江苏淮河生态经济带地埋管地源热泵适宜性及资源量评价

为确保江苏淮河生态经济带浅层地热能资源科学、合理开发,根据研究区地质条件与现场热响应试验资料,采用TOPSIS—熵权法进行了地埋管地源热泵适宜性评价,并计算了研究区100m以浅浅层地热能资源量。结果表明,研究区内地埋管地源热泵适宜性好与适宜性较好区面积为21 421.72 km~2;适宜性中等区面积为27 271.73 km~2;适宜性较差与适宜性差区面积为14 695.89 km~2;100m以浅热容量为1.68×10~(16)kJ/℃,夏季总换热功率为2.41×10~8 kW,冬季总换热功率为1.93×10~(8 )kW,评价结果对研究区浅层地热能开发利用具一定指导意义。     

现场热响应试验测试数据对比及应用分析

勘查评价浅层地热能地质条件及换热能力是高效开发浅层地热能资源的关键基础,对高效、可持续利用浅层地热能起着举足轻重的作用。不同区域地质条件千差万别导致地下换热效果不同,目前现场热响应试验,是地埋管地源热泵系统区域调查评价和应用项目场地勘查中,采用的重要勘查手段。通过现场热响应试验获得地温场初始地温、岩土体的热物性参数,计算得出每个地埋孔的换热能力即换热功率,可为评价地埋管地源热泵系统适宜区域的浅层地热换热功率提供依据,指导地埋管地源热泵系统地下换热系统设计。本文主要对地层初始地温、不同测试功能测试所得数据,进行了对比及应用分析,对指导现场热响应试验的科学合理应用,具有重要的参考意义。     

热响应测试实例及问题分析

地埋管地源热泵系统开发利用前景广阔,本文尝试采用基于圆柱热源理论的柱模型,在天津市静海县团泊新城,为某竖直地埋管建设项目设计了2组取热和2组排热工况热响应测试试验,为地源热泵系统优化设计与节能运行,提供了必要的数据依据。同时我们还总结了热响应测试过程中应该注意的问题,为以后工作提供了建议。     

岩溶地区浅层岩土体热物性参数测试及应用分析

以岩溶场地为地埋管地源热泵系统示范,通过场地岩土综合热物性测试成果及地埋管地源热泵系统建造后期运行情况,分析地埋管地源热泵技术在岩溶地区应用的可行性,为地埋管地源热泵技术在岩溶地区应用推广提供技术性参考。     

沈阳市典型岩土体组合热响应试验及结果分析

岩土热物性参数是地层热响应特征的直接表征,也是地埋管地源热泵系统设计主要影响因素.热响应试验是获取岩土热物性参数的重要手段之一.针对沈阳市不同地貌单元,选择3种典型岩土体组合地段开展5组热响应试验,综合研究分析了沈阳市典型岩土体组合的综合热响应特征,包括地层初始温度、地层综合导热系数及地层的地温恢复时间,提出了沈阳市西部地区可优先发展地埋管地源热泵系统.这些结果将为沈阳市地埋管地源热泵系统的规划部署及工程的开发利用提供借鉴.     

上海地源热泵系统对地质环境的热影响分析

根据地源热泵工程试验场两年监测数据,分析了地下换热区地温场分布特征以及地源热泵系统短期运行对地质环境的热影响效应。换热区地温场分布主要受气温、建筑冷热负荷、原始地温、岩土导热系数、与换热孔距离等因素影响。在吸排热比基本平衡的条件下,地源热泵系统对地质环境的热影响较小。选择合理的埋管间距,充分利用地源热泵的热回收功能,采用冷却塔—地埋管、地表水—地埋管等复合系统,有助于消除吸排热比不平衡现象。     

天津市浅层地热能存在的热堆积问题及解决方法探讨

通过对天津市浅层地热能地质环境动态监测系统获得的地埋管换热器周围温度场动态变化数据的归纳分析,得出以下结论:大部分地源热泵工程能满足建筑供暖制冷需求,地埋管换热器周围土壤在运行一个制冷供暖周期后能恢复到原始地温,不会对地质环境产生影响;一小部分地源热泵不能满足建筑制冷供暖需求,地埋管出水温度不能达到设计要求,换热器周围土壤温度出现持续的升高,在下一个制冷供暖周期不能恢复到原始地温,存在热堆积问题。在分析存在问题的基础上,提出以下可行解决方法:增加换热孔间距、调整换热孔群布置方式、地埋管与抽水井耦合开发利用、复合式供暖制冷系统以及深浅间隔布置的换热孔设计方式。     

竖直埋管地源热泵技术

竖直埋管地源热泵技术的重点和核心是地下埋管换热器。地下埋管换热器的设计包括：换热器形式和回路形式的选择，地下换热器尺寸设计，水平间距及热短路，管材的选用和换热能力等。地下埋管换热器的施工主要包括：钻孔，下管，注浆、回填和换热器的安装。     

地埋管地源热泵系统及存在问题分析

在阐明地源热泵系统的基本原理及国内外发展现状的基础上,分析了地埋管地源热泵系统在推广宣传、设计施工以及后期管理运行阶段中存在的一些主要问题,最后就在保持地埋管地源热泵系统可持续发展的前提提出了几点建议。     

一种新的地埋管换热器钻孔长度计算方法

基于叠加原理,提出了一种新的地埋管换热器钻孔长度计算方法,新方法考虑了地埋管换热器各钻孔地下换热热干扰的影响,以流体平均温度的作为计算参考温度。研究结果表明,由于受到热干扰的影响,地埋管换热器钻孔计算长度比不考虑热干扰情形要大;与传统"最不利钻孔法"相比,"流体平均温度法"计算的钻孔长度要小,且钻孔间距越小,钻孔长度相差越大。新方法能降低地埋管地源热泵项目钻孔成本,有助于地埋管地源热泵技术的规模化推广和应用。     

山东省鲁北地区浅层地热能资源评价

鲁北地区于2001年已陆续开始应用热泵技术开发浅层地热能,但区内的浅层地热能资源评价工作却严重滞后,制约了区内浅层地热能资源的开发和合理利用。为促进鲁北地区浅层地热能的开发利用,省政府拿出专项资金,开展了鲁北地区浅层地热能的资源评价工作,前期在调查区域内开发利用现状和摸清地质条件的基础上,采用层次分析法,分别对地下水换热方式和地埋管换热方式进行了开发利用适宜性分区,采用热储体积法对该区的浅层地热容量进行了计算,得出鲁北地区浅层地热容量为29．386×10^15 kJ/℃;并根据适宜性分区结果,分别对地下水式和地埋管式地源热泵适宜区、较适宜区可利用换热量也进行了计算,得出地下水式地源热泵200 m以浅可利用换热量为0．8489×10^10kW·h,地埋管式地源热泵200m以浅可利用换热量为6．5261×10^12kW·h。     

基于层次分析法的贵阳市地埋管地源热泵适宜性评价

根据贵阳市的地质、水文地质、岩石热物性特征以及环境地质等因素,采用层次分析法(APH)确定各因子的权重,并最终利用综合评价指数法进行地埋管地源热泵适宜性的综合评价。结果显示,贵阳市地埋管地源热泵适宜区面积为327.0 km2,不适宜区面积为39.4 km2。     

上海地区地源热泵系统能效调研与节能量分析

通过对上海地区23个地源热泵项目的测试和调研,得到了地源热泵系统夏季的制冷能效比和冬季的制热性能系数数据。按照建筑类型和建筑规模统计分析了地埋管地源热泵项目的系统性能,并计算了地源热泵常规能源替代量和经济环境效益,供类似项目参考。     

长春市地埋管地源热泵系统适宜性评价及开发利用前景分析

长春市浅层地温能开发利用方式主要为地埋管地源热泵系统,本文通过分析影响地埋管热泵系统的相关因素,运用层次分析法对地埋管热泵系统适宜性作出了分区及评价,并通过浅层地温能资源量计算,对长春市地埋管热泵系统开发利用前景进行了分析。     

地下水渗流对地埋管换热影响研究

为研究地下水渗流对地埋管换热的影响,搭建地埋管换热研究试验台,模拟不同地下水流速(0 m/a、100 m/a、200 m/a)条件下的地埋管换热器,通过试验数据分析得出:随着地下水流速的加大,将更多的热量带到下游,地埋管换热器的换热量和综合导热系数逐渐增加,对上、下游温度变化作用更明显,水流方向的热影响半径依次变大。地埋管换热器工程建设中应注重前期水文地质条件的勘察,对整个地源热泵系统工程能长期稳定运行起到关键作用。     

采用不同方式的地埋管换热器热响应测试 ——-以中新天津生态城公屋展示中心项目为例

利用两种热响应测试方式( 恒热流法和恒温法) 进行地埋管地源热泵换热试验,测试该地的土壤热物性参数。在概述了两种浅层岩土体热物性原位测试仪的原理、特点、测试方法及数据处理方法的基础上,分析比较了两种方法测量的参数,准确地计算出施工现场土壤的热物性参数。两种测试仪测量的热物性参数基本一致,同时热工况或冷工况试验所取得的参数差别不大。在20℃ ～ 30℃排热工况条件下,换热器为120 m 双U 类型时,排热量在25 ～ 60 W/m,在8 ℃取热工况条件下,取热量约30 W/m。热导率约1. 5 W/m·℃,热扩散率约为0. 46 × 10 － 6 m3 /s。     

地埋管换热器钻孔长度计算方法研究

地埋管换热器钻孔长度计算是土壤源热泵系统设计的核心。为规范地埋管换热器钻孔长度计算,从《地源热泵系统工程技术规范》基本要求出发,以合肥市某土壤源热泵工程为例,进行了地埋管换热器钻孔长度计算和校核模拟计算。研究表明,热干扰对地埋管换热器钻孔长度有较大的影响,不考虑热干扰影响的钻孔长度计算结果偏小;由于热堆积的影响,地埋管换热器流体平均出口温度呈现逐年上升趋势。校核模拟计算结果表明地埋管换热器钻孔计算长度能够满足规范的要求。     

江苏丹阳市滨江新城浅层地温能开发利用适宜性分区研究

为了实现丹阳市滨江新城浅层地温能的有效开发和可持续利用,在丹阳市滨江新城基础地质条件和岩土体热物性特征综合分析的基础上,结合浅层地温能资源开发利用现状,采用层次分析法进行地下水地源热泵和地埋管地源热泵系统开发利用适宜性分区。在此基础上完成了地源热泵系统开发利用总适宜性分区。丹阳市滨江新城面积139km~2,地下水地源热泵的适宜区、较适宜区的总面积为101.93km~2;将地下水和地埋管所得出的适宜性分区图叠加到一起,从而得出地下水地源热泵适宜区和较适宜区均为地埋管地源热泵的适宜区,二者均适宜的区域面积为36.27km~2,主要分布在长江古漫滩、古河道平原区;仅地埋管地源热泵适宜的区域面积约为29.73km~2,主要分布在长江坡积平原地区。成果可为丹阳市滨江新城浅层地温能资源合理开发利用提供借鉴。     

碳酸盐岩类地层地源热泵系统适宜性研究

碳酸盐岩地区岩溶裂隙发育,破碎带、断层广泛分布,建造垂直换热孔难度大,热物性参数难获取,极大程度制约了地源热泵系统在该区的应用。针对铜仁奥体中心碳酸盐岩类地层,运用物探、钻探、现场热响应试验等综合手段,旨在探索地源热泵系统在碳酸盐岩地区的适宜性。主要成果有:利用物探方法对地质条件进行勘探,分析知,测区有6条断裂破碎带,无溶洞发育特征,西西南区域地层完整性好;测得岩土平均导热系数为2.85 W/(m·℃),夏季、冬季地下平均换热量分别为72W/m、65W/m;弄清垂直地埋管布孔适宜深度为120m,水源井出水量在成孔直径152mm时可达50m~3/h;对建设不同地源热泵形式进行适宜性分区,以期为地源热泵系统在碳酸盐岩地区的推广应用提供参考意见。     

地下群井改变径流条件下的三维实验模拟研究

为研究改变地下径流条件时对U型地埋管换热器周围温度场恢复的影响,对北京某区实验基地U型地埋管进行夏季换热实验。通过抽水实验改变地下径流条件,取得了地源热泵系统的运行参数以及周边温度场变化趋势,通过COMSOL软件模拟三维U型地埋管在多场耦合作用下的换热过程,改变径流条件得到了换热孔周围0.5 m、1 m地温场恢复曲线,得到U形管口出口温度等。地下水径流能引起地埋管周围温度场的变形,地埋管周围温度场的迁移变化方向同地下径流速度场方向一致。对比实验值得出:运行稳定后地埋管的出口温度模拟值与实际值工况接近,地埋管在10 m、120 m处的温度模拟值与实验值吻合好,地埋管深5 m、48 m、89 m处周围0.5 m、1m的温度恢复比原始地温高1℃左右,与实际监测结果相同,证明了数值模拟的正确性。在此基础上预测了加大径流条件下的地温场恢复情况,并分析了原因。此三维模型可研究不同土壤分层构造、地下水不同流速、人为改变地下流场条等复杂三维多场耦合问题,可初步预测实际工程中,换热群井运行过程中地下温度场的变化。为进一步研究土壤分层和地下水分层流动下,地埋管群井周围温度场变化奠定了基础。