淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)_第1頁(yè)
淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)_第2頁(yè)
淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)_第3頁(yè)
淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)_第4頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

目錄

1總則........................................................................................................................1

2術(shù)語(yǔ)........................................................................................................................2

3基本規(guī)定..................................................................................................................3

4區(qū)域監(jiān)測(cè)..................................................................................................................4

4.1監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)...........................................................................................................4

4.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)...................................................................................................4

4.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)施工...................................................................................................4

4.4監(jiān)測(cè)頻率...........................................................................................................6

5場(chǎng)地監(jiān)測(cè)..................................................................................................................7

5.1監(jiān)測(cè)要素...........................................................................................................7

5.2監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置.......................................................................................................8

5.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)施工...................................................................................................9

5.4監(jiān)測(cè)頻率.........................................................................................................10

6監(jiān)測(cè)設(shè)備................................................................................................................12

6.1監(jiān)測(cè)硬件.........................................................................................................12

6.2監(jiān)測(cè)軟件.........................................................................................................12

7監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理....................................................................13

7.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù).........................................................................................13

7.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理.................................................................................................13

7.3監(jiān)測(cè)報(bào)告.........................................................................................................13

附錄A地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔結(jié)構(gòu)...................................................................................15

附錄B場(chǎng)地監(jiān)測(cè)孔結(jié)構(gòu)...........................................................................................16

附錄C地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置...................................................................17

附錄D場(chǎng)地監(jiān)測(cè)地溫監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置...........................................................19

附錄E監(jiān)測(cè)軟件........................................................................................................20

條文說(shuō)明.......................................................................................................................22

1總則

1.0.1為規(guī)范本市淺層地?zé)崮苜Y源開發(fā)利用行為,提高淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用效

率,保護(hù)地質(zhì)環(huán)境,制定本標(biāo)準(zhǔn)。

1.0.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于上海市淺層地?zé)崮艿膮^(qū)域監(jiān)測(cè)及新建、改建及擴(kuò)建項(xiàng)目的場(chǎng)

地監(jiān)測(cè)。

1.0.3淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用區(qū)域監(jiān)測(cè)、場(chǎng)地監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)設(shè)備和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)

及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外,尚應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家和本市有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1

2術(shù)語(yǔ)

2.0.1淺層地?zé)崮躶hallowgeothermalenergy

蘊(yùn)藏在地表以下200m以內(nèi)深度范圍的巖土體、地下水和地表水中,溫度低于

25℃,具有開發(fā)利用價(jià)值的熱量。

2.0.2區(qū)域監(jiān)測(cè)regionalmonitoring

對(duì)上海市全域范圍典型地層原始地溫及淺層地?zé)衢_發(fā)利用集中區(qū)域溫度場(chǎng)

進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.0.3地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔Longtermsoiltemperaturemonitoringhole

對(duì)地層原始地溫進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的地溫監(jiān)測(cè)孔。

2.0.4場(chǎng)地監(jiān)測(cè)Fieldmonitoring

布置監(jiān)測(cè)設(shè)施對(duì)淺層地?zé)崮茼?xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。

2.0.5地源熱泵系統(tǒng)ground-sourceheatpumpsystem

以巖土體、地下水或地表水為低溫?zé)嵩矗伤礋岜脵C(jī)組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、

熱泵機(jī)房輔助設(shè)備組成的冷熱源系統(tǒng)。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同,地源熱

泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。

2.0.6監(jiān)測(cè)軟件Monitoringsoftware

為采集、傳輸、存儲(chǔ)、分析、共享監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)開發(fā)的計(jì)算機(jī)程序集合。

2.0.7監(jiān)測(cè)硬件MonitoringHardware

配合監(jiān)測(cè)平臺(tái)工作的各種物理裝置的總稱,主要包括傳感器、采集設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)

備、傳輸設(shè)備等。

2

3基本規(guī)定

3.0.3淺層地?zé)崮鼙O(jiān)測(cè)系統(tǒng)宜采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng),監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)統(tǒng)一納入上海市

淺層地?zé)崮鼙O(jiān)測(cè)信息系統(tǒng),并提供給用戶或用能運(yùn)營(yíng)單位,為制定相關(guān)政策、加

強(qiáng)用能管理等提供依據(jù)。

3.0.4淺層地?zé)崮鼙O(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)作為淺層地?zé)崮芙ㄖ?yīng)用項(xiàng)目的組成部分,列入建

設(shè)計(jì)劃,同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)和同步驗(yàn)收。

3.0.5淺層地?zé)崮鼙O(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)采用成熟、可靠的技術(shù)與設(shè)備。

3.0.6淺層地?zé)崮鼙O(jiān)測(cè)系統(tǒng)不應(yīng)影響建筑用能系統(tǒng)功能及降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。

3.0.7淺層地?zé)崮鼙O(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)定外,還應(yīng)符合國(guó)家和本市現(xiàn)行相

關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。

3

4區(qū)域監(jiān)測(cè)

4.1監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

4.1.1應(yīng)在上海市全域范圍內(nèi)設(shè)置地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔對(duì)各典型區(qū)域地層原始地溫

及淺層地?zé)衢_發(fā)利用集中區(qū)域溫度場(chǎng)的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

4.1.2地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔的布設(shè)宜兼顧不同地層結(jié)構(gòu)區(qū),形成的監(jiān)測(cè)網(wǎng)應(yīng)能控制全

域;并宜布設(shè)在淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用項(xiàng)目周邊區(qū)域,在淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用密集

區(qū)域應(yīng)加大布設(shè)密度。

4.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.2.1地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔監(jiān)測(cè)深度應(yīng)不小于150m。

4.2.2地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔監(jiān)測(cè)點(diǎn)的垂向布置應(yīng)在保證每一主要土層不少于一個(gè)監(jiān)

測(cè)點(diǎn)的前提下,12m以淺監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)密度適當(dāng)加大,12m以深監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)以10m

左右間距均勻布點(diǎn)。

4.2.3地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔孔深應(yīng)大于設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)深度2m,孔徑應(yīng)不小于200mm。

4.2.4地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔應(yīng)在孔內(nèi)設(shè)置無(wú)縫鋼管作為孔內(nèi)管材,單管,井管底部應(yīng)

密封,管壁不滲漏,井內(nèi)應(yīng)注水至井口。

4.2.5地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔回填材料宜采用黃沙與膨潤(rùn)土,兩者配比為7:3,水灰比

為0.5。

4.2.6為避免人為或自然因素造成監(jiān)測(cè)孔及監(jiān)測(cè)設(shè)備損壞,地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔應(yīng)加

裝孔口保護(hù)裝置。孔口保護(hù)裝置應(yīng)滿足以下要求:

1應(yīng)具有堅(jiān)固性,防止人為或自然因素引起破壞;

2應(yīng)具有防水性,防止雨水倒灌損壞監(jiān)測(cè)設(shè)備;

3應(yīng)具有保溫性,防止太陽(yáng)輻射等因素對(duì)孔內(nèi)溫度造成影響。

地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置具體結(jié)構(gòu)參照附錄C。

4.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)施工

4.3.1鉆孔定位、測(cè)量及開孔應(yīng)符合下列規(guī)定:

4

1監(jiān)測(cè)孔孔位宜選在對(duì)場(chǎng)地原有活動(dòng)影響小且便于施工的綠化或空地內(nèi),

使用GPS進(jìn)行孔位放樣,成孔后測(cè)量孔口高程,孔口高程采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量,

宜按四等水準(zhǔn)測(cè)量精度進(jìn)行控制;

2鉆孔前應(yīng)確保地基水平、堅(jiān)實(shí),鉆機(jī)定位應(yīng)準(zhǔn)確、水平、穩(wěn)固,鉆機(jī)立

軸中心與井管中心允許偏差應(yīng)不大于10mm;

3應(yīng)校正鉆桿垂直度,鉆機(jī)塔架頭部滑輪組、立軸與孔位中心應(yīng)在同一鉛

垂線上,并保證鉆頭在垂直的狀態(tài)下鉆進(jìn);

4應(yīng)設(shè)簡(jiǎn)易泥漿循環(huán)系統(tǒng),配好沉淀池和循環(huán)池,沉淀池體積不小于成孔

體積的1.5倍,并及時(shí)清除沉淀池中的沉砂。

4.3.2鉆探施工應(yīng)符合下列規(guī)定:

1應(yīng)根據(jù)地層、孔徑、深度選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速、鉆壓、泵量,采用泥漿護(hù)壁,

一徑到底。每鉆進(jìn)50m和終孔后應(yīng)校正孔深,其誤差不大于千分之一,超差應(yīng)校

正;

2監(jiān)測(cè)孔鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)測(cè)量鉆孔垂直度和傾斜方位,確定測(cè)溫點(diǎn)的空間位

置,有利于地溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析,一般鉆孔垂直度偏差宜不大于1.5%。

4.3.3下管工序應(yīng)在孔測(cè)井測(cè)斜結(jié)束后立刻進(jìn)行,間隔不應(yīng)大于30分鐘。下管時(shí)

利用鉆機(jī)鋼絲繩和端板卡口逐節(jié)絲扣下管,保證平穩(wěn)下管;

4.3.4灌漿回填前,應(yīng)靜置3-5分鐘,再上拔鉆桿3~5m,使鉆桿與井管分離,

間隔9-15m進(jìn)行灌漿,每次在漿液涌出地面后停止,保證灌漿的連續(xù)性,拔出灌

漿管,并固定管口。

4.3.5水平排線應(yīng)符合下列規(guī)定:

1水平線應(yīng)穿入到DN32mm的PE管內(nèi)利用地埋管水平開挖槽與地埋管換熱

器水平埋管同程鋪設(shè)進(jìn)入機(jī)房;

2現(xiàn)場(chǎng)條件不適合水平線排設(shè)的,應(yīng)采用無(wú)線發(fā)射的方式采集數(shù)據(jù)。

4.3.6溫度傳感器的下入應(yīng)符合下列規(guī)定:

1監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置安裝好后,將溫度傳感器下到井管中;

2溫度傳感器下入前應(yīng)保證井管內(nèi)注滿水,溫度傳感器下入后應(yīng)對(duì)井管進(jìn)

行補(bǔ)充注水,確保井管內(nèi)注水至井口;

5

3溫度傳感器下入到孔內(nèi)后,應(yīng)與水平排線連接并對(duì)線纜進(jìn)行檢測(cè),保證

能夠連續(xù)穩(wěn)定取得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

4.4監(jiān)測(cè)頻率

4.4.1地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔內(nèi)地溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸頻率宜不大于1d。

6

5場(chǎng)地監(jiān)測(cè)

5.1監(jiān)測(cè)要素

5.1.1淺層地?zé)崮軕?yīng)用項(xiàng)目監(jiān)測(cè)要素應(yīng)包含地源熱泵機(jī)房系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)。

5.1.2地源熱泵機(jī)房系統(tǒng)監(jiān)測(cè)應(yīng)包含:

1地源側(cè)流量;

2用戶側(cè)流量;

3地源側(cè)供、回水溫;

4用戶側(cè)供、回水溫;

5地源熱泵機(jī)組耗電量;

6循環(huán)水輸配系統(tǒng)耗電量。

5.1.3地埋管地源熱泵項(xiàng)目地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)包含換熱區(qū)土層溫度和地下水水質(zhì)。

5.1.4地下水地源熱泵項(xiàng)目地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)包含下列內(nèi)容:

1熱源井抽取及回灌期間的地下水流量、水溫、水位;

2目標(biāo)含水層水溫、水位、水質(zhì);

3換熱區(qū)地面沉降。

5.1.5地埋管地源熱泵系統(tǒng)工程監(jiān)測(cè)宜根據(jù)項(xiàng)目淺層地?zé)崮軕?yīng)用規(guī)模設(shè)置監(jiān)測(cè)要素見表

5.1.5。

表5.1.5地埋管地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測(cè)要素設(shè)置

熱泵系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測(cè)要素地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)要素

項(xiàng)目淺層地?zé)崮軕?yīng)用規(guī)模換熱區(qū)地溫

地源側(cè)供回用戶側(cè)供回?zé)岜脵C(jī)組及地下水

換熱區(qū)換熱區(qū)

水溫度、流量水溫度、流量水泵耗電量水質(zhì)

中心區(qū)域外圍區(qū)域

小型項(xiàng)目

(建筑面積小于5000平方米)

中型項(xiàng)目

(建筑面積5000~20000平方米)

大型項(xiàng)目

(建筑面積20000~50000平方米)

超大型項(xiàng)目

(建筑面積大于50000平方米)

7

5.2監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

Ⅰ機(jī)房系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

5.2.1地源熱泵機(jī)房?jī)?nèi)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)具有代表性,盡可能能夠直接反

應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),并不妨礙監(jiān)測(cè)對(duì)象的正常工作。

5.2.2機(jī)房系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的計(jì)量裝置布置應(yīng)符合下列要求:

1地源側(cè)總進(jìn)水管布置1個(gè)循環(huán)水流量傳感器;

2用戶側(cè)總進(jìn)水管布置1個(gè)循環(huán)水流量傳感器;

3地源側(cè)總進(jìn)水管、總出水管各布置1個(gè)水溫傳感器;

4用戶側(cè)總進(jìn)水管、總出水管各布置1個(gè)水溫傳感器;

5地源熱泵機(jī)組配電輸入端布置功率傳感器或者電能表,數(shù)量根據(jù)機(jī)組實(shí)際情況確

定;

6循環(huán)水輸配系統(tǒng)配電輸入端布置功率傳感器或者電能表,數(shù)量根據(jù)輸配系統(tǒng)實(shí)際情

況確定。

Ⅱ地埋管換熱系統(tǒng)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)

5.2.3地溫監(jiān)測(cè)宜布設(shè)監(jiān)測(cè)孔,監(jiān)測(cè)孔應(yīng)符合下列規(guī)定:

1監(jiān)測(cè)孔能滿足長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)需要;

2地溫監(jiān)測(cè)深度應(yīng)不小于換熱孔深度;

3地溫監(jiān)測(cè)孔的平面布置方法及數(shù)量應(yīng)根據(jù)換熱孔群的布置方式及換熱孔的數(shù)量確

定,布置在換熱孔密集區(qū)域。埋管區(qū)內(nèi)部應(yīng)不少于1個(gè)孔,應(yīng)布置在包括相鄰4個(gè)換熱孔所

組成的正方形或菱形對(duì)角線中點(diǎn)。埋管區(qū)外緣應(yīng)不少于2個(gè)孔,應(yīng)在埋管區(qū)外緣10m范圍內(nèi)

及10~30m范圍內(nèi)各設(shè)置1個(gè)監(jiān)測(cè)孔;

4監(jiān)測(cè)孔內(nèi)溫度傳感器數(shù)量不少于5個(gè),可根據(jù)埋管區(qū)巖土層結(jié)構(gòu)確定;

5地溫監(jiān)測(cè)孔鉆探深度應(yīng)大于設(shè)計(jì)深度2m,孔徑應(yīng)不小于160mm;

6地溫監(jiān)測(cè)孔應(yīng)在孔內(nèi)設(shè)置井管,底部應(yīng)密封,管壁不滲漏,井內(nèi)應(yīng)注水至井口;

7地溫監(jiān)測(cè)孔回填材料宜采用黃沙與膨潤(rùn)土,兩者配比為7:3,水灰比為0.5。

5.2.4水質(zhì)監(jiān)測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定:

1應(yīng)在換熱區(qū)中心區(qū)域或換熱孔布設(shè)最密集區(qū)域,布設(shè)1個(gè)地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)孔;

2地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)孔深度應(yīng)根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)場(chǎng)換熱孔深度范圍內(nèi)含水層分布情況確定;

8

3水質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)包括電導(dǎo)率、PH值、溶解氧、濁度、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、氨氮、總

硬度、砷(As)、鉬(Mo)、氟(F)。

Ⅲ地下水換熱系統(tǒng)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)

5.2.5目標(biāo)含水層水溫、水位、水質(zhì)監(jiān)測(cè)應(yīng)布設(shè)地下水監(jiān)測(cè)井,監(jiān)測(cè)井應(yīng)符合下列規(guī)定:

1監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)量不少于3個(gè),根據(jù)熱源井的位置進(jìn)行布設(shè),能控制場(chǎng)地地下水位、水溫、

水質(zhì)的變化規(guī)律;

2監(jiān)測(cè)井深度根據(jù)目標(biāo)含水層埋深確定;

3監(jiān)測(cè)井設(shè)計(jì)應(yīng)符合《供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50027)和《地面沉降監(jiān)測(cè)與防

治技術(shù)規(guī)程》(DG/TJ08-2051)的要求;

4水溫傳感器設(shè)置在監(jiān)測(cè)井濾水器中間位置。

5.2.6地下水換熱系統(tǒng)地下水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)符合本規(guī)程5.2.4條相關(guān)規(guī)定。

5.2.7地下水換熱系統(tǒng)地面沉降監(jiān)測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定:

1監(jiān)測(cè)范圍包括熱源井分布區(qū)及地下水抽、灌影響區(qū);

2建立由地面沉降基準(zhǔn)點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)等監(jiān)測(cè)設(shè)施組成的監(jiān)測(cè)網(wǎng),并布設(shè)覆蓋監(jiān)測(cè)影響范

圍的地面沉降水準(zhǔn)剖面;必要時(shí),可布設(shè)分層標(biāo)組進(jìn)行土體分層沉降監(jiān)測(cè);

3當(dāng)影響范圍內(nèi)存在保護(hù)建筑時(shí),進(jìn)行建筑沉降監(jiān)測(cè);

4監(jiān)測(cè)精度符合《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》(GB/T12897)、《地面沉降監(jiān)測(cè)與

防治技術(shù)規(guī)程》(DG/TJ08-2051)的有關(guān)規(guī)定。

5.2.8為避免人為或自然因素造成監(jiān)測(cè)孔及監(jiān)測(cè)設(shè)備損壞,地溫監(jiān)測(cè)孔及地下水監(jiān)測(cè)井均

應(yīng)加裝孔口保護(hù)裝置??卓诒Wo(hù)裝置應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)4.2.6條規(guī)定,具體結(jié)構(gòu)參照附錄D。

5.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)施工

5.3.1機(jī)房系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的計(jì)量裝置安裝應(yīng)符合下列要求:

1水流量傳感器安裝在水管直管段,距離上游不少于10倍管徑,下游不少于5倍管徑,

流量傳感器安裝方向與管內(nèi)循環(huán)水的流向一致;

2溫度傳感器置于管道中流速最大處,且逆水流方向斜插或沿管道直線安裝;

3電能表垂直、牢固安裝,表中心線傾斜不大于1°。

5.3.2地溫監(jiān)測(cè)孔及地下水監(jiān)測(cè)井的施工宜在換熱孔施工前進(jìn)行,并盡量減少對(duì)換熱孔施

工作業(yè)的不利影響。

9

5.3.3地下水地源熱泵項(xiàng)目監(jiān)測(cè)井施工應(yīng)符合《供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50027)和

《地面沉降監(jiān)測(cè)與防治技術(shù)規(guī)程》(DG/TJ08-2051)的要求。

5.3.4地溫監(jiān)測(cè)孔鉆孔定位、測(cè)量及開孔應(yīng)符合本規(guī)程4.3.1條相關(guān)規(guī)定。

5.3.5地溫監(jiān)測(cè)孔鉆探施工應(yīng)符合本規(guī)程4.3.2條相關(guān)規(guī)定。

5.3.6地溫監(jiān)測(cè)孔下管工序應(yīng)在孔斜測(cè)量結(jié)束后立刻進(jìn)行,保壓下管,壓力為0.3Mpa,完

成灌漿之后穩(wěn)壓1小時(shí),穩(wěn)壓后壓力降不應(yīng)大于3%,如有滲漏必須盡快采取措施。

5.3.7灌漿回填應(yīng)采用專用設(shè)備(灌漿泵),通過(guò)在鉆桿的灌漿管進(jìn)行。開始灌漿前,先

上拔鉆桿3~5m,使鉆桿與井管分離,以免灌漿后再拔桿時(shí)使井管受到損傷,要控制拔管

速度,保證灌漿的連續(xù)性,灌漿管口保持在孔內(nèi)灌漿面的下面1米左右,在漿液涌出地面

后停止灌漿,拔出灌漿管,并固定管口。

5.3.8水平排線應(yīng)符合下列要求:

1水平線應(yīng)穿入到φ32mm的PE管內(nèi)利用地埋管水平開挖槽與地埋管換熱器水平埋

管同程鋪設(shè)進(jìn)入機(jī)房;

2現(xiàn)場(chǎng)條件不適合水平線排設(shè)的,應(yīng)采用無(wú)線發(fā)射的方式采集數(shù)據(jù)。

5.3.9溫度傳感器安裝應(yīng)符合下列要求:

1監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置安裝好后,將溫度傳感器下到井管中;

2溫度傳感器下人前應(yīng)保證井管內(nèi)注滿水,溫度傳感器下入后應(yīng)對(duì)井管進(jìn)行補(bǔ)充注

水,確保井管內(nèi)注水至井口;

3溫度傳感器下入到孔內(nèi)后,應(yīng)與水平排線連接并對(duì)線纜進(jìn)行檢測(cè),保證能夠連續(xù)穩(wěn)

定取得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

5.4監(jiān)測(cè)頻率

5.4.1熱泵系統(tǒng)運(yùn)行期間,機(jī)房系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔應(yīng)不大于10min,過(guò)渡季熱泵

系統(tǒng)停止運(yùn)行期間,機(jī)房系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔應(yīng)不大于1d。

5.4.2地源熱泵換熱系統(tǒng)運(yùn)行期間,地溫?cái)?shù)據(jù)采集時(shí)間間隔30min~60min,非運(yùn)行期數(shù)據(jù)

采集時(shí)間間隔12h~24h。

5.4.3水質(zhì)監(jiān)測(cè)一般宜采用人工采集水樣,系統(tǒng)夏季、冬季運(yùn)行前和運(yùn)行期末分別取樣檢

測(cè),當(dāng)指標(biāo)出現(xiàn)異常時(shí),加密取樣檢測(cè)。

5.4.4熱源井地下水量、水溫、水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集間隔時(shí)間為30min~60min。

10

5.4.5目標(biāo)含水層水溫、水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),運(yùn)行期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔為1d,非運(yùn)行期為

10d~15d。

5.4.6沉降監(jiān)測(cè)間隔時(shí)間不少于2個(gè)月。

11

6監(jiān)測(cè)設(shè)備

6.1監(jiān)測(cè)硬件

6.1.1監(jiān)測(cè)設(shè)備的選擇宜符合以下要求:

1可靠性:設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠,符合長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度監(jiān)測(cè)要求;

2先進(jìn)性:設(shè)備應(yīng)技術(shù)成熟、性能先進(jìn);

3易維護(hù):設(shè)備易于維護(hù)和更換;

5高精度:設(shè)備應(yīng)滿足監(jiān)測(cè)精度要求。

6.1.2機(jī)房系統(tǒng)水溫度傳感器精度應(yīng)不低于0.2℃,水流量傳感器精度應(yīng)不低于2%,輸入

功率傳感器精度應(yīng)不低于2.0級(jí)。

6.1.3地溫溫度傳感器監(jiān)測(cè)精度應(yīng)不低于0.2℃。

6.1.4水位計(jì)監(jiān)測(cè)精度應(yīng)不低于±1.0cm。

6.2監(jiān)測(cè)軟件

6.2.1應(yīng)用建筑面積大于2萬(wàn)平方米的地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置數(shù)據(jù)中心,進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的顯

示、存儲(chǔ)及處理。

6.2.2監(jiān)測(cè)軟件宜具有管理、數(shù)據(jù)采集、查詢維護(hù)、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)共享等功能。監(jiān)測(cè)

軟件的具體要求參照附錄E。

12

7監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理

7.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)

7.1.1應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù),包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障定期排查,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全定期防護(hù)、

監(jiān)測(cè)設(shè)備定期校驗(yàn)保養(yǎng)等。

7.1.2應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集情況進(jìn)行定期檢查,保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的完整性及可靠性。

7.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理

7.2.1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)定期進(jìn)行整理分析,剔除異常數(shù)據(jù),繪制相關(guān)參數(shù)隨時(shí)間變化曲線圖。

7.2.2淺層地?zé)崮艿販亻L(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔應(yīng)劃分地溫分布帶并總結(jié)分析變溫帶、恒溫帶及增溫帶

地溫動(dòng)態(tài)特征。

7.2.3淺層地?zé)崮軋?chǎng)地監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)地溫變化曲線圖并結(jié)合監(jiān)測(cè)孔平面位置、孔深、時(shí)間段

對(duì)監(jiān)測(cè)孔地溫變化進(jìn)行分析并總結(jié)規(guī)律,掌握在系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行條件下,地溫場(chǎng)的影響范圍、

程度。

7.2.4淺層地?zé)崮軋?chǎng)地監(jiān)測(cè)根據(jù)地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),分析系統(tǒng)運(yùn)行期間對(duì)地下水質(zhì)的影響

程度、地下水質(zhì)變化趨勢(shì)和變化特征等。

7.2.5淺層地?zé)崮軋?chǎng)地監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及地溫場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算累計(jì)制冷(熱)

量、設(shè)備累計(jì)耗功率及地源側(cè)累計(jì)換熱量等指標(biāo),并結(jié)合巖土體熱平衡情況,優(yōu)化全年運(yùn)

行方案。

7.2.6淺層地?zé)崮軋?chǎng)地監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)地溫場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)巖土體的熱平衡情況進(jìn)行分析。

7.3監(jiān)測(cè)報(bào)告

7.3.1淺層地?zé)崮軈^(qū)域監(jiān)測(cè)及場(chǎng)地監(jiān)測(cè)場(chǎng)均應(yīng)編制年度監(jiān)測(cè)報(bào)告,并上交上級(jí)主管部門。

7.3.2監(jiān)測(cè)報(bào)告提供的數(shù)據(jù)、圖表應(yīng)客觀、真實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)。

7.3.3淺層地?zé)崮軈^(qū)域監(jiān)測(cè)報(bào)告應(yīng)包括以下幾個(gè)部分:

1工程概況

包括監(jiān)測(cè)孔布設(shè)地理位置、監(jiān)測(cè)孔深度、監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)位置及數(shù)量等。

2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況

包括監(jiān)測(cè)起止時(shí)間及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況等。

13

3監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理分析

給出地溫隨時(shí)間變化曲線,分析監(jiān)測(cè)場(chǎng)地變溫帶、恒溫帶及增溫帶地溫動(dòng)態(tài)特征,場(chǎng)

地年平均地溫及歷年平均地溫對(duì)比分析。

4結(jié)論建議

監(jiān)測(cè)成果及監(jiān)測(cè)工作建議。

7.3.4淺層地?zé)崮軋?chǎng)地監(jiān)測(cè)報(bào)告應(yīng)包括以下幾個(gè)部分:

1工程概況

包括應(yīng)用工程項(xiàng)目地理位置、項(xiàng)目規(guī)模、建筑物功能、空調(diào)系統(tǒng)概況及冷熱需求等。

2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置情況

包括地溫監(jiān)測(cè)孔的設(shè)置情況、運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置情況、其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置情況,

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況等。

3地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行情況

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

4監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理分析

各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化情況,得出地溫變化幅度、熱影響半徑、系統(tǒng)全年取排熱量等,

對(duì)系統(tǒng)熱平衡情況進(jìn)行分析。如對(duì)地下水進(jìn)行監(jiān)測(cè),還應(yīng)包括地下水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化情況分析。

熱泵機(jī)組性能分析,系統(tǒng)性能分析,系統(tǒng)能效等。對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)熱泵系統(tǒng)

運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)級(jí),給出地質(zhì)環(huán)境影響預(yù)防措施及空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行策略建議。

5結(jié)論建議

監(jiān)測(cè)成果及監(jiān)測(cè)工作建議等。

14

附錄A地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔結(jié)構(gòu)

土層一

溫度傳感器

測(cè)溫線纜

土層二回填料

土層三

....

....

土層N

圖A地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔結(jié)構(gòu)示意圖

15

附錄B場(chǎng)地監(jiān)測(cè)孔結(jié)構(gòu)

圖B應(yīng)用項(xiàng)目地溫監(jiān)測(cè)孔結(jié)構(gòu)示意圖

16

附錄C地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置

地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置可采用直徑340mm、高400mm半封閉式金屬圓桶,下

部有三根約250mm金屬支腳插入地下用于固定,圓桶底部?jī)H預(yù)留與鋼管外徑相當(dāng)?shù)膱A孔,

鋼管穿入桶內(nèi)后將鋼管與圓孔進(jìn)行焊接封閉或涂刷滿防水膠,防止水從底部進(jìn)入桶內(nèi);上

部設(shè)有桶蓋,桶蓋直徑略大于桶體外徑、桶蓋與桶體之間設(shè)有橡膠密封圈,防止水從上部

及側(cè)面進(jìn)入桶內(nèi),桶蓋下部設(shè)有金屬托架供數(shù)據(jù)采集器存放,防止有水意外進(jìn)入桶內(nèi)而造

成采集器遇水損壞;保護(hù)桶兩側(cè)設(shè)有排氣孔,孔內(nèi)水汽可從此孔排出。地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔孔

口保護(hù)裝置剖面圖見圖C.1。

由于地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔直接暴露于野外,因此為確保有效保護(hù)及后期維護(hù),一般應(yīng)在監(jiān)

測(cè)孔周圍劃出2m×2m區(qū)域增加圍護(hù)欄,并設(shè)置孔標(biāo)牌,標(biāo)明監(jiān)測(cè)孔名稱、孔深、孔徑、

建設(shè)日期、建設(shè)單位、主管部門、聯(lián)系電話及警示標(biāo)語(yǔ)等。并且一般以孔口加蓋、加鎖保

護(hù)為宜。地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置外部參考圖見圖C.2。

φ370

φ340

180

80

400

圖C.1地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖

17

圖C.2地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置外部參考圖

18

附錄D場(chǎng)地監(jiān)測(cè)地溫監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置

地溫監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置保護(hù)套管可采用DN350PVC管埋于地表以下,上面加蓋Φ

400mm窨井蓋。測(cè)溫線纜與水平傳輸線纜隨保護(hù)管進(jìn)入孔內(nèi)連接,進(jìn)行地溫?cái)?shù)據(jù)采集及傳

輸,孔底部設(shè)有排水管,保護(hù)套管外圍澆筑混凝土進(jìn)行封閉。監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置外部參考

圖見圖D.1。

圖D1地溫監(jiān)測(cè)孔孔口保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖

19

附錄E監(jiān)測(cè)軟件

監(jiān)測(cè)軟件一般可分為本地監(jiān)測(cè)中心軟件和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心軟件兩部分。本地監(jiān)

測(cè)中心軟件部分在完成試驗(yàn)性建筑監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、圖形和表格顯示、

簡(jiǎn)單分析等步驟后將數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心軟件可采用B/S(瀏

覽器/服務(wù)器)結(jié)構(gòu),該軟件將來(lái)自不同試驗(yàn)性建筑監(jiān)測(cè)中心、不同的示范性建筑

監(jiān)測(cè)信息采集軟件所上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和處理。

軟件一般應(yīng)有用戶管理、數(shù)據(jù)采集、查詢維護(hù)及分析共享功能。

圖E系統(tǒng)功能模塊

1)用戶管理

主要包括用戶信息管理、用戶目錄管理等,提供用戶與各個(gè)數(shù)據(jù)、應(yīng)用服務(wù)、

數(shù)據(jù)交換等子系統(tǒng)的授權(quán)映射,這些人員包括系統(tǒng)維護(hù)管理人員、數(shù)據(jù)維護(hù)管理

人員、系統(tǒng)使用人員,就是用戶目錄管理服務(wù)管理,包括服務(wù)目錄管理、服務(wù)狀

態(tài)管理、服務(wù)配置管理等功能。

2)數(shù)據(jù)采集

主要通過(guò)已有多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)一整合到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中,通過(guò)分析實(shí)

時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、剔除明顯錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、填補(bǔ)遺漏數(shù)據(jù),為了

更好的保護(hù)數(shù)據(jù)的安全,建立完備的數(shù)據(jù)備份機(jī)制,并建立共享機(jī)制,支持實(shí)時(shí)

20

獲取數(shù)據(jù),同時(shí)為了將部分場(chǎng)地、地溫等紙質(zhì)數(shù)據(jù)電子化并存入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

3)查詢維護(hù)

提供用戶對(duì)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、地?zé)崮軞v史和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢,并進(jìn)行系統(tǒng)

訪問(wèn)量、訪問(wèn)成功率的統(tǒng)計(jì),建立日常維護(hù)業(yè)務(wù)流程,通過(guò)移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)應(yīng)急維

護(hù)服務(wù)的無(wú)縫連接。

4)分析共享

主要包含數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)定、數(shù)據(jù)分析、地溫分布。

21

上海市工程建設(shè)規(guī)范

淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用監(jiān)測(cè)

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

TheRegulationforShallowGeothermalEnergyGeological

Monitoring

**/****-****-****

條文說(shuō)明

2020年*月*日

目錄

1總則........................................................................................................................24

2術(shù)語(yǔ)........................................................................................................................24

3基本規(guī)定................................................................................................................24

4區(qū)域監(jiān)測(cè)................................................................................................................24

4.1監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò).........................................................................................................24

4.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).................................................................................................24

4.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)施工.................................................................................................26

4.4監(jiān)測(cè)頻率.........................................................................................................26

5場(chǎng)地監(jiān)測(cè)................................................................................................................26

5.1監(jiān)測(cè)要素.........................................................................................................26

5.2監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置.....................................................................................................29

5.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)施工.................................................................................................29

5.4監(jiān)測(cè)頻率.........................................................................................................29

6監(jiān)測(cè)設(shè)備................................................................................................................30

6.1監(jiān)測(cè)硬件.........................................................................................................30

6.2監(jiān)測(cè)軟件.........................................................................................................30

7監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理....................................................................30

7.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù).........................................................................................30

7.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理.................................................................................................30

7.3監(jiān)測(cè)報(bào)告.........................................................................................................31

1總則

2術(shù)語(yǔ)

3基本規(guī)定

4區(qū)域監(jiān)測(cè)

4.1監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

4.1.1大量開發(fā)利用淺層地?zé)崮埽瑢⒃谝欢ǔ潭壬细淖兊貙訙囟葓?chǎng)特征,影響地

質(zhì)環(huán)境,因此建設(shè)地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔對(duì)區(qū)域地溫動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),其目的一是掌握區(qū)

域淺層地溫背景值,二是監(jiān)測(cè)淺層地?zé)衢_發(fā)利用影響區(qū)域溫度場(chǎng)的狀況,對(duì)指導(dǎo)

上海市淺層地?zé)崮艿拈_發(fā)利用,保護(hù)地質(zhì)環(huán)境、合理利用淺層地?zé)崮苜Y源、保障

能源安全具有重要的意義。因此,應(yīng)在上海市全域范圍內(nèi)建設(shè)地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)網(wǎng)對(duì)

各典型區(qū)域地層原始地溫及淺層地?zé)衢_發(fā)利用影響區(qū)域溫度場(chǎng)的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

4.1.2根據(jù)區(qū)域地溫動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的目的,地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔的布設(shè)原則宜考慮以下兩

個(gè)方面:

1地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔的布設(shè)宜兼顧不同地層結(jié)構(gòu)區(qū),形成的監(jiān)測(cè)網(wǎng)應(yīng)能控制

全域;

2地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔宜布設(shè)在淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用項(xiàng)目周邊區(qū)域,在淺層地

熱能開發(fā)利用密集區(qū)域應(yīng)加大布設(shè)密度。

4.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.2.1綜合考慮上海地區(qū)地源熱泵埋管深度一般在80~120m之間的實(shí)際應(yīng)用狀

況和可能應(yīng)用的深度范圍;結(jié)合區(qū)域地層結(jié)構(gòu)特征,充分利用埋深為150m左右

的具有良好導(dǎo)熱性的含水砂層;對(duì)少量鉆孔進(jìn)行換熱試驗(yàn)及部分地源熱泵工程的

換熱試驗(yàn)資料進(jìn)行分析,150m以淺鉆孔換熱效率明顯優(yōu)于深度大于150m的鉆

孔;充分考慮對(duì)頂板埋深一般在180~200m之間的第四含水層的地下水資源的

保護(hù)及適宜開發(fā)深度等因素,將監(jiān)測(cè)孔的最大深度確定為150m。因此,地溫長(zhǎng)

24

期監(jiān)測(cè)孔監(jiān)測(cè)深度宜設(shè)定為150m。

4.2.2監(jiān)測(cè)點(diǎn)的垂向布置應(yīng)兼顧各點(diǎn)地層結(jié)構(gòu),結(jié)合各場(chǎng)地地層特點(diǎn),對(duì)各主要

地層進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

根據(jù)已有的上海地區(qū)地層原始溫度調(diào)查資料,上海地區(qū)12m以淺地層為變

溫帶,受氣溫影響顯著,溫度隨季節(jié)變化,因此12m以淺土層溫度傳感器布設(shè)

密度適當(dāng)加大;12~20m左右為恒溫帶,地溫在17~19℃之間,受氣候影響較

?。ㄐ∮?.4℃);20m以下地層基本為增溫帶,增溫幅度每100m約為2.5~3℃

左右。而現(xiàn)有地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分辨率為±0.1℃,因此12m以下深度溫度傳感器原則

上以10m左右間距均勻布點(diǎn)。

4.2.4地源熱泵監(jiān)測(cè)場(chǎng)需進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)年甚至更長(zhǎng),地溫監(jiān)測(cè)

應(yīng)能滿足長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)需要。傳統(tǒng)的埋設(shè)溫度傳感器的方式,是將溫度傳感器綁在管

外部,直接放入孔內(nèi)埋入地下,進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè),在下管施工及后期監(jiān)測(cè)過(guò)程中存

在以下問(wèn)題:

1埋設(shè)傳感器及下管回填過(guò)程中容易造成傳感器及導(dǎo)線損傷;

2傳感器埋設(shè)周圍環(huán)境不確定因素較多,傳感器受影響較大;

3測(cè)溫傳感器和導(dǎo)線在出現(xiàn)異常后無(wú)法進(jìn)行檢查和維護(hù);

4測(cè)溫傳感器在出現(xiàn)漂移或其他情況時(shí)無(wú)法進(jìn)行校準(zhǔn)。

為防止埋設(shè)溫度傳感器過(guò)程中對(duì)傳感器造成損壞,并保證傳感器順利下到準(zhǔn)

確位置,以及便于監(jiān)測(cè)期間將傳感器取出進(jìn)行標(biāo)定及維修,因此,溫度傳感器的

安裝宜采用在孔內(nèi)設(shè)置小口徑井管(井內(nèi)充滿水)方式,將溫度傳感器置于井管

內(nèi)測(cè)溫。這種方式具有以下優(yōu)點(diǎn):

1監(jiān)測(cè)方式靈活??梢赃M(jìn)行人工測(cè)溫,也可以在井內(nèi)不同深度布設(shè)溫度傳

感器進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè);

2自動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí),傳感器(或系統(tǒng))損壞可以更換,可以定期取出進(jìn)行標(biāo)定,

能夠保證監(jiān)測(cè)工作長(zhǎng)期進(jìn)行。

地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔內(nèi)一般設(shè)置無(wú)縫鋼管作為孔內(nèi)管材,單管,絲扣連接,井身

結(jié)構(gòu)采用“一徑成井,一道管柱,一種口徑”。

4.2.5回填材料的主要作用是充填井管與鉆孔之間的空隙,并起到鉚固井管的作

用,同時(shí)也是監(jiān)測(cè)孔內(nèi)溫度傳感器對(duì)地層溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的中間介質(zhì),并且回填材

25

料的止水性(滲透性)在地下水和地質(zhì)環(huán)境保護(hù)方面都起到至關(guān)重要的作用。因

此,回填材料的導(dǎo)熱性、抗?jié)B性、經(jīng)濟(jì)性以及施工難易程度是選擇回填材料的主

要因素,不同地質(zhì)條件對(duì)回填材料的性能要求也不同。通過(guò)對(duì)常用的15組膨潤(rùn)

土基及水泥基回填材料的性能進(jìn)行試驗(yàn)研究,得出黃沙∶膨潤(rùn)土=7∶3時(shí)導(dǎo)熱性

最好,并且滲透系數(shù)較低,止水性較好。

回填材料的水灰比的大小影響到灌漿施工的難易程度,水灰比過(guò)大或過(guò)小都

將造成灌漿困難或無(wú)法灌漿。其次,回填材料水灰比增大回填材料的析水量將隨

之增大,析水量過(guò)大將使鉆孔上部充滿析出的水,從而造成灌漿回填不完全使鉆

孔導(dǎo)熱性能降低,并且造成地下含水層溝通等和地表水下滲問(wèn)題。因此,結(jié)合目

前國(guó)內(nèi)外研究成果以及大量現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn),得出回填料水灰比0.5為最佳配比。

因此,監(jiān)測(cè)孔回填材料一般采用黃沙與膨潤(rùn)土,兩者配比為7:3,水灰比為0.5。

4.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)施工

4.4監(jiān)測(cè)頻率

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸頻率對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析及應(yīng)用起到至關(guān)重要的作用,傳輸頻

率過(guò)大造成不必要的浪費(fèi),給數(shù)據(jù)處理分析造成困難,傳輸頻率過(guò)小不能滿足監(jiān)

測(cè)精度的要求,因此數(shù)據(jù)傳輸頻率可根據(jù)需要設(shè)置。地溫長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)孔地溫監(jiān)測(cè)數(shù)

據(jù)隨時(shí)間變化幅度非常緩慢,因此在綜合監(jiān)測(cè)精度及以往監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn),地溫長(zhǎng)期監(jiān)

測(cè)孔內(nèi)地溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸頻率宜不大于1d。

5場(chǎng)地監(jiān)測(cè)

5.1監(jiān)測(cè)要素

5.1.1地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)地下溫度場(chǎng)影響問(wèn)題一直是地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程

中倍受關(guān)注的熱點(diǎn)。由于地埋管地源熱泵系統(tǒng)地下?lián)Q熱器為封閉系統(tǒng),主要通過(guò)

與土壤進(jìn)行熱量交換達(dá)到制冷和供暖的目的,在夏季供冷時(shí),地埋管換熱器向地

下釋熱,經(jīng)過(guò)整個(gè)夏季運(yùn)行后,地下溫度場(chǎng)會(huì)形成局部的3~6℃溫升;在冬季

供熱時(shí),地埋管換熱器向地下取熱,如果熱泵系統(tǒng)冬季從地下累計(jì)吸取的熱量等

于夏季累計(jì)排放的熱量,則地下溫度場(chǎng)又會(huì)形成局部的3~6℃溫降,理論上經(jīng)1

26

年的供冷供暖周期后恢復(fù)到原始的地層溫度。

然而,上海地區(qū)夏季的制冷時(shí)間要大于冬季的供熱時(shí)間,在一年的循環(huán)周

期內(nèi),地源熱泵系統(tǒng)從地下取熱量與取冷量不能達(dá)到平衡。已有統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明

上海地區(qū)辦公建筑吸排熱比為0.33左右,商業(yè)建筑吸排熱比為0.16左右,酒店

賓館吸排熱比為0.24左右。通過(guò)模擬計(jì)算得出,64個(gè)換熱孔呈正方形布設(shè)方

式,在吸排熱比為0.33的條件下,地源熱泵系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行將引起換熱區(qū)地層

溫度的不斷升高,系統(tǒng)運(yùn)行前期(二~三年)地溫升高迅速,之后趨緩,連續(xù)運(yùn)

行1年、3年、5年、10年時(shí),地溫升高幅值為3.23℃、5.29℃、5.68℃、

5.74℃,見圖4。長(zhǎng)期大規(guī)模的應(yīng)用將會(huì)導(dǎo)致一定深度內(nèi)土層局部的熱積累,從

而對(duì)地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生影響。

第1年第3年

第5年第10年

換熱區(qū)地溫升幅變化圖

并且隨著換熱區(qū)地下溫度場(chǎng)發(fā)生大幅變化,將造成地埋管出口溫度即熱泵

機(jī)組進(jìn)口溫度不能滿足熱泵機(jī)組要求,從而對(duì)熱泵機(jī)組的性能造成影響,進(jìn)而

27

影響地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

因此,對(duì)地埋管地源熱泵系統(tǒng)換熱區(qū)地溫進(jìn)行監(jiān)測(cè),主要有以下目的:對(duì)

地源熱泵系統(tǒng)埋管區(qū)地溫進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)掌握地溫動(dòng)態(tài)變化,保護(hù)地質(zhì)環(huán)境;

換熱區(qū)地溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以為系統(tǒng)運(yùn)行策略的制定提供依據(jù),提高系統(tǒng)運(yùn)行效

率。

地埋管地源熱泵系統(tǒng)地埋管換熱區(qū)是一個(gè)封閉的系統(tǒng),一般不會(huì)通過(guò)物質(zhì)

交換對(duì)地下水產(chǎn)生影響。但是,地埋管換熱器在與地層進(jìn)行熱交換的同時(shí)改變

了地層溫度,進(jìn)而改變了地下水溫度,溫度的變化將影響地下水中微生物的生

長(zhǎng)繁殖,即影響了微生物對(duì)進(jìn)入地下水中污染物的降解,也就是說(shuō)影響了地下

水的水質(zhì)。有研究表明,地源熱泵系統(tǒng)夏季運(yùn)行,地下水溫度升高,將有利于

2-

氧化亞鐵硫桿菌和硝化菌的生長(zhǎng)與繁殖,前者將導(dǎo)致地下水硬度和SO4含量的

增加,后者將使地下水的氮污染加劇。地源熱泵系統(tǒng)冬季運(yùn)行,地下水溫度降

2-

低,有利于控制各種細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖,即有利于控制地下水硬度和SO4含量的

增加,但不利于地下水氮污染和有機(jī)污染物的去除。因此,當(dāng)需要了解地埋管

地源熱泵系統(tǒng)對(duì)地下水質(zhì)的影響時(shí),運(yùn)行可選擇性對(duì)換熱區(qū)地下水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)

測(cè)。

5.1.2根據(jù)調(diào)研走訪上海市296個(gè)地源熱泵應(yīng)用項(xiàng)目,淺層地?zé)崮芙ㄖ?yīng)用總

面積約為658萬(wàn)平方米。項(xiàng)目類型主要以公共建筑和居住建筑為主,工業(yè)建

筑、農(nóng)業(yè)建筑項(xiàng)目數(shù)量較少。因此針對(duì)公共建筑及居住建筑,以小型(建筑面積

小于5000平方米)、中型(建筑面積5000~20000平方米)、大型(建筑面積

20000~50000平方米)、超大型(建筑面積大于50000平方米)為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)項(xiàng)目

進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果表明小型項(xiàng)目占總數(shù)51.7%,其次為大型項(xiàng)目,占總數(shù)的

16.6%。居住建筑中因別墅類項(xiàng)目較多,因此小型項(xiàng)目為主,數(shù)量占總數(shù)

39.9%,其次為大型項(xiàng)目,中型項(xiàng)目最少。公共建筑中以中大型項(xiàng)目為主,各占

總數(shù)12.5%,其次為小型項(xiàng)目,占總數(shù)的11.8%。

項(xiàng)目規(guī)模不同,對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置的要求不同,大型及超大型項(xiàng)目地源熱泵

系統(tǒng)運(yùn)行存在風(fēng)險(xiǎn)較大,對(duì)換熱環(huán)境影響也較大,對(duì)運(yùn)行策略的科學(xué)性要求較

高,因此應(yīng)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。中小型項(xiàng)目相對(duì)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)小,對(duì)換熱環(huán)境影響也較

小,因此可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

28

5.2監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

1根據(jù)已有研究表明,豎直地埋管換熱器在豎直方向上也存在傳熱,使換

熱器下方土層溫度發(fā)生變化,因此地溫監(jiān)測(cè)深度宜不小于換熱孔深度。

2工程實(shí)踐表明,地埋管地源熱泵系統(tǒng)地埋管與地層進(jìn)行熱交換,由于埋

管區(qū)中心區(qū)域最不利于熱量擴(kuò)散,因此溫度變化幅度最大,并且出現(xiàn)熱堆積情

況最為嚴(yán)重,那么對(duì)地質(zhì)環(huán)境的

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