2地热能属性 014
2.1.3蓄能属性 015
2.2不同建筑气候区浅层地热能特征及利用 016
2.2.1不同建筑气候区供暖制冷需求 017
2.2.2不同建筑气候区浅层地热能待征及开发利用现状 018
2.2.3不同地区浅层地热能供给能力 024
2.3小结 042
参考文献 043
第3章 浅层地热能区域调查评价 045
3.1区域调査评价体系 047
3.1.1资源潜力评价参数 048
3.1.2研究历程 054
3.2浅层地热能资源调査评价实例 056
3.2.1浅层地热能资源赋存条件 058
3.2.2浅层地热能开发利用适宜性分区 062
3.2.3浅层地热能资源评价 064
3.2.4浅层地热能开发利用效益分析 065
3.2.5信息系统 069
3.3小结 069
参考文献 070
第4章 浅层地热能场地勘查评价 071
4.1场地勘査评价内容及要求 073
4.1.1制订勘査方案 073
4.1.2场地勘査 073
4.1.3热能计算 076
4.1.4评价及建议 077
4.2现场热响应试验 078
4.2.1试验原理 078
4.2.2试验设备 078
4.2.3现场热响应试验及数据分析方法 079
4.3岩土体热物性实验室测试方法 082
4.3.1实验室测试方法现状 082
4.3.2热导率测试方法研究 086
4.3.3岩土热物性参数实验室测试技术规程 088
4.3.4岩土热物性参数不同测试方法成果対比分析 089
4.4场地勘査评价报告编写 091
4.4.1场地勘査评价报告编写要求 091
4.4.2场地勘査评价报告编写实例 092
4.5小结 100
参考文献 101
第5章 地表水热能勘查评价与利用 103
5.1再生水热能利用前景分析 105
5.1.1再生水源热泵系统在节能、环保、经济方面的优势 105
5.1.2城市再生水热能利用前景广阔 106
5.2热能利用参数获取 110
5.2.1水温参数获取 110
5.2.2水质参数获取 110
5.2.3水量参数获取 111
5.3热能利用系统形式分析 111
5.3.1系统结构 112
5.3.2再生水换热器 113
5.3.3再生水源热泵系统的性能计算模型 115
5.4热能利用环境影响评价 120
5.4.1再生水水量逐时分布 120
5.4.2再生水取热温差 121
5.4.3温度改变影响分析 121
5.4.4再生水取排水系统 122
5.4.5收纳河道水温分布研究 125
5.5热能利用输送距离研究 131
5.5.1输送模型的建立 132
5.5.2再生水输送管道技术的选择 134
5.5.3再生水输送过程的温变特性分析 135
5.5.4再生水热能输送距离界限模型 140
5.6热泵系统与建筑适应性研究 143
5.6.1各种类型建筑负荷分析 143
5.6.2再生水源热泵系统与建筑负荷匹配性分析 145
5.7小结 146
参考文献 147
第6章 浅层地热能地下换热系统设计 149
6.1地埋管换热系统设计 151
6.1.1埋管方式 151
6.1.2接管方式 152
6.1.3埋管间距 154
6.1.4埋管管径及换热介质 154
6.1.5埋管负荷的确定 155
6.1.6埋管数量计算 155
6.1.7地埋管设计案例 156
6.2地下水换热系统设计 158
6.2.1地下水水量的确定 159
6.2.2热源井的设计原则及注意事项 159
6.2.3地下水回灌 160
6.3复合式热泵系统设计 161
6.3.1辅助冷源复合式热泵系统 162
6.3.2辅助热源复合式热泵系统 165
6.3.3蓄能系统设计 166
6.3.4复合式系统设计案例 167
6.4小结 176
参考文献 177
第7章 浅层地热能地下换热系统施工 179
7.1地埋管换热系统施工工法及技术要求 181
7.1.1点位测量放线和钻探成孔 181
7.1.2U形管弯头选择及试压 183
7.1.3下管及钻孔回填 184
7.1.4水平管测量放线及管沟开挖 185
7.1.5管路安装 186
7.1.6管沟回填 187
7.1.7检査井砌筑 188
7.2地下水换热系统施工工法及技术要求 189
7.2.1钻凿井孔 189
7.2.2物探测井 190
7.2.3冲孔换浆 190
7.2.4井管安装 190
7.2.5填料封井 191
7.2.6洗井抽水试验 191
7.2.7验收 193
7.2.8管网安装 193
7.3地表水换热系统施工工法及技术要求 193
7.3.1地表水换热系统(闭式)施工 193
7.3.2地表水换热系统(开式)施工 196
7.4新技术应用案例 196
7.4.1套管式地埋管组成与工作原理 197
7.4.2套管式地埋管施工工法及技术要求 197
7.4.3套管式地埋管案例介绍一河北省邯郸市某煤改地源热泵项目 204
7.4.4半开放式循环换热系统的组成与工作原理 206
7.4.5半开放式循环换热系统施工工法 207
7.5施工组织的管理、技术措施 213
7.5.1施工质量保证措施 213
7.5.2施工进度保证措施 216
7.5.3安全、文明施工及环保、职业健康管理措施 218
7.6小结 221
参考文献 221
第8章 浅层地热能开发利用的系统监测 223
8.1监测系统的构成 225
8.1.1按监测内容划分 225
8.1.2按监测系统结构划分 226
8.2监测组件技术特性 227
8.2.1温度监测设备 227
8.2.2流璽监测设备 228
8.2.3压力及液位监测设备 228
8.2.4电力监测设备 228
8.2.5水质监测设备 229
8.3监测系统设计与安装 229
8.3.1空调房间监测 229
8.3.2机房监测 230
8.3.3室外监测 231
8.3.4数据采集、传输和展示 235
8.4监测系统运行维护 236
8.4.1维护内容 236
8.4.2维护方法 236
8.5典型监测系统实例分析 237
8.5.1北京浅层地热能开发利用监测系统 237
8.5.2上海市浅层地热能开发利用监测系统 245
8.6小结 255
参考文献 256
第9章 浅层地热能应用地温场时空演化数值模拟研究 257
9.1数值模拟理论发展历程 259
9.1.1数值模拟理论基础 259
9.1.2数值模拟研究现状 259
9.2地温场演化数值模拟实例研究及应用意义 265
9.2.1地温场演化数值模拟实例研究(上海) 265
9.2.2地温场演化数值模拟实例研究(北京) 278
9.2.3地温场演化数值模拟研究的应用意义 291
9.3小结 292
参考文献 292
10 浅层地热能开发利用系统运行评价 293
10.1系统运行评价体系 295
10.1.1评价内容及抽检要求 295
10.1.2评价方法 296
10.2典型项目运行分析及评价 304
10.2.1项目概况 304
10.2.2项目运行分析 310
10.2.3项目运行评价 322
10.3小结 330
参考文献 330
11 地下换热系统换热影响因素 333
11.1地下水径流条件对地下换热的影响 335
11.1.1自然条件下地下水的影响 335
11.1.2人工干预条件下地下水的影响 336
11.1.3地下水流速对地下换热的模拟研究 338
11.2岩性及地层结构 342
11.2.1地下水换热系统 342
11.2.2地埋管换热系统 343
11.3地层原始温度对换热的影响 353
11.4不同换热方式的换热效果 354
11.4.1地表水地源热泵系统 355
11.4.2地下水地源热泵系统 356
11.4.3地埋管地源热泵系统 356
11.5不同开采规模的换热效果 359
11.6 小结 361
参考文献 361
12 浅层地热能未来发展方向与展望 363
12.1系统节能控制策略 365
12.1.1机组控制 365
12.1.2系统控制 369
12.2浅层地热能服务社会发展 371
12.2.1浅层地热能服务区域能源发展 371
12.2.2浅层地热能利用的环境及社会效益 372
12.3科学开发利用建议 374
12.3.1浅层地热能应用的普遍性原则 374
12.3.2大力发展“浅层地热能 ” 377
12.3.3浅层地热能未来发展领域 382
12.4小结 387
参考文献 388
索引 389
內容試閱
浅层地热能(亦称浅层地温能)是一种分布广泛、储量巨大、清洁环保、提取方便、前景广阔的新型可再生能源资源。人们可以通过被称为21世纪“绿色空调技术”的热泵技术,提取蕴藏于建筑物周边花园、草地、道路、停车场等地下岩土体或地下水、地表水中的巨大能量,循环再生,实现对建筑物的供暖制冷。
2016年3月,地热能开发首次被写入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》,并提出加快推进地热能开发。2017年1月,国家《地热能开发利用“十三五”规划》指出,到2020年,地热供暖(制冷)面积累计达到16亿平方米。浅层地热能作为地热能的重要组成部分,其开发利用将在应对能源短缺问题,调整我国能源结构和环境治理等方面做出巨大贡献。
当前我国浅层地热能开发利用发展突飞猛进,亟需科学的、系统的理论体系和方法技术来提供支持。通过多年的积累,北京市取得了丰富的研究成果与宝贵的工程经验,同时在中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心的推进下,在全国不同地区形成了一个开放、共享的技术交流、业务推广的平台。本书编者凝练吸纳了长期的研究和开发利用关键技术的研究成果,融合了不同地区、不同单位的独特优势,并参考了国内外同类书籍和标准规范,在以往《中国浅层地温能资源》等书的基础上编著本书。
本书采取资料收集与分析研究相结合的方式,专业范围进一步扩充,内容全面系统,首次涵盖资源勘查评价、数值模型、设计、施工、监测、系统运行评价等多个学科的浅层地热能开发利用全过程内容。本书内容深入,基础理论紧密结合工程实际,体现了良好的系统性、创新性、实践性和示范性,对浅层地热能行业指导性、针对性强,书中论述的研究成果具有极高的理论和实际应用价值。不仅为浅层地热能开发利用的广大科研、技术工作者提供了良好的借鉴,也为相关政府管理及规划的具体工作提供了支撑,同时希望为浅层地热能基础理论与技术应用领域的高等院校师生的科研和教学工作提供参考。
本书从浅层地热能资源属性特征着手,系统阐述了区域浅层地热能调查、场地勘查评价、地表水热能勘查评价、浅层地热能地下换热系统的设计与施工、开发利用系统监测、迁移转化数值模拟、系统运行评价体系的要点和内容,提出了浅层地热能的未来发展方向以及高效开发利用的建议,为浅层地热能持续科学发展提供技术参考。
本书由中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心和北京市地质矿产勘查院牵头,自然资源部浅层地热能重点实验室、北京市地热调查研究所、北京市华清地热开发集团有限公司、中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心上海浅层地热(温)能发展研究中心[上海市地矿工程勘察(集团)有限公司]、廊坊实验中心(河北省地球物理勘查院)、重庆分中心(重庆市地勘局南江水文地质工程地质队)、江西分中心(江西省勘察设计研究院有限公司)、北京华清卓越新能源工程技术有限公司、北京华清荣益地能科技开发有限公司等单位抽调各单位多年从事浅层地热能研究与开发利用工作的专家、技术人员,统筹安排、分工协作,共同完成。
全书共分12章,具体编写分工为:前言由李宁波、杨俊伟、于湲编写;绪论由杨俊伟、李宁波编写;第2章浅层地热能属性特征,由李宁波、杨俊伟、李翔、于湲、王立志、郑佳、贾子龙、徐子君编写;第3章浅层地热能区域调查评价,由于湲、王小清、孙婉、才文韬、杨俊伟、郑佳编写;第4章浅层地热能场地勘查评价,由郑佳、李娟、杜境然、刘爱华、郭艳春、朱昕鑫编写;第5章地表水热能勘查评价与利用,由于湲、李翔、郑佳、李娟编写;第6章浅层地热能地下换热系统设计,由李翔、邢罡、孙志亮、李国际编写;第7章浅层地热能地下换热系统施工,由李宁波、杨俊伟、梅新忠、李方震、杨金岭、李国际、孙志亮编写;第8章浅层地热能开发利用的系统监测,由郭艳春、黄坚、王哲、于湲、王洋、刘冰、朱昕鑫、李富、王任博编写;第9章浅层地热能应用地温场时空演化数值模拟研究,由于湲、刘爱华、寇利、齐志安、郑佳编写;第十章浅层地热能开发利用系统运行评价,由郑佳、郭艳春、李富、贾子龙、李翔、梁桂星、项悦鑫编写;第十一章地下换热系统换热影响因素,由郑佳、李娟、刘爱华、杜境然、彭清元、于湲、梁桂星编写;第十二章浅层地热能未来发展方向与展望,由李宁波、李翔、杨俊伟、王立志编写。李宁波、杨俊伟负责全书的统稿、修改定稿。
本书编写过程中,多家单位和个人提供过大量资料、建议和帮助,在此作者一并表示诚挚的谢意!
李宁波
2022年1月

 

 

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