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.     

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。     

南宁市浅层地温能赋存条件及资源量研究

在浅层地温能开发利用过程中,确定“热源体”的作用和资源量是地源热泵系统建设和设计的前提.文章通过分析南宁市浅层地温能赋存条件,进行室内测试获取各种岩土体热物性及物理性参数,并经过野外抽水、回灌及现场热响应等试验,获得了水文地质及各岩土层的热物性等相关参数,进而对南宁市浅层地温能可利用资源量和静态储量进行评估,为南宁市推广和利用地源热泵系统提供科学依据和技术支撑.     

华北平原主要城市浅层岩土综合导热能力研究——基于现场热响应试验分析

现场热响应试验方法可以获得换热深度内岩土体热物性参数的平均值,能够较真实地模拟地源热泵的实际运行情况,在地源热泵工程勘查设计阶段得到了广泛的应用。本文基于华北平原89个钻孔的热响应试验数据,对地表以下200 m深度内岩土体的综合导热能力进行分析,并对影响综合热导率的因素进行了探讨。结果表明,华北地区综合热导率大部分处于1. 50~2. 16 W/(m·K)之间（25%<累积概率<75%）。在富水性较好、岩石颗粒粗、地下水径流速度较快的区域,地埋管换热器的换热效果明显高于富水性差、岩石颗粒细、地下水径流速度慢的地区。地层岩性、含水率特征和地下水径流条件是影响岩土体综合热导率的主要因素。其中200m深度以内不同地区岩土体的岩性组成各不相同、地下水位埋深不同,是造成综合热导率差异的重要影响因素,地下水径流对岩土体的综合导热能力有促进作用。用无量纲Peclet值（Pe）判断地下水流动对换热过程影响的大小,在0. 28＜Pe＜0. 84的情况下,Pe值增加47%,岩土体综合导热能力增加7. 56%。     

徐州市主城区浅层地温能开发适宜性分区研究

浅层地温能以其分布广、储量大、高效无污染的特点,越来越多地被用于城市建筑供暖与制冷,但制约浅层地温能开发应用的因素很多,主要有地质、水文地质、岩土体热物理性质以及施工条件。目前徐州市浅层地温能处于无序开发状态,造成了极大的资源浪费和环境地质问题。该文重点进行了地埋管地源热泵开发利用适宜性分区研究,通过对徐州市主城区岩土样采集及现场热响应试验,认为在仅考虑热物性条件的前提下,可开展地埋管地源热泵的开发利用,并就其开发利用的钻探成本进行区域适宜性分区,划分为适宜区、较适宜区和不适宜区。     

天津滨海新区应用地源热泵系统可行性分析及建议

介绍了滨海新区第四系水文地质条件、地温场等特征,结合地下水地源热泵系统和垂直地埋管地源热泵系统的特点及相关政策,对两种类型的地源热泵系统在滨海新区应用的可行性进行了分析。得出存在的主要问题包括咸淡水串层、回灌、地面沉降及热平衡等,建议在应用地源热泵系统时要合理设计,确保咸淡水不串层,并进行相应的原位热响应试验,研究热平衡和回灌问题,尽快开展该区浅层地热能的调查评价和开发利用专项规划工作。     

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。     

数值模拟计算方法在沈阳城区地源热泵系统中的应用

地源热泵系统是地下水热能资源开发利用的一种新型形式。在地源热泵运行过程中,当水温变化在0. 1℃的情况下,会发生热贯通,水的热泵会运转,热泵运行效率将受到影响。本文以沈阳城区为例,采用数值模拟和数学统计方法,计算部分热贯通问题,以期对开采指导回灌井设计,以及地下水源热泵应用提供科学依据。     

地下水地源热泵系统开发利用对工程场地地质环境影响的监测分析

地下水地源热泵系统优点突出,但由于系统运行过程中对地下水的水位、水温、水质有一定的影响,因此,地下水地源热泵系统开发利用对工程场地地质环境影响的研究十分必要。选取关中地区某学校地下水地源热泵系统工程及陕南地区某小区售楼部地下水地源热泵系统工程,通过监测工程运行期间地下水温度、水位和水质动态数据,分析地下水地源热泵系统开发利用过程中对地质条件的影响。结果显示：当工程采灌平衡时,地下水位恢复迅速,地下水地源热泵工程长期运行不会对区域地下水位产生明显的改变;在一个完整的供暖、制冷年内地下水回灌井从井口至井底不同深度地下水温度均处于平衡状态;工程运行过程中水质常规阴阳离子、总硬度、总碱度、总溶解性固体、pH值和水化学类型没有明显的改变,有毒物质中的氰化物、汞离子、砷离子、铅离子、铬离子、挥发酚、铜离子一直处于检出限以下,仅有锌离子浓度受工程运行有一定变化。论文通过分析地下水地源热泵系统开发利用对工程场地地质条件影响,为地下水地源热泵系统的科学推广应用提供技术支撑。     

基于层次分析法的浅层地温能适宜性研究——以南宁市为例

浅层地温能是一种可再生的新型绿色能源,也是一种特殊的矿产资源,利用前景广阔。文章根据南宁市地形地貌、气候特征、水文地质特征、地温场分布,对南宁市浅层地温能资源赋存状况进行了分析,并运用层次分析法确定了浅层地温能适宜性分区评价体系中的各评价指标的权重。在此基础上,基于GIS平台的空间分析模块进行地下水水源热泵和地埋管土壤源热泵适宜性分区研究。结果显示,地下水式地源热泵适宜区面积为109、8km^2,集中在地下水丰富、回灌能力强的地区;地埋管地源热泵适宜区面积为108．8km^2,分布在施工条件较好,并且岩土综合热传导系数和比热容较大的地区,这些地区地层的换热能力和蓄热能力较强,钻进条件良好,开发利用的经济效益较好。     

地源热泵空调系统的换热工区岩土体温度变化研究

对地源热泵空调系统的运行工况及换热工区岩土体温度变化进行监测,依据对2008～2009年度监测数据的研究分析,对地源热泵空调系统运行所造成的岩土体温度变化趋势、幅度、影响范围以及地下水对岩土体温度变化的影响进行评价,揭示了岩土体温度的自然恢复特性。     

关中盆地浅层地热能赋存规律及资源量估算

通过野外地质调查及室内综合研究,分析了关中盆地浅层地热能的开发利用情况、赋存特征和形成模式,并对资源量进行了估算,总结了盆地不同地貌单元、不同岩性的岩土体热物性参数特征,计算了区域恒温带深度和浅层大地热流值。关中盆地地热能的形成模式主要为热传导型和热对流型: 热传导型地热资源主要分布于西安凹陷、固市凹陷等完整地质块体内; 热对流型地热资源主要分布于深大断裂直接沟通地表的区域以及断裂带周边区域。采用层次分析法对关中盆地浅层地热能进行适宜性分区,认为关中盆地整体属于地埋管地源热泵系统适宜区或较适宜区,地下水地源热泵系统适宜区和较适宜区主要分布在盆地中部漫滩区和阶地区。利用热储法,计算关中盆地浅层地热能热容量为1.38×10¹⁶ kJ/℃,浅层地热能储量巨大,开发利用前景优良。     

南京市地下水地源热泵系统适宜性分区评价:基于层次分析法和熵权系数法

浅层地温(热)能是一种可再生的新型环保能源,地下水地源热泵系统是开发利用浅层地热能的一种方式。层次分析法(AHP)能够充分利用专家的知识和经验,但是无法克服主观随意性带来的偏差;熵权系数法是一种客观的评价方法,但是不能反映决策者的偏好。结合南京的地质、水文地质条件、水温场、水化学条件等,提出基于AHP和熵权系数法的综合评价方法,对南京市地下水地源热泵系统应用适宜性进行分区,得到适宜区、较适宜区和不适宜区的分布范围和面积,对今后的开发利用工作具有指导意义。     

上海第四纪地层温度场分布特征与影响因素分析

地源热泵是上海开发利用浅层地温能的主要形式。通过对上海地区不同地点、不同埋深范围内第四纪地层地温实测数据,分析了本地区浅层岩土温度场分布的一般规律,并与历史数据比较。40余年来,上海地区第一承压含水层的平均地温有小幅升高,而第二承压含水层则有小幅下降。影响浅层地温场分布的主要因素有太阳辐射的周期变化、城市热岛效应、地表植被、地下水径流、人工回灌等。本文可为本地区地埋管地源热泵系统的勘察设计提供参考。     

基于层次分析法的沈阳市地埋管地源热泵适宜性评价

利用层次分析（AHP）法,以MapGIS为平台,考虑了地质条件、地下水动力条件及地层热物性参数等因素,对沈阳市辖9区范围内地埋管地源热泵适宜性进行了评价.建立了评价指标体系,主要对第四系厚度、卵石层厚度、地下水埋深、地下水径流条件、地层热传导系数、比热容等6项指标进行权重计算及综合评分,根据评分将全区划分为适宜区、较适宜区和不适宜区.该评价结果为沈阳市浅层地温开发利用提供技术支持.     

天津市地下水地源热泵系统地下水化学动态特征浅析

对天津市地下水地源热泵系统所利用的第四系地下水的化学特征进行分析,通过对40个地下水地源热泵系统工程水质取样分析,研究地下水地源热泵系统开发利用对地下水化学场的影响,结果表明:第四系各组水源井地下水多年来化学特征总体基本稳定,并没有因系统运行而出现明显变化,但从多年水质成果分析发现,地下水地源热泵系统水源井地下水化学性质比较稳定,系统运行条件变化不明显,大部分系统水源井地下水的总矿化度呈现出多年平稳略有上升的趋势。     

河南省主要城市浅层地温能特征及开发利用建议

河南省浅层地温能资源具有分布广泛、资源量丰富、开发利用方便等特点,发展前景广阔。通过对河南省主要城市的地质、水文地质条件和岩土体结构特征等浅层地温能赋存特征的分析,采用数理统计和对比分析等综合研究的方法,对比研究了不同地貌类型城市200m以浅的岩土体热物性特征、浅层地温场分布特征和岩土热响应特征等的异同及其分布与变化规律。结果显示:河南省主要城市浅层地温能的赋存层位主要为第四系及新近系上部的各类松散堆积物,这些松散的堆积物和储存于其孔隙内的地下水为浅层地温能的载体;岩土导热系数会随着孔隙率的增加而减小,随岩性颗粒变粗而增大;城市地层综合导热系数和换热能力与地下水径流条件呈正相关;位于盆地和山前地带水文地质条件优越的城市或地段,浅层地温能开发利用宜采用地下水换热方式,松散堆积物厚度较大且以细粒相沉积为主的城市或地段,宜采用竖直地埋管换热方式。     

覆盖型岩溶区地下水地源热泵工程岩溶塌陷成因及对策研究

地下水地源热泵工程是抽取地下水,以地下水为换热介质,提取能量之后全部回灌于含水层中。因此地下水地源热泵是改变地下水局部水位高程,整体上不影响地下水流场的变化。覆盖型岩溶区地质环境承载力较差,地下水的开发利用过程,可能加强诱发岩溶塌陷的因素,发生岩溶塌陷。在地下水地源热泵的建设和运行中,控制水位降深、尽量避免水位波动和瞬间水位变化过大等措施,达到预防岩溶塌陷的目的。而岩溶塌陷预防措施的研究给覆盖型岩溶区地下水地源热泵的建设和运行提供技术支撑。     

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。     

北京平原区地源热泵换热能力现场测试研究

岩土体不仅决定地温场的展布形态,而且也是浅层地温能资源评价和工程设计的关键因素,掌握区域岩土体的热物性及换热性能,是保障热泵高效稳定运行的关键。根据北京地区在施地源热泵工程对现场换热能力测试结果,系统地研究了地层结构及岩性、水文地质条件、回填材料等因素对综合热导率的影响。研究结果表明:在相同条件下选择适当回填材料有利于提高系统换热性能,膨润土和水泥基作为回填材料,比中细砂作为回填材料的换热性能分别提高了17.6%和19.7%;岩土体和地下水是热能赋存和传播的物质基础,地下水与地层结构决定着地温场分布形态和换热效率,地埋管换热器的换热能力与土壤颗粒、地下水位、地下水渗流存在直接关系,土壤颗粒越大,地下水位埋深越浅,渗流越快,对地埋管换热器换热能力具有明显的强化作用。