熱響應(yīng)試驗(yàn)報(bào)告哈爾濱市淺層地溫能調(diào)查評價(jià)

1前 .-1..........................................................................................................-1-..........................................................................................................-1-..........................................................................................................-1-參考規(guī)范、測試的內(nèi)容及工作量...........................................................................-4-主要執(zhí)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn).......................................................................................-4-測試的內(nèi)容及技術(shù)要求....................................................................................-5-測試設(shè)計(jì)工作量及完成工作量........................................................................-5-工作質(zhì)量評述...................................................................................................-6測試區(qū)地質(zhì)及水條件.......................................................................................-6...........................................................................................................-6-水條件.......................................................................................................-9巖土體工程地質(zhì)性質(zhì).....................................................................................-11-.............................................................................................................-12-下管及回填.....................................................................................................-12-試驗(yàn)設(shè)備及測試過程.....................................................................................-12-測試成果及分析.....................................................................................................-14巖土體初始溫度.............................................................................................-14-巖土體原位熱物性成果.................................................................................-17-溫度場的模擬.........................................................................................-24-主要結(jié)論................................................................................................................-25-附圖表....................................................................................................................-27-附圖1：現(xiàn)場測溫與熱響應(yīng)試驗(yàn)..................................................................-27附圖2：熱響應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀檢驗(yàn)..........................................................................-3020123月—20127f取出試 將其與軟件模擬的結(jié)果進(jìn)行對比使得方差

i

取得最小值時(shí)，通過傳熱模型調(diào)整后的熱物性參數(shù)即是所求結(jié)果。其中，Tcal,i為第i時(shí)刻由Texp,iN為試驗(yàn)測量的數(shù)據(jù)的組數(shù)。也可將試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接輸入專業(yè)的地源熱泵巖土熱物性測試軟以下給出一種適用于單U地埋管換熱器與周圍巖土的換熱可分為鉆孔內(nèi)傳熱過程和鉆孔外傳熱過程。相比鉆孔因此埋管與鉆孔內(nèi)的換熱過程可近似為穩(wěn)態(tài)換熱過程。埋管中循環(huán)介質(zhì)溫度沿流程不斷變化，循環(huán)介質(zhì)平均溫度可認(rèn)為是埋管出溫度的平均值。鉆孔外可視為無限大空間，地下巖土的初始溫度均勻，其傳熱過程可認(rèn)為是線熱源或柱熱源在無限大介質(zhì)中的非穩(wěn)態(tài)傳熱過程。在定加熱功率的條件下：鉆孔內(nèi)兩根埋管單位長度的熱流密度分別為q1和q2Tf1TbR1q1TTf

R2

式中Tf1,Tf2——分別為兩根埋管內(nèi)流體溫度（（m?K/W（m?K/W d d RR lnb R bb

do

b

d2D2

d d lnb bb

D

b

d2D2

RpRf do piRppi

did

Rfd

式中di——埋管內(nèi)徑db——鉆孔直徑λp——埋管管壁導(dǎo)熱系數(shù)[W/(m?K)]；λb——鉆孔回填材料導(dǎo)熱系數(shù)[W/(m?K)]；λsK——循環(huán)介質(zhì)與U形管內(nèi)壁的對流換熱系數(shù)[W/(m2?K)]TfTbql

由式(C.3.8-2)~(C.3.8-5)Rb1

d

d

d Rb

lnb

ln 22

d

D

d4D4 b do 1

KK

di

同理可推得雙URb1 d d Rb b 4

D3

d8D8 b do

d

dh i

i

1Ts2

r db

rr

,

TTff

,

db

r2

,

TTff

r

cs——埋管周圍巖土的平均比熱容[J/(kg?℃)]；（（kg/m3（s由上述方程可求得τ時(shí)刻鉆孔周圍土壤的溫度分布。其公式非常復(fù)雜，求值十分， d2cTbTffql

Eibss

e exxSd2c 16 d2

16s

Eibss

Rs

Eibs16s

dbscs

0.577216

16s22由式(5)和(11) d2cTf

Rb

Eibss

圍巖土導(dǎo)熱系數(shù)λsρscs，利用該式可以求得上述兩個(gè)未知參數(shù)。中民《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GB50366-中民《供水水文地質(zhì)勘探規(guī)范》中民地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)《淺層地?zé)崮芸辈樵u價(jià)規(guī)范（DZ/T0225-測試時(shí)間內(nèi)U測試時(shí)間內(nèi)處的水溫變化 年月日進(jìn)場進(jìn)行準(zhǔn)備，7月10日完成全部野外現(xiàn)場測試，同時(shí) 年月 表1件件點(diǎn)組表2件件點(diǎn)組組測試區(qū)地質(zhì)及水條（一）表2- 前第四紀(jì)地層界系統(tǒng)組符分0姚組0組0（二）1、下更新統(tǒng)猞猁組東深井組2、中更新統(tǒng)下荒山組（Q21-上荒山組3、上更新統(tǒng)哈爾濱組（Q31-顧?quán)l(xiāng)屯組3～25m30m下部為粗碎屑砂、砂礫石；上部為黃土狀粉質(zhì)粘土，結(jié)構(gòu)較松軟。表現(xiàn)出完整的正旋回沉積韻律。該組產(chǎn)豐富的動(dòng)物化石，即披毛犀——猛犸象動(dòng)物群，種屬超過70種。4、全新統(tǒng)（Q41（Q42下全新統(tǒng)中全新統(tǒng)上全新統(tǒng)水系統(tǒng)成控條件分水含水系統(tǒng)工作區(qū)水含水系統(tǒng)主要是由第四系松散巖類孔隙水系統(tǒng)構(gòu)成（一）15～30m50m。該子系統(tǒng)下邊界及周邊邊界均以白堊系泥巖為隔水邊界，上邊界是由中更新統(tǒng)上荒山組粉質(zhì)粘土弱透水邊界。由此形成了獨(dú)立完整的高平原承壓水含水子系統(tǒng)，并由大氣降水通過上部弱透水邊界滲入到含水層中，以人工開采或向下游徑流為主要排泄途徑。含水層滲透系數(shù)為29.95～72.18m/1000m2d3000～5000m3/d30～35m（二）（三）帶單井涌水量大于5000m3/d，水位埋深2.5～5.0m。水流動(dòng)系（一）（二）水水溫特1以黃土狀粉質(zhì)粘土為主夾粉質(zhì)粘土的黃土類土綜合體。分布于高平原大部分地區(qū)830m積極作用；具濕陷性黃土狀土強(qiáng)度相對最低，壓縮性最高。三類土體中的軟弱土體中部分分布于中、上部，與水活動(dòng)有關(guān)，在孔隙潛水賦存的平緩波狀與平坦平原地段，軟弱土體分布普遍，厚度較大；而在崗阜狀平原區(qū)，黃土狀土中孔隙潛水不穩(wěn)定，軟弱土體的分布也不穩(wěn)定埋深變化大厚度小在水承壓轉(zhuǎn)無壓地段黃土狀土中無軟弱土體油坊一帶上部可見外，其余多為中、下部良好土體厚層，只在市區(qū)香坊—哈西一帶發(fā)育薄以粉質(zhì)粘土或粉質(zhì)沙土為主，局部有淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、人工填土的一般粘土綜合粉質(zhì)粘土以中壓縮性，良好土體為主。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土全部為高壓縮性軟弱土體。局部低洼處分布一些人工填土，成分復(fù)雜，壓密固結(jié)差，強(qiáng)度低，易觸變。土體性質(zhì)受水位埋深變化影響較大。2下 233654789211水泵2加熱器3流量計(jì)4膨脹5排氣管6溫度傳感器27閥門8壓力表911011圖2 重量：約啟動(dòng)電加熱、水泵等試驗(yàn)設(shè)備，待設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后開 記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)在測試孔完成并放置至少48h巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)連續(xù)不間斷，持續(xù)時(shí)間不宜少于地埋管換熱器內(nèi)流速不應(yīng)低于0.2m/s試驗(yàn)數(shù)據(jù)和記錄的時(shí)間間隔不應(yīng)大于10分鐘地溫場特圖3鉆孔布置平面圖恒溫帶確

圖4430m30m處為該地30～35m之間。增溫帶特2℃/100m。200m1.0～4.0℃/100m，，冷凝溫度，制成一定溫度的熱水，通過循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)熱水在埋設(shè)的PE100管中以一定的速度流動(dòng)，讓PE管中的熱水在流動(dòng)過程中，將熱量散發(fā)到土壤中。地埋管的傳熱功率就是計(jì)算香坊二水（孔號M08,200m雙U）1加熱功率為 2加熱功率為 呼蘭濱才九號地（孔號M10,150m雙1加熱功率為 2加熱功率為0四（M02,200m單1加熱功率為 2加熱功率為阿城（孔號M11,150m1加熱功率為 2加熱功率為 濱才星城（孔號M01,150m雙1加熱功率為 2加熱功率為道外北門煤場（孔號M06,150m單1加熱功率為 2加熱功率為哈西村（孔號M07,150m單1加熱功率為 2加熱功率為 哈西閻家崗（孔號M05,150m雙1加熱功率為 2加熱功率為江北哈工大（孔號M03,150m單1加熱功率為 2加熱功率為南崗藍(lán)莓（孔號M04,150m單1加熱功率為 2加熱功率為 南崗平房（孔號M09,150m單1加熱功率為 2加熱功率為現(xiàn)場熱響應(yīng)試驗(yàn)主要成果一覽 共2 第1序號孔孔測試日度埋方回填材初始平（10-6m-1濱才星雙土2江北單土3江北工單土4南崗藍(lán)單土5哈西閻崗雙土6道外北煤單土7道村單土8香坊二雙原漿及砂9平房樓雙土濱才9號