浅层地温能基础知识学习

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1、地温梯度　　geothermalgradient　　又称“地热梯度”。表示地球内部温度不均匀分布程度的参数。一般埋深越深处的温度值越高，以每百米垂直深度上增加的℃数表示。不同地点地温梯度值不同，通常为(1—3)℃／百米，火山活动区较高。　　又称地热梯度、地热增温率。指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率。　　在实际工作中，通常用每深100米或1千米的温度增加值来表示地热梯度；在地热异常区，也常用每深10米或1米的温度增加值来表示地热梯度。地壳的近似平均地热梯度是每千米25℃，大于这个数字就叫做地热梯度异常。近地表处的地热梯度则因

2、地而异，其大小与所在地区的大地热流量成正比，与热流所经岩体的热导率成反比。因此，地热梯度的区域性变化可能来源于热流量的变化，也可能来源于近地表岩体的热导率的变化。而在整个地球内部，地温梯度随深度的增加逐渐降低。　　地热梯度的方向一般指向温度增加的方向，称正梯度。如果温度向下即随深度的增加反而降低时，称负梯度。热田钻孔穿透热储层后，常出现负梯度。　　地温梯度异常可以用来研究地质构造的特征，同时对研究矿产（金，石油等）的形成与分布也有重要作用。地热梯度的倒数称地热增温陡度(geothermaldegree)，或称地热增温级(geothermal

3、degree)，其物理意义可以理解为温度相差1℃时两个等温面之间的距离。地埋管地源热泵系统设计中几个问题摘要结合天津的一个空调面积为14000m2地埋管地源热泵空调工程的设计，介绍了对地埋管换热器的取热量和散热量进行测试的实验方法，为工程设计提供了可靠的依据。对天津地区不加防冻液地埋管地源热泵机组进行了讨论，并分析了热泵机组采用满液式蒸发器，节电效果更加明显。关键词地埋管地源热泵，满液式蒸发器，防冻液一引言在地埋管地源热泵空调工程设计中，尽管有一些单、双U型管地埋换热器的传热模型[1,2]，可模拟埋地换热器内部流体随钻孔深度变化而变化的温度

4、分布，预测地下埋管的换热性能，但完善的地质资料和热物性参数很难获得。此外，系统是否采用防冻液以及热泵机组选型都是地埋管地源热泵空调系统设计需要认真分析的。二井位设计天津中冷暖通洁净工程技术有限公司2006年6月承接了天津市汇源印刷有限公司地埋管地源热泵空调工程的设计和施工工作。这是一个工业项目，空调面积14000m2，空调总冷负荷1575kW，空调总热负荷1122kW。本工程包括厂房及综合办公楼两个子项，厂房的空调型式为全空气系统；综合办公楼的末端设备为风机盘管。本工程共设计100m深双U型地埋管换热器264组，其布置见图1。由于场院面积不

5、能满足埋设地埋管换热器的需求，征得业主同意，在库房房心地面下桩基之间埋设地埋管换热器144组。库房由北向南共分三跨，每跨埋设地埋管换热器三组，每组十二个，沿东西方向布置，行距5.6m，孔距5.9m，共12组。库房东山墙外设有地下分水器三个，每跨一个分水器连接三组地埋管换热器，库房西山墙外设有地下集水器三个，每跨一个，这样将地埋管换热器连成同程式。地下集水器井兼做放气井。厂区绿地、道路下共埋设地埋管换热器120个，分8组，每组15个，行距不小于5.8m，孔距5m。热泵机房内设有地埋系统分水器、集水器，分、集水器上设有DN90接管8个，分别连接

6、厂区院内8个回路，另设有一个DN250接管与库房系统连接，每个接管上装有阀门，通过调整阀门使各支路达到水力平衡。本工程的特点是厂房中工艺设备发热量很大，即冷负荷远大于热负荷，地埋管换热器向土壤中散热量大于取热量，多年后造成热量不平衡使地温升高。设计中在热泵机房外设有开式冷却塔，在机房内设有板式换热器及冷却循环水泵。本工程将冷却塔循环水管、补水管、排水管及电源都做了预留。板式换热器及循环冷却水泵的基础都做好，设备暂时未安装，到需要时再进行安装。机房内地埋系统管路也都预留了接口。在天津市汇源印刷有限公司地埋管地源热泵工程设计工作中，结合以前多项

7、地埋管地源热泵工程的设计[3]，本文对竖直地埋管换热器计算，对防冻液应用的看法，地埋管地源热泵机组选型有如下几点体会与同行交流。三竖直地埋管换热器计算随着地源热泵技术在我国迅速的普及应用，《地源热泵系统工程技术规范》[4]起到了重要的指导作用，成为每位工程设计人员必备文件。根据我们工程设计实践，天津地区按以上规范计算地埋管换热器数量有些不太方便。天津地区地质构造比较复杂，图2是地质勘察部门提供给某建筑设计院结构设计专业30m深度地质报告中的地质剖面图，从图中可以发现，在某一个勘察点天津地区地下土层变化较大，不同性质的土层种类较多，不同性质土

8、层分界线也不平行。即同一土质层在不同位置厚度不相同，甚至某一土层在某一点可能消失。如能看到100m深度的地质剖面图，土层可能更加复杂了。《地源热泵系统工程技术规范》中给出了竖直地