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结合杨浦知识创新城区规划大力推进浅层地热能开发利用

更新时间：2022-01-13　点击量：800

发展低碳经济、推进资源节约的理念，已成为全球共识。去年，在哥本哈根召开的全球气候大会上，我国政府郑重承诺：到2020年单位GDP二氧化碳强度减少40%~45%。推进包括浅层地热能在内的新型能源的开发利用是实现这一承诺的重要途径。随着地源热泵系统在建筑物空调系统中的应用，使浅层地热能的开发利用有了技术上的可行性，实践表明已取得了良好的节能效果。

开发利用浅层地热能是提倡绿色能源，发展生态城区、低碳经济的重要环节，也是杨浦区建设国家创新型城区、创建国土资源节约集约*县市的内在要求。

现结合杨浦知识创新城区规划，交流探讨杨浦区浅层地热能开发利用。

1 杨浦区浅层地热能开发利用历史和总体条件.

1.1 浅层地热能开发利用历史.

黄浦江沿岸的杨浦区曾是中国近代工业的发源地，后即成为上海最大的工业区，拥有大量的工厂企业。早在上世纪六十年代，十七棉、十九棉等棉纺厂就开始对杨浦区浅层地热能进行开发利用：当时主要采用地下水人工回灌作为冷水体空调降温系统运用于厂房的夏季降温。

1.2 浅层地热能总体条件.

杨浦区位于上海中心区的东北部，总面积60.61km2。从土地利用现状分析，可供开发的建设用地面积55.54km2中，商办用地约2.5km2，工业仓储用地约9.94km2，商品住宅用地约17km2。

按浅层地热能开发利用的适宜程度划分：杨浦区大部分区域位于较适宜区，主要分布在区域南部地段，分布面积约43.3km2；中等适宜区主要分布在区域西北地段，分布面积约17.1km2。

杨浦区浅层地热能的资源量及开采潜力较大，主要体现在换热功率和可服务建筑面积两方面的数据：

制冷功率约1610MW，制热功率约1370MW；供冷建筑面积1048万m2，供暖建筑面积1617万m2。

若杨浦区浅层地热能被充分开发利用，则每年节能总量约12.4万吨标煤，可减排二氧化碳排放30.6万吨，减排二氧化硫2481吨。

型可再生能源方面，不断探索尝试，克服瓶颈，将推进绿色建筑的发展作为一项重要的课题。以新江湾城国际社区、五角场城市副中心、环同济知识经济圈、大连路国际总部研发集聚区、滨江发展带五大功能区的逐步开发为契机，在规划编制、土地出让、方案审批、规划验收等各环节全过程得积极推进浅层地热能的开发利用。主要做法是：坚持规划，国有土地出让时在土地出让合同中明确绿色建筑建设以及节能减排的要求，在规划审批阶段提出指导性要求，并严格规定建设项目的绿色建筑方案必须提交区规委会审定，以此逐步在住宅、高级宾馆、学校、幼儿园、商场、医院、敬老院、档案馆、体育场馆等建筑物类型上推广利用浅层地热能。

2.1 新江湾城国际社区规划与浅层地热能开发利用.

新江湾城已经被联合国开发计划署、联合国环境规划署等认定为“联合国环境友好城市生态城区建设示范项目”。根据已经批准的控制性详细规划，新江湾城社区将根据生态化、智能化、国际化的定位，打造一个具有示范效应的生态居住社区。我们已经制定并开始实施《杨浦区新江湾城绿色建设导则》，包括自行车环通道、自行车租赁点等在内的绿色交通方式；充分利用太阳能和雨水，智能电网，供电网络、信息网络、无线宽频三网合一，并在建设项目的规划审批过程中，提出建筑物利用新型能源的指导性要求，推进浅层地热能的应用。

在去年出让的新江湾城C4地块挂牌文件中，我们提出了包括绿色建筑等级、节能要求、可再生能源技术应用要求、绿色评价标示要求等详细的《绿色标准》，从出让地块时就将项目建设引导向绿色、环保、生态方向。其中，在可再生能源技术应用要求中就包括浅层地热能的应用，同时，对可再生能源技术应用规模提出了量化指标。

2.2 五角场城市副中心规划与浅层地热能开发利用.

五角场城市副中心的功能定位主要以知识创新区公共活动为特色，是融商业、金融、文化、体育、科研以及居住为一体的综合性市级公共活动中心，是一个以科教为特色的现代服务业聚居区和市级商业中心，是上海市总体规划确定的4个市级城市副中心之一。在五角场副中心的规划和开发建设中，“生态环保、节能减排”已成为核心标准，在城市建设与项目开发运营进程中坚持“资源节约、环境友好、以人为本”的原则。按照其城市开发生态标准，五角场副中心的开发充分利用了地下空间以及包括浅层地热能在内的新型能源，同时重视智能交通、区域非传统水源、区域绿色建筑、区域绿色施工、屋顶资源化的建设，体现了城市生态建设的较高水平，并在城市整体开发的节能环保技术应用领域中取得了较大的进展。

“绿地杨浦汇创国际广场”是五角场副中心浅层地热能利用的范例。该项目运用了围护结构保温隔热体系、地源热泵、热湿独立控制、空心楼盖等新技术，建筑设计总体节能65.3%，建设部将其列为2008年第一批绿色建筑。项目采用地源热泵系统作为空调冷热源，对建筑物进行空调、供暖以及热水供应。

2.3 大连路国际总部研发集聚区规划与浅层地热能开发利用.

大连路总部研发集聚区规划将大连路地区定位为以知识创新为特色，以知识杨浦为载体，以现代服务业为主导功能的跨国企业总部研发集聚区，以国际科技研发为支撑，以科技办公、科技商务、科技中介为主要业态，集聚国内外企业地区总部、研发中心和各类专业服务机构。大连路总部研发集聚区的一批功能性项目已陆续启动、建成，国内外科技企业总部、研发和采购中心的逐渐进驻，将打造出一条较为完善的科技产业服务链，从而与陆家嘴、外滩等区域的功能实现互动。根据区域定位，在项目建设中充分重视新能源的开发利用，着力提升大连路总部研发集聚区的节能、环保、新能源应用的现代服务业示范效应。

“西门子上海中心”是大连路总部研发集聚区中浅层地热能开发利用的范例，该项目由4个单体建筑以及地下室组成，总建筑面积近5万m2，节能率大于65%，集智能空调系统、高度节能、使用舒适及清洁维护简便等特点于一体。该项目设计一套地源热泵系统,对C楼餐厅的组合式空调机组进行预冷预热，夏季提供300kw冷量,冬季提供370kw热量，使整个项目成为绿色建筑设计与施工的*。

2.4 滨江发展带规划和与浅层地热能开发利用.

杨浦拥有15.5km长的滨江发展带，重点发展亲水岸线、工业博览、文化休闲、科技商务等现代服务业，打造一条从“工业文明”走向“知识文明”的发展长廊。

在滨江地区开发浅层地热能，充分发挥了杨浦滨上海国土资源江段天然的地理优势。在去年开展的“上海杨浦滨江总体城市设计国际方案征集”工作中，杨浦区明确“后世博”杨浦滨江发展的功能定位和形象定位，尤其在公共空间和公共环境建设方面，推广低碳节能建筑、可再生能源开发，坚持规划，在开发浅层地热能的同时确保对地下空间资源或者水资源的合理利用、并满足环境保护要求，从而推动节能产业集聚发展，推进资源两型城区和低碳城区建设，促进“国家创新型试点城区”

战略目标在“十二五”期间具体实现。

3 杨浦区推进浅层地热能开发利用的政策机制.

3.1 创新工作机制，搭建工作平台.

调动依靠各政府职能部门的资源和积极性，借用专家资源和企业之力，三方紧密配合，制定出具有示范性的工作目标，明确职责，形成合力，扎扎实实地推动我区的既有建筑和新建项目的浅层地热能开发利用，走可持续、可循环的城市建设发展之路。

3.2 制定可操作的标准，规范浅层地热能开发利用工作在调研的基础上，集思广益，充分运用现有的信息、资源，制定出符合杨浦实际的切实可行的推进标准，规范浅层地热能开发利用工作。

3.3 推进示范性项目建设.

进一步推进具有代表性与示范性的浅层地热能开发利用项目的建设，从而探索形成一条在城市建设中推进低碳经济发展的可循环之路，为后续项目起到示范作用。

3.4 加强业务指导与行政管理，促进产业发展.

在项目审批方面，对示范项目，加强指导推进，落实监督措施；对其他参与浅层地热能开发利用的项目加快审批流程，开辟绿色通道，制定鼓励和激励的办法，建筑市场的发展方向，打造一批低能耗建筑与绿色建筑的亮点，实现项目落地。

4 结语.

目前浅层地热能在杨浦区能源使用结构中占的比例还不高，随着能源结构政策的调整和地源热泵技术的逐步提高完善，浅层地热能必将成为杨浦区今后开发利用中重要的新型能源,在建筑物供暖制冷中，浅层地热能所占的比重也将愈来愈高。

杨浦区浅层地热能开发利用将充分发挥政府和企业的纽带作用，以进一步推进杨浦区的节能减排工作、提升新型能源利用水平。

全自动野外地温监测系统/冻土地温自动监测系统

地源热泵分布式温度集中测控系统

矿井总线分散式温度测量系统方案

矿井分散式垂直测温系统/地热普查/地温监测哪家好选鸿鸥

矿井测温系统/矿建冻结法施工温度监测系统/深井温度场地温监测系统

地热井高精度传感器分层测温方案、地热井温梯度测井系统、井温梯度测井系统

地温冻土深水井地热井温度监测自动测温系统

岩土冻土地温深井电脑自动测温系统、水源地源热泵空调换热井测温系统

TD-016C型地源热泵能耗监控测温系统

产品关键词：地源热泵测温，地埋管测温，浅层地温在线监测系统，分布式地温监测系统

此款系统专门为地源热泵生产企业，新能源技术安装公司，地热井钻探公司以及节能环保产业等单位设计，通过连接我司单总线地热电缆，以及单通道或多通道485接口采集器，可对接到贵司单位的软件系统。欢迎各类单位以及经销商详询！此款设备支持贴牌，具体价格按量定制。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统【产品介绍】

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的测温电缆设计方法，单总线测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

采集服务器通过总线将现场与温度采集模块相连，温度采集模块通过单总线将各温度传感器采集到的数据发到总线上。每个采集模块可以连接内置1-60个温度传感器的测温电缆相连。本方案可以对大型试验场进行温度实时监测，支持180口井或测温电缆及1500点以上的观测井温度在线监测。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统：

1. 地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2. U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究，埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

竖直地埋管地源热泵温度测量系统，主要是一套*基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及分析系统。它能有对地源热泵换热井进行实时温度监测并保存数据，为优化地源热泵设计、探讨地源热泵的可持续运行具有参考价值。

二、RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统本系统的重要特点：

１．结构简单，一根总线可以挂接1-60根传感器，总线采用三线制，所有的传感器就灯泡一样，可以直接挂在总线上．

２．总线距离长．采用强驱动模块，普通线，可以轻松测量500米深井.

３．的深井土壤检测传感器，防护等级达到ＩＰ６８，可耐压力高达5Mpa.

４．定制的防水抗拉电缆，增强了系统的稳定性和可靠特点总结：高性价格比，根据不同的需求，比你想象的*．

针对U型管口径小的问题，本系统是传统铂电阻测温系统理想的替代品. 可应用于：

１.地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2.U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

本系统技术参数：支持传感器：18B20高精度深井水温数字传感器，测井深：1000米，传感器耐压能力：5Mpa ,配置设备：远距离温度采集模块＋测井电缆＋传感器，

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统系统功能：

1、温度在线监测

2、报警功能

3、数据存储

4、定时保存设置

5、历史数据报表打印

6、历史曲线查询等功能。

【技术参数】

1、温度测量范围：-10℃ ～ +100℃

2、温度精度：正负0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采样点数：小于128

5、巡检周期：小于3s（可设置）

6、传输技术： RS485、RF(射频技术)、GPRS

7、测点线长：小于350米

8、供电方式： AC220V /内置锂电池可供电1-3年

9、工作温度： -30℃ ～ +80℃

10、工作湿度：小于90%RH

11、电缆防护等级：IP66

使用注意事项：

防水感温电缆经测试与检测，具备一定的防水和耐水压能力，使用时，请按以下方法操作与使用：
1．使用时，建议将感温电缆置于U形管内以方便后期维护。
若置与U形管外，请小心操作，做好电缆防护，防止在安装过程中电缆被划伤，以保持电缆的耐水压能力和使用寿命。
2. 电缆中不锈钢体为传感器所在位置，因温度为缓慢变化量，正常使用时，请等待测物热平衡后再进行测量。
3. 电缆采用三线制总线方式，红色为电源正，建议电源为3-5V DC，黑色为电源负，兰色为信号线。请严格按照此说明接线操作。
4. 系统理论上支持180个节点，实际使用应该限制在150个节点以内。
5.系统具备一定的纠错能力，但总线不能短路。
6. 系统供电，当总线距离在200米以内，则可以采用DC9V给现场模块供电，当距离在500米之内，可以采用DC12V给系统供电。

【北京鸿鸥成运仪器设备有限公司提供定制各个领域用的测温线缆产品介绍】

由北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的地源热泵温度场测控系统，硬件采取*ARM技术；上位机软件使用编程语言技术设计，富有人性、直观明了；测温传感器直接封装在电缆内部，根据客户距离进行封装。目前该系统广泛应用于地源热泵地埋管、地源热泵温度场检测、地源热泵地埋换热井、地源热泵竖井及地源热泵温度场系统进行地温监测，本系统的可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

地源热泵诊断中土壤温度的监测方法：

为了实现地源热泵系统的诊断，必须首先制定保证系统正常运行的合理的标准。在系统的设计阶段，地下土壤温度的初始值是一个重要的依据参数，它也是在系统运行过程中可能产生变化的参数。如果在一个或几个空调采暖周期（一般一个空调采暖周期为1年）后，系统的取热和放热严重不平衡，则这个初始温度会有较大的变化，将会大大降低系统的运行效率。所以设计选用土壤温度变化曲线作为诊断系统是否正常的标准。
　　首先对地源热泵系统所控制的建筑物进行全年动态能耗分析，即输入建筑物的条件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、围护结构材料和房间功能等条件，计算出该区域全年供暖、制冷的负荷，我们根据该负荷，选择合适的系统配置，即地埋管数量以及必要的辅助冷热源，并动态模拟计算地源热泵植筋加固系统运行过程中土壤温度的变化情况，得到初始土壤温度标准曲线。采用满足土壤温度基本平衡要求的运行方案运行，同时系统实时监测土壤温度变化情况，即依靠埋置在地下的测温传感器监测土壤的温度，并且将测得的温度传递给地源热泵系统。

浅层地温能监测系统概况：

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇，对建筑物进行供热和供冷，在埋地管换热器设计中，土壤的导热系数是很重要的参数，而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长，测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地源热泵地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的地源热泵测温电缆设计方法，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的数字总线式测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

为方便研究土壤、水质等环境对空调换热井能效等方面的可靠研究或温度测量，目前地源热泵地埋管测温电缆对于地埋换热井，有口径小，深度较深等特点的测温方式,如果测量地下120米的地源热泵井，要放12路线PT100传感器。12根测温线缆若平均放置，即10米放一个探头，则所需线材要1500米，在井上需配置一个至少12通道的巡检仪，若需接入电脑进行温度实时记录，该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计，这口井进行地热测温至少成本在8000元，虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度，但对模拟量数据采集，提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数，即提供巡检仪的测量精度，若能够在长距离测温的条件下进行多点测温，能够做到0.5度的精度，则是非常不容易。针对这一需求，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出“数字总线式地源热泵地埋管测温电缆”及相应系统。矿井深部地温监测，地源热泵温度监测研究，地源热泵温度测量系统，浅层地热测温系统。

地源热泵数字总线测温线缆与传统测温电缆对比分析：
传统的温度检测以热敏电阻、PT100或PT1000作为温度敏感元件，因其是模拟量，要对温度进行采集，若需较高精度，需要选择12位或以上的AD转换及信号处理电路，近距离时，其精度及可靠性受环境影响不大，但当大于30米距离传输时，宜采用三线制测方式，并需定期对温度进行校正。当进行多点采集时，需每个测温点放置一根电缆，因电阻作为模拟量及相互之间的干扰，其温度测量的准确度、系统的精度差，会受环境及时间的影响较大。模块量传感器在工作过程中都是以模拟信号的形式存在，而检测的环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，每年需要进行校准，因而它们的使用有很大的局限性。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的总线式数字温度传感器，具有防水、防腐蚀、抗拉、耐磨的特性，总线式数字温度传感器采用测温芯片作为感应元件，感应元件位于传感器头部，传感器的精度和稳定性决定于美国进口测温芯片的特性及精度级别，无需校正，因数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做得很小，直径不大于12mm,且线路长短不会对传感器精度造成任何影响。这是传统热电阻测温系统*的优势。所以数字总线式测温电缆是地源热泵地埋管管测温、地温能深井和地层温度监测理想的设备。数字总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器，直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号，而每个传感器本身都有唯的识别ID，所以很多传感器可以直接挂接在总线上，从而实现一根电缆检测很多温度点的功能。

地源热泵大数据监控平台建设

一、系统介绍

1、建设自动监测监测平台，可监测大楼内室内温度；热泵机组空调侧和地源侧温度、

压力、流量；系统空调侧和地源侧温度、压力、流量；热泵机组和水泵的电压、电流、功率、

电量等参数；地温场的变化等，实现热泵机组运行情况 24 小时实时监测，异常情况预

警，做到真正的无人值守。可对热泵系统的长期运行稳定性、系统对地温场的影响以及能效

比等进行综合的科学评价，为进一步示范推广与系统优化的工作提供数据指导依据。

具体测量要求如下：

1）各热泵机组实时运行情况；

2）室内温度监测数据及变化曲线；

3）室外环境温度数据及变化曲线；

4）机房内空调侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

5）机房内地埋管侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

6）机房内用电设备的电流、电压、功率、电能等监测数据及变化曲线；

7）地温场内不同深度的地温监测数据及变化曲线；

8）能耗综合分析、系统 COP 分析以及系统节能量的评价分析。

2、自动监测平台建成以后可以对已经安装自动监测设备的地热井实施自动监测的数据分

析展示，可实现地热井和回灌井的水位、水温、流量实施传输分析，并可实现数据异常情况预

警，做到实时监管，有地热井运行的稳定性。

1）开采水量及回水水量的流量监测及变化曲线；

2）开采水温及回水水温的温度监测及变化曲线；

3）开采井井内水位监测及变化曲线；

结合杨浦知识创新城区规划大力推进浅层地热能开发利用

推荐产品如下：