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渭南城區(qū)淺層地熱能適宜性評價研究

更新時間：2022-01-13　點擊量：1809

可再生的新型環(huán)保能源淺層地熱能開發(fā)利用前景廣闊。根據(jù)區(qū)域工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件等因素,分別建立地下水熱泵和地埋管熱泵適宜分區(qū)評價體系,進而對渭南城區(qū)淺層地熱能適宜性分區(qū)進行綜合評價。渭南地下水熱泵和地埋管熱泵適宜性分區(qū)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等條件劃分為適宜區(qū)、較適宜區(qū)及不適宜區(qū),綜合分區(qū)在兩者的適宜性分區(qū)的基礎上進行,在適合地下水熱泵的地區(qū)優(yōu)先選擇地下水熱泵。該方法旨在為渭南城區(qū)淺層地熱能的開發(fā)利用提供科學依據(jù)和支持,對構建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會、保障國家能源安全、改善我國現(xiàn)有能源結構、促進國家節(jié)能減排戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)具有非常重要的意義。

??0引言.

??在能源短缺和環(huán)境污染的雙層壓力下,淺層地熱能作為一種清潔可再生的新能源以其強大的生命力和競爭力日益受到國家和地方政府的重視。中國地質(zhì)調(diào)查局組織實施了 2011年地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)査評價專項“全國地熱資源調(diào)查評價"計劃項目,確定在全國29個省會城市開展淺層地熱能調(diào)查評價工作,但渭南城區(qū)的淺層地熱能評價工作至今仍是空白。

??近年來,一些企業(yè)、單位先后在關中和陜南地區(qū)開發(fā)利用淺層地熱能。通過了解近幾年使用情況,總體效果良好但絕大多數(shù)分布在西安、漢中和寶雞等地,渭南的淺層地熱能開發(fā)程度較低,開發(fā)潛力巨大。

??目前的淺層地熱能工程多是由企業(yè)自發(fā)、自覺組織,工程施工前期的水源方案論證或淺層地熱能利用可行性的研究工作不扎實,地熱能平衡、水量均衡研究欠缺,導致部分項目已經(jīng)造成地下水回灌不下去,或者系統(tǒng)總體效率降低等問題。

??綜上所述,盡早查明渭南城區(qū)淺層地熱能的分布規(guī)律,完成淺層地熱能開發(fā)利用規(guī)劃顯得非常迫切。本文通過適宜分區(qū)評價體系對渭南城區(qū)淺層地熱能適宜性進行分區(qū),對該市淺層地熱能開發(fā)利用提供了科學的理論指導,對淺層地熱能這一新型能源的具體應用提供了寶貴的實踐經(jīng)驗,對渭南城區(qū)能耗結構的改善提供了積極的理論意義,對國家節(jié)能減排戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)具有巨大的推動作用。

??1評價方法.

??1.1分區(qū)目的.

??淺層地熱能資源蘊藏在地下巖土體內(nèi),其儲藏、運移以及開采利用都受到區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)條件等多種因素的影響,在不同區(qū)域蘊藏于地下巖土體內(nèi)的淺層地溫資源規(guī)模和利用方式存在較大差異。地層巖性、厚度、含水層結構、富水性、水位埋深、補給徑流條件等是制約淺層地熱能賦存分布及可利用性的主要因素。只有在淺層地熱能資源開發(fā)利用方式適宜性區(qū)劃的基礎上,才能進一步進行資源量計算和資源潛力評價。因此,對淺層地熱能開發(fā)利用適宜性進行分區(qū)是淺層地熱能資源勘查評價的前提,可以為淺層地熱能利用方式的選擇、開發(fā)利用規(guī)劃及政府管理提供可靠的依據(jù)。

??1.2分區(qū)原則.

??淺層地熱能開發(fā)利用方式適宜性區(qū)劃的原則以工程地質(zhì)條件為基礎,水文地質(zhì)條件為依托,熱泵應用技術作為媒介,經(jīng)濟效益與環(huán)境保護并重,平面劃分與垂向控制結合。

??1.2.1 工程地質(zhì)條件為基礎原則.

??淺層地熱能資源賦存的基礎條件包括地質(zhì)條件,巖土體的結構、物質(zhì)組成熱物理性(熱容量和熱導率)及物理性質(zhì)等對淺層地熱能資源有重要影響的因素。開發(fā)利用適宜性區(qū)劃必須堅持以工程地質(zhì)條件為基礎的原則。

??1.2.2水文地質(zhì)條件為依托原則.

??巖土體含水率、含水層分布、水動力條件、地下水徑流特點給能量的賦存和運移創(chuàng)造了有利的條件,地下水質(zhì)類型對于淺層地熱能資源的開發(fā)應用方式也有影響。地下水對淺層地熱能開發(fā)利用的控制作用不容忽視,而且水文地質(zhì)條件決定了地下水地源熱泵系統(tǒng)的回灌能力。開發(fā)利用適宜性區(qū)劃必須緊緊依托水文地質(zhì)條件。

??地下水地源熱泵對水源的原則要求是:水量充足;地下水地源熱泵系統(tǒng)一般要求溫度為1025。C,渭南城區(qū)地下水溫度一般在1524°C之間,水溫適宜;水質(zhì)適宜,供水穩(wěn)定,以灌定采,保證回灌率達到100%且提水成本適中。

??1.2.3熱泵應用技術是媒介原則.

??熱泵技術可實現(xiàn)資源的有效開發(fā)利用,目前淺層地熱能資源開發(fā)利用主要由地下水地源熱泵和地埋管式地源熱泵兩種形式來實現(xiàn)。

??1.2.4經(jīng)濟效益與環(huán)境效益并重原則.

??在當前的技術經(jīng)濟條件下,堅持經(jīng)濟效益與環(huán)境保護并重,選擇經(jīng)濟效益和環(huán)境效益都較好的開發(fā)利用方式。

??1.2.5 平面劃分與垂向控制結合原則.

??主要是指平面上要劃分出適宜性區(qū)域,垂向上要控制取熱層位及深度的原則。

??1.3分區(qū)范圍.

??依據(jù)渭南市目前的調(diào)查進展和實際開發(fā)利用情況,兼顧渭南市主城區(qū)遠期(2020年)規(guī)劃范圍,確定本次工作區(qū)范圍:北至西安大環(huán)線,東至黃渭高速,南至西潼高速南線,渭河以南西至零河、渭河以北西至渭南行政邊界,面積約278km2。

??1.4分區(qū)類型.

??渭南城區(qū)淺層地熱能資源開發(fā)利用分區(qū)主要指地下水熱泵適宜性分區(qū)和地埋管熱泵適宜性分區(qū)。

??兩者適宜性分區(qū)根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件劃分為適宜區(qū)、較適宜區(qū)及不適宜區(qū),綜合分區(qū)在適宜性和經(jīng)濟性分區(qū)的基礎上進行,在適合地下水熱泵的地區(qū)優(yōu)先選擇地下水熱泵。

??1.5分區(qū)方法.

??本次綜合評價采用綜合指數(shù)法。綜合指數(shù)法是將一組相同或不同指數(shù)值通過統(tǒng)計學處理,使不同計量單位、性質(zhì)的指標值標準化’最后轉(zhuǎn)化成一個綜合指數(shù),以準確地評價工作的綜合水平。

??對于地下水源熱泵,淺層地熱能適宜性分區(qū)主要考慮含水層巖性、分布、埋深、厚度、富水性、滲透性,地下水溫、水位動態(tài)變化,水源地保護、地質(zhì)災害等因素。主要指標見表1。

??表1地下水源熱泵適宜性分區(qū)單項指標分區(qū) 單位涌水量單位回灌量地下水位特殊地區(qū)(m3/d m)單位涌水量年下降量(m)適宜區(qū) >500>80%<0.8—3項指標均符合較適宜區(qū) 300500 50%80% 0. 81. 5一除適宜區(qū)和不適宜區(qū)以外的其他地區(qū)ny重要水源地保護區(qū)、地面~不適宜區(qū) <300<50%>1.5任一項指標符合沉降嚴重區(qū)對于地埋管熱泵,淺層地熱能適宜性分區(qū)主要考慮巖土體特性、地下水的分布和滲流情況、地下空間利用等因素。豎直地埋管熱泵適宜分區(qū)主要指標見表2。

??表2豎直地埋管熱泵適宜性分區(qū)分區(qū)指標(地表以下200m范圍內(nèi))分區(qū)第四系厚度(m) 卵石層總厚度(m) 含水層總厚度(m)適宜區(qū)>100<5>30三項指標均應滿足較適宜區(qū) <30或5010051010-30不符合適宜區(qū)和不適宜區(qū)分區(qū)條件不適宜區(qū)3050>10<10至少二項指標符合1.6分區(qū)實例根據(jù)上述分區(qū)體系,應用MapGIS6. 7軟件,結合渭南城區(qū)地形地貌條件、水文地質(zhì)條件以及試驗數(shù)據(jù)等資料,劃分出適宜性分區(qū)界限,采用編輯子系統(tǒng)拓補查錯和拓補重建及圖面整飾等工作,從而分別得到地下水地源熱泵系統(tǒng)和地埋管地源熱泵系統(tǒng)的適宜性分區(qū)評價圖(圖1、圖2)。

??2.1地下水地源熱泵系統(tǒng)適宜性劃分.

??渭南城區(qū)地下水地源熱泵系統(tǒng)適宜性可劃分為3個區(qū)(圖1)。由圖可知,適宜性的劃分與水文地質(zhì)特征的差異密切相關。

??地下水地源熱泵適宜區(qū)分布于渭南城區(qū)北部河漫灘等強富水帶地區(qū),這些地區(qū)地層巖性上部為粉質(zhì)砂土,疏松,孔隙發(fā)育,具微層理,偶見瓦礫碎片;下部為含礫中粗砂。地層導水性好,單井出水量都在500m3/d m以上,且地下水埋深適中,單井回灌水量比單位涌水量大于80%,適宜地下水抽灌,多年平均水位下降量小于0. 8m,為采用地下水地源熱泵系統(tǒng)的適宜區(qū),適宜區(qū)面積為113. 7km2,占調(diào)查區(qū)總面積的40.9%。

??地下水地源熱泵較適宜分布于渭河兩側一級階地處。地層巖性上部主要為淺黃色、棕黃色砂質(zhì)黏土,孔隙發(fā)育,疏松可塑;下部巖性主要是中粗砂和砂礫石夾砂質(zhì)黏土層。該地段地下水的抽灌條件相對較好,為采用地下水地源熱泵系統(tǒng)的較適宜區(qū),較適宜區(qū)面積為116. 90km2,占調(diào)查區(qū)總面積的42. 05%。

??地下水地源熱泵不適宜區(qū)一部分分布于調(diào)查區(qū)南部渭河二級階地及黃土塬區(qū),本區(qū)富水性較差,二級階地頂部為一層砂質(zhì)黏土,連續(xù)性好,層位穩(wěn)定,透水性弱,也不適宜開展地下水地源熱泵工程;另一部分為渭河南岸一級階地和漫灘處的白楊、羅劉和東郊3個水源及渭河北岸一級階地范圍內(nèi)的龍背水源地,不適宜區(qū)面積為47. 40km2,占調(diào)査區(qū)總面積的17.05%。

??2.2地埋管地源熱泵系統(tǒng)適宜性劃分渭南城區(qū)地埋管熱泵經(jīng)濟性劃分為3個區(qū)(圖2)。由圖可知,適宜性的劃分與巖土體的熱物理性和水文地質(zhì)特征密切相關。

??調(diào)査區(qū)第四系地層廣布。第四紀早更新世晚期,黃土臺塬地區(qū)相對提升,露出湖面,堆積了后期的風成黃土。第四紀中更新世早期,臺塬以北仍繼續(xù)沉降,并伴有淺湖相沉積。中更新世晚期至近代,總的趨勢仍以下沉為主,但其沉降速度與幅度均較第四紀中更新世早期以前大大減弱,且沉降在時空上具差異性,呈不均勻運動。渭河形成于中更新世晚期,主槽擺動于現(xiàn)今主河床附近,巖性、巖相則隨之變異;近主河道以粗粒物質(zhì)為主,且厚度大;遠主河道則細粒相物質(zhì)較多。由于沉降幅度越來越小,因此,第四紀中更新世之后各期沉積物厚度依次漸薄。

??地埋管地源熱泵適宜區(qū)分布于調(diào)查區(qū)南部二級階地處。本區(qū)第四紀地層厚度大,表層為晚更新世風積黃土層,很適合地埋管地源熱泵工程建設,該區(qū)域為地埋管地源熱泵適宜區(qū)。地埋管地源熱泵適宜區(qū)總面積為20. 94km2,占調(diào)查區(qū)面積的7.53%。

??地埋管地源熱泵較適宜區(qū)分布于調(diào)查區(qū)內(nèi)渭河兩岸河漫灘及一級階地等地。上部為粉質(zhì)砂土,淺黃色、灰黃色,疏松,孔隙發(fā)育,具微層理,偶見瓦礫碎片;中部為含礫中粗砂,灰黃色、褐黃色,成分以石英、長石為主,粒度不均,分選性較差,礫石成分主要是石英巖、花崗巖,偶見鈣質(zhì)結核小礫,礫石直徑一般為0.30.5cm,大者9cm,圓度較好。下部巖性主要為砂質(zhì)黏土。該區(qū)域綜合傳熱系數(shù)較高,單孔換熱功率較大,鉆孔施工難度相對較容易,該地段為地埋管地源熱泵較適宜區(qū)。地埋管地源熱泵較適宜區(qū)面積為237. 98km2,占調(diào)查區(qū)面積的85.61%。

??地埋管地源熱泵不適宜區(qū)分布調(diào)查區(qū)中南部和西南部一級階地處,上部地層為零河、沈河等第四紀全新世晚期洪積層,第四系厚度薄,卵石層總厚度大,分選性差,常見有磚、瓦碎片及腐殖物。這些區(qū)域為地埋管地源熱泵不適宜區(qū)。地埋管地源熱泵不適宜區(qū)面積為19. 08km2,占調(diào)查區(qū)面積的6.86%。

??2.3渭南城區(qū)淺層地熱能利用形式綜合區(qū)劃.

??以地下水和地埋管地源熱泵適宜性分區(qū)為基礎,疊加圖層形成淺層地熱能開發(fā)利用適宜性分區(qū)圖。

??對渭南城區(qū)淺層地熱能開發(fā)利用,地埋管地源熱泵或地下水地源熱泵的適宜區(qū)及較適宜區(qū)面積為258. 92km2,占調(diào)査區(qū)總面積的93.14%。地下水和地埋管都不適宜區(qū)的面積為19. 08km2,占調(diào)査區(qū)面積的6.86%。

??結合地下水與地埋管地源熱泵適宜性分區(qū)圖可以看出,地埋管熱泵較適宜級別及以上區(qū)域主要分布在第四系堆積物厚度較大的區(qū)域,這是由于現(xiàn)代鉆井技術的提高使得鉆探成本降低,且具有易施工、進尺快、熱傳導性高等優(yōu)點。地下水熱泵較適宜以上區(qū)域主要分布在較大的沖積湖積平原,另有少量分布在沖積洪積河谷地帶,這些地帶富水性好,回灌能力強,水文地質(zhì)條件良好。地下水熱泵適宜區(qū)與地埋管熱泵適宜區(qū)空間上并不是重疊關系,具有一定的互補性。

??3結論.

??淺層地熱能開發(fā)利用適宜性分區(qū)是資源調(diào)查評價工作的主要內(nèi)容,根據(jù)渭南城區(qū)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等分區(qū)條件,地下水地源熱泵系統(tǒng)和地埋管地源熱泵系統(tǒng)的適宜性分為:適宜區(qū)、較適宜區(qū)和不適宜區(qū)。在地質(zhì)條件適宜區(qū)優(yōu)先選擇地下水源熱泵系統(tǒng),在不適宜利用地下水的區(qū)域優(yōu)先選擇地埋管熱泵系統(tǒng),鼓勵新建或改建的公共建筑、居民樓、農(nóng)村集中建設的住宅采用淺層地熱能,政府投資的公益性項目優(yōu)先利用淺層地熱能。

??淺層地熱能開發(fā)利用適宜性分區(qū)的主要依據(jù)是資源賦存的地質(zhì)條件和水文條件。利用指標法確定渭南城區(qū)淺層地熱能適宜性分區(qū),評價結果科學準確,能客觀反映評價區(qū)開發(fā)利用適宜性特征,為渭南城區(qū)淺層地熱能的合理開發(fā)利用提供了科學依據(jù)和支持,對淺層地熱能這一新型能源的具體應用提供了寶貴的實踐經(jīng)驗,對渭南城區(qū)能耗結構的改善和國家節(jié)能減排的戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)具有巨大的推動作用。

全自動野外地溫監(jiān)測系統(tǒng)/凍土地溫自動監(jiān)測系統(tǒng)

地源熱泵分布式溫度集中測控系統(tǒng)

礦井總線分散式溫度測量系統(tǒng)方案

礦井分散式垂直測溫系統(tǒng)/地熱普查/地溫監(jiān)測哪家好選鴻鷗

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地熱井高精度傳感器分層測溫方案、地熱井溫梯度測井系統(tǒng)、井溫梯度測井系統(tǒng)

地溫凍土深水井地熱井溫度監(jiān)測自動測溫系統(tǒng)

巖土凍土地溫深井電腦自動測溫系統(tǒng)、水源地源熱泵空調(diào)換熱井測溫系統(tǒng)

TD-016C型地源熱泵能耗監(jiān)控測溫系統(tǒng)

產(chǎn)品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監(jiān)測系統(tǒng)，分布式地溫監(jiān)測系統(tǒng)

此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產(chǎn)企業(yè)，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統(tǒng)。歡迎各類單位以及經(jīng)銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現(xiàn)場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個采集模塊可以連接內(nèi)置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監(jiān)測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監(jiān)測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統(tǒng)，主要是一套*基于現(xiàn)場總線和數(shù)字傳感器技術的在線監(jiān)測及分析系統(tǒng)。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監(jiān)測并保存數(shù)據(jù)，為優(yōu)化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續(xù)運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅(qū)動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點總結：高性價格比，根據(jù)不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

本系統(tǒng)技術參數(shù)：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數(shù)字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)功能：

1、溫度在線監(jiān)測

2、報警功能

3、數(shù)據(jù)存儲

4、定時保存設置

5、歷史數(shù)據(jù)報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數(shù)】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數(shù)：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內(nèi)置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經(jīng)測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內(nèi)以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個節(jié)點，實際使用應該限制在150個節(jié)點以內(nèi)。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電，當總線距離在200米以內(nèi)，則可以采用DC9V給現(xiàn)場模塊供電，當距離在500米之內(nèi)，可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產(chǎn)品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統(tǒng)，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內(nèi)部，根據(jù)客戶距離進行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測方法：

為了實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷，必須首先制定保證系統(tǒng)正常運行的合理的標準。在系統(tǒng)的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據(jù)參數(shù)，它也是在系統(tǒng)運行過程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個或幾個空調(diào)采暖周期（一般一個空調(diào)采暖周期為1年）后，系統(tǒng)的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統(tǒng)的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進行全年動態(tài)能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負荷，我們根據(jù)該負荷，選擇合適的系統(tǒng)配置，即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源，并動態(tài)模擬計算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統(tǒng)實時監(jiān)測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監(jiān)測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測系統(tǒng)概況：

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù)，而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長，測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質(zhì)等環(huán)境對空調(diào)換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測溫精度，但對模擬量數(shù)據(jù)采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜"及相應系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測，地源熱泵溫度監(jiān)測研究，地源熱泵溫度測量系統(tǒng)，淺層地熱測溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測溫線纜與傳統(tǒng)測溫電纜對比分析：
傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉(zhuǎn)換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環(huán)境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統(tǒng)的精度差，會受環(huán)境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環(huán)境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產(chǎn)生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數(shù)字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數(shù)據(jù)傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢。所以數(shù)字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測理想的設備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和現(xiàn)場總線管理器，直接將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合遠距離傳輸?shù)臄?shù)字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現(xiàn)一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺建設

一、系統(tǒng)介紹

1、建設自動監(jiān)測監(jiān)測平臺，可監(jiān)測大樓內(nèi)室內(nèi)溫度；熱泵機組空調(diào)側和地源側溫度、

壓力、流量；系統(tǒng)空調(diào)側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數(shù)；地溫場的變化等，實現(xiàn)熱泵機組運行情況 24 小時實時監(jiān)測，異常情況預

警，做到真正的無人值守?？蓪岜孟到y(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導依據(jù)。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內(nèi)溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

3）室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線；

4）機房內(nèi)空調(diào)側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

5）機房內(nèi)地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

6）機房內(nèi)用電設備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

7）地溫場內(nèi)不同深度的地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評價分析。

2、自動監(jiān)測平臺建成以后可以對已經(jīng)安裝自動監(jiān)測設備的地熱井實施自動監(jiān)測的數(shù)據(jù)分

析展示，可實現(xiàn)地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預

警，做到實時監(jiān)管，有地熱井運行的穩(wěn)定性。

1）開采水量及回水水量的流量監(jiān)測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測及變化曲線；

3）開采井井內(nèi)水位監(jiān)測及變化曲線；

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渭南城區(qū)淺層地熱能適宜性評價研究

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