下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
从浅层地热能成因角度来看，其具有自身独特的三种属性：太阳能属性、地热能属性和蓄能属性。
在地表以下15～20m，由于受太阳辐射影响，其地下温度随时间周期性变化，越接近地表，温度与环境气温越接近，称为“变温带”，因此，浅层地温能包含太阳能的属性。变温带以下，太阳能对地温的影响基本消失，此时太阳辐射和地球内热之间的影响达到一定的平衡状态，温度的年变化幅度接近于零，称为“恒温带”或“常温层”，恒温带很薄，其厚度一般为10～20m，且与当地年平均气温接近。
地球内部蕴含着巨大的地热能，通过火山爆发、温泉、喷泉及岩石的热传导等方式源源不断地向地表传递。其中，通过岩石的热传导作用散热是地球内部热能向地表散失的主要方式，通常用大地热流和地温梯度来描述该过程。在特定的地质构造及水文地质条件下，地球内热在地壳浅部富集和储存起来，形成了具有开发利用价值的地热能。浅层地温能便在此基础上形成。在恒温带以下，地温场则完全由地球内热所控制，地温随深度增加而增高，称为“增温带”，因此，浅层地温能主要是具有地热能的属性。
不同岩土体在非稳态导热过程中都有一定的蓄热能力，物体在温度周期性变化过程中的蓄热能力可以用蓄热系数来表征，瞬态过程中的蓄热能力应按其比热容计算。含水量对岩土体的热扩散率、蓄热系数等热物性参数的影响很大。地下水的流动对岩土中温度分布有显著的“拖动效应”，同时也使岩土的蓄热量增大。
浅层地热能既是热源也是热汇，即利用热泵技术向地下岩土体中提取或释放热量。在一定的地质条件和气候环境共同作用下，在一定的时间内，地下岩土体在原有温度场的基础上存在一定程度上的蓄冷或蓄热现象，也就是热泵系统向地下的排热速度大于地层向四周热扩散的速度，或周围的热补充小于热泵系统从地下的取热，出现了暂时的热（冷）堆积。但地下是个开放的地质体，随着时间的推移，堆积的热（冷）量逐渐向四周扩散，如果地下水径流条件好，则地下温度很快恢复到原始状态。如热泵系统是冬夏两用，在下一使用季时还没有恢复到原始地温，此部分堆积的热量可通过热泵系统运行将储蓄的冷、热量进行提取，有助于提高浅层地热能利用的效率。地温场的恢复时间与不同地质构造及气象条件有关。因此可以说浅层地热能也具备一定的蓄能属性。然而，夏季地源热泵系统向地下排热，这部分热量是夏季室内的热量通过热泵机组转换后排到地下，因此也可以说在浅层地热能开发利用过程中储存到地下的热量来自太阳能。
由此可见，浅层地热能赋存在地壳浅部空间的岩土体中，向下接受地球内热的不断供给，向上既接受太阳、大气循环蓄热的补给，又向大气中释放过剩的热量。因此，从宏观地质角度来讲，地球天然温度场分布、水圈、大气圈、太阳等对它都有影响，表现在地温的高低与板块构造的活动性、纬度、水循环、大气循环等密切相关，是多因素耦合作用下的复杂变化过程。浅层地热能的开发利用可被称为浅层地热能的“收支”。
浅层地热能与地热能的区别在于温度、空间分布和利用方式等不同。由于浅层地温的温度大大低于传统地热的温度，所以不能直接利用，只能为地源热泵系统提供低温热源，在夏天又可以成为冷源，比传统地热的用途更广。浅层地热能与热泵结合的一个系统可在两个季节适用，使用时间占到全年的2/3以上。另外，由于浅层地热能分布广、埋藏浅，因而其开发成本大大低于传统地热资源。传统地热资源只能开采热储层中的热能，而浅层地热能开采的是盖层中的热能，即使大规模开发利用，对深部地热资源的储量也没有直接影响。
传统地热可用于发电或直接利用，浅层地热能大多是通过热泵提取后利用，需要消耗一定的高品位能源（电能）。虽然运行成本高于传统地热的直接利用，但浅层地热能不消耗地热资源，不需要支付矿产资源费，同时可降低地热资源勘探的风险，节省地热资源勘探和评估的费用。