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結合楊浦知識創新城區規劃大力推進淺層地熱能開發利用

更新時間：2022-01-13　點擊量：1102

發展低碳經濟、推進資源節約的理念，已成為全球共識。去年，在哥本哈根召開的全球氣候大會上，我國政府鄭重承諾：到2020年單位GDP二氧化碳強度減少40%~45%。推進包括淺層地熱能在內的新型能源的開發利用是實現這一承諾的重要途徑。隨著地源熱泵系統在建筑物空調系統中的應用，使淺層地熱能的開發利用有了技術上的可行性，實踐表明已取得了良好的節能效果。

開發利用淺層地熱能是提倡綠色能源，發展生態城區、低碳經濟的重要環節，也是楊浦區建設國家創新型城區、創建國土資源節約集約*縣市的內在要求。

現結合楊浦知識創新城區規劃，交流探討楊浦區淺層地熱能開發利用。

1 楊浦區淺層地熱能開發利用歷史和總體條件.

1.1 淺層地熱能開發利用歷史.

黃浦江沿岸的楊浦區曾是中國近代工業的發源地，后即成為上海最大的工業區，擁有大量的工廠企業。早在上世紀六十年代，十七棉、十九棉等棉紡廠就開始對楊浦區淺層地熱能進行開發利用：當時主要采用地下水人工回灌作為冷水體空調降溫系統運用于廠房的夏季降溫。

1.2 淺層地熱能總體條件.

楊浦區位于上海中心區的東北部，總面積60.61km2。從土地利用現狀分析，可供開發的建設用地面積55.54km2中，商辦用地約2.5km2，工業倉儲用地約9.94km2，商品住宅用地約17km2。

按淺層地熱能開發利用的適宜程度劃分：楊浦區大部分區域位于較適宜區，主要分布在區域南部地段，分布面積約43.3km2；中等適宜區主要分布在區域西北地段，分布面積約17.1km2。

楊浦區淺層地熱能的資源量及開采潛力較大，主要體現在換熱功率和可服務建筑面積兩方面的數據：

制冷功率約1610MW，制熱功率約1370MW；供冷建筑面積1048萬m2，供暖建筑面積1617萬m2。

若楊浦區淺層地熱能被充分開發利用，則每年節能總量約12.4萬噸標煤，可減排二氧化碳排放30.6萬噸，減排二氧化硫2481噸。

型可再生能源方面，不斷探索嘗試，克服瓶頸，將推進綠色建筑的發展作為一項重要的課題。以新江灣城國際社區、五角場城市副中心、環同濟知識經濟圈、大連路國際總部研發集聚區、濱江發展帶五大功能區的逐步開發為契機，在規劃編制、土地出讓、方案審批、規劃驗收等各環節全過程得積極推進淺層地熱能的開發利用。主要做法是：堅持規劃，國有土地出讓時在土地出讓合同中明確綠色建筑建設以及節能減排的要求，在規劃審批階段提出指導性要求，并嚴格規定建設項目的綠色建筑方案必須提交區規委會審定，以此逐步在住宅、高級賓館、學校、幼兒園、商場、醫院、敬老院、檔案館、體育場館等建筑物類型上推廣利用淺層地熱能。

2.1 新江灣城國際社區規劃與淺層地熱能開發利用.

新江灣城已經被聯合國開發計劃署、聯合國環境規劃署等認定為“聯合國環境友好城市生態城區建設示范項目”。根據已經批準的控制性詳細規劃，新江灣城社區將根據生態化、智能化、國際化的定位，打造一個具有示范效應的生態居住社區。我們已經制定并開始實施《楊浦區新江灣城綠色建設導則》，包括自行車環通道、自行車租賃點等在內的綠色交通方式；充分利用太陽能和雨水，智能電網，供電網絡、信息網絡、無線寬頻三網合一，并在建設項目的規劃審批過程中，提出建筑物利用新型能源的指導性要求，推進淺層地熱能的應用。

在去年出讓的新江灣城C4地塊掛牌文件中，我們提出了包括綠色建筑等級、節能要求、可再生能源技術應用要求、綠色評價標示要求等詳細的《綠色標準》，從出讓地塊時就將項目建設引導向綠色、環保、生態方向。其中，在可再生能源技術應用要求中就包括淺層地熱能的應用，同時，對可再生能源技術應用規模提出了量化指標。

2.2 五角場城市副中心規劃與淺層地熱能開發利用.

五角場城市副中心的功能定位主要以知識創新區公共活動為特色，是融商業、金融、文化、體育、科研以及居住為一體的綜合性市級公共活動中心，是一個以科教為特色的現代服務業聚居區和市級商業中心，是上海市總體規劃確定的4個市級城市副中心之一。在五角場副中心的規劃和開發建設中，“生態環保、節能減排”已成為核心標準，在城市建設與項目開發運營進程中堅持“資源節約、環境友好、以人為本”的原則。按照其城市開發生態標準，五角場副中心的開發充分利用了地下空間以及包括淺層地熱能在內的新型能源，同時重視智能交通、區域非傳統水源、區域綠色建筑、區域綠色施工、屋頂資源化的建設，體現了城市生態建設的較高水平，并在城市整體開發的節能環保技術應用領域中取得了較大的進展。

“綠地楊浦匯創國際廣場”是五角場副中心淺層地熱能利用的范例。該項目運用了圍護結構保溫隔熱體系、地源熱泵、熱濕獨立控制、空心樓蓋等新技術，建筑設計總體節能65.3%，建設部將其列為2008年第一批綠色建筑。項目采用地源熱泵系統作為空調冷熱源，對建筑物進行空調、供暖以及熱水供應。

2.3 大連路國際總部研發集聚區規劃與淺層地熱能開發利用.

大連路總部研發集聚區規劃將大連路地區定位為以知識創新為特色，以知識楊浦為載體，以現代服務業為主導功能的跨國企業總部研發集聚區，以國際科技研發為支撐，以科技辦公、科技商務、科技中介為主要業態，集聚國內外企業地區總部、研發中心和各類專業服務機構。大連路總部研發集聚區的一批功能性項目已陸續啟動、建成，國內外科技企業總部、研發和采購中心的逐漸進駐，將打造出一條較為完善的科技產業服務鏈，從而與陸家嘴、外灘等區域的功能實現互動。根據區域定位，在項目建設中充分重視新能源的開發利用，著力提升大連路總部研發集聚區的節能、環保、新能源應用的現代服務業示范效應。

“西門子上海中心”是大連路總部研發集聚區中淺層地熱能開發利用的范例，該項目由4個單體建筑以及地下室組成，總建筑面積近5萬m2，節能率大于65%，集智能空調系統、高度節能、使用舒適及清潔維護簡便等特點于一體。該項目設計一套地源熱泵系統,對C樓餐廳的組合式空調機組進行預冷預熱，夏季提供300kw冷量,冬季提供370kw熱量，使整個項目成為綠色建筑設計與施工的*。

2.4 濱江發展帶規劃和與淺層地熱能開發利用.

楊浦擁有15.5km長的濱江發展帶，重點發展親水岸線、工業博覽、文化休閑、科技商務等現代服務業，打造一條從“工業文明”走向“知識文明”的發展長廊。

在濱江地區開發淺層地熱能，充分發揮了楊浦濱上海國土資源江段天然的地理優勢。在去年開展的“上海楊浦濱江總體城市設計國際方案征集”工作中，楊浦區明確“后世博”楊浦濱江發展的功能定位和形象定位，尤其在公共空間和公共環境建設方面，推廣低碳節能建筑、可再生能源開發，堅持規劃，在開發淺層地熱能的同時確保對地下空間資源或者水資源的合理利用、并滿足環境保護要求，從而推動節能產業集聚發展，推進資源兩型城區和低碳城區建設，促進“國家創新型試點城區”

戰略目標在“十二五”期間具體實現。

3 楊浦區推進淺層地熱能開發利用的政策機制.

3.1 創新工作機制，搭建工作平臺.

調動依靠各政府職能部門的資源和積極性，借用專家資源和企業之力，三方緊密配合，制定出具有示范性的工作目標，明確職責，形成合力，扎扎實實地推動我區的既有建筑和新建項目的淺層地熱能開發利用，走可持續、可循環的城市建設發展之路。

3.2 制定可操作的標準，規范淺層地熱能開發利用工作在調研的基礎上，集思廣益，充分運用現有的信息、資源，制定出符合楊浦實際的切實可行的推進標準，規范淺層地熱能開發利用工作。

3.3 推進示范性項目建設.

進一步推進具有代表性與示范性的淺層地熱能開發利用項目的建設，從而探索形成一條在城市建設中推進低碳經濟發展的可循環之路，為后續項目起到示范作用。

3.4 加強業務指導與行政管理，促進產業發展.

在項目審批方面，對示范項目，加強指導推進，落實監督措施；對其他參與淺層地熱能開發利用的項目加快審批流程，開辟綠色通道，制定鼓勵和激勵的辦法，建筑市場的發展方向，打造一批低能耗建筑與綠色建筑的亮點，實現項目落地。

4 結語.

目前淺層地熱能在楊浦區能源使用結構中占的比例還不高，隨著能源結構政策的調整和地源熱泵技術的逐步提高完善，淺層地熱能必將成為楊浦區今后開發利用中重要的新型能源,在建筑物供暖制冷中，淺層地熱能所占的比重也將愈來愈高。

楊浦區淺層地熱能開發利用將充分發揮政府和企業的紐帶作用，以進一步推進楊浦區的節能減排工作、提升新型能源利用水平。

全自動野外地溫監測系統/凍土地溫自動監測系統

地源熱泵分布式溫度集中測控系統

礦井總線分散式溫度測量系統方案

礦井分散式垂直測溫系統/地熱普查/地溫監測哪家好選鴻鷗

礦井測溫系統/礦建凍結法施工溫度監測系統/深井溫度場地溫監測系統

地熱井高精度傳感器分層測溫方案、地熱井溫梯度測井系統、井溫梯度測井系統

地溫凍土深水井地熱井溫度監測自動測溫系統

巖土凍土地溫深井電腦自動測溫系統、水源地源熱泵空調換熱井測溫系統

TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數據發到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套*基于現場總線和數字傳感器技術的在線監測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據客戶距離進行封裝。目前該系統廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統進行地溫監測，本系統的可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監測方法：

為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統的精度差，會受環境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數據傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

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