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热泵技术

地源热泵施工与设计 第一章 方案确定前的工程勘察

地源热泵施工与设计

第一章 方案确定前的工程勘察
第二章 土壤源热泵的施工与设计
第三章 地下水源热泵的施工与设计
第四章 地表水源热泵的施工与设计

一、地源热泵系统方案设计前,应进行工程场地状况调查,并应对浅层地热能资源进行勘查。

1、工程场地状况调查应包括下列内容:
1)场地规划面积、形状及坡度;
2)场地内已有建筑物的占地面积及其分布;
3)场地内树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电缆的分布;
4)场地内已有的、计划修建的地下管线和地下构筑物的分布及其埋深;
5)场地内已有水井的位置。
工程场地可利用面积应满足修建地表水抽水构筑物(地表水换热系统)或修建地下水抽水井和回灌井(地下水换热系统)或埋设水平或竖直地埋管换热器(地埋管换热系统)的需要。同时应满足置放和操作施工机具及埋设室外管网的需要。

2、浅层地热资源的勘察包括以下内容:
1)地埋管换热系统勘察包括:
岩土层的结构;
岩土体热物性;
岩土体温度;
地下水静水位、水温、水质及分布;
地下水径流方向、速度;
冻土层厚度。

采用水平地埋管换热器时,地埋管换热系统勘察采用槽探、坑探或研探进行。槽探是为了了解构造线和破碎带宽度、地层和岩性界限及其延伸方向等在地表挖掘探槽的工程勘察技术。探槽应根据场地形状确定,探槽的深度一般超过埋管深度1m。采用竖直地埋管换热器时,地埋管换热系统勘察采用钻探进行。钻探方案应根据场地大小确定,勘探孔深度应比钻孔至少深5m。

岩土体热物性指岩土体的热物性参数,包括岩土体导热系数、密度及比热等。若埋管区域已具有权威部门认可的热物性参数,可直接采用已有数据,否则应进行岩土体导热系数、密度及比热等热物性测定。
测定方法可采用实验室法或现场测定法。

实验室法:对勘探孔不同深度的岩土体样品进行测定,并以其深度加权平均,计算该勘探孔的岩土体热物性参数;对探槽不同水平长度的岩土体样品进行测定,并以其长度加权平均,计算该探槽的岩土体热物性参数。
现场测试法:现场测试岩土体应在测试埋管状况稳定后进行。根据埋管深度或长度,测试一般应在测试埋管安装完毕72h后进行。对两个勘探孔(槽)及两个以上勘探孔(槽)的测试,其测试结果取算术平均值。

2)地下水换热系统勘察应包括下列内容:
地下水类型;
含水层岩性、分布、埋深及厚度;
含水层的富水性和渗透性;
地下水径流方向、速度和水力坡度;
地下水水温及其分布;
地下水水质;
地下水水位动态变化。

3)地下水换热系统勘察应进行水文地质试验。包括:
抽水试验;
回灌试验;
测量出水水温;
取分层水样并化验分析分层水质;
水流方向试验;
渗透系数计算。
渗透系数指单位时间内通过单位断面的流量(m/d),一般用来衡量地下水在含水层中径流的快慢。

4)地表水换热系统勘察应包括下列内容:
地表水水源性质、水面用途、深度、面积及其分布;
不同深度的地表水水温、水位动态变化;
地表水流速和流量动态变化;
地表水水质及其动态变化;
地表水利用现状;
地表水取水和回水的适宜地点及路线。

地表水水温、水位及流量勘察应包括近20年最高和最低水温、水位及最大和最小水量;地表水水质勘察应包括:引起腐蚀与结垢的主要化学成分,地表水源中含有的水生物、细菌类、固体含量及盐碱量等。

二、对已具备水文地质资料或附近有水井的地区,应通过调查获取水文地质资料。调查区域半径宜大于拟定换热区100—200m。调查以收集资料为主,除观察地形地貌外,应调查已有水井的位置、类型、结构、深度、地层剖面、出水量、水位、水温及水质情况,还应了解水井的用途,开采方式、年用水量及水位变化情况等。

三、工程勘察应由具有勘查资质的专业队伍承担。工程勘察完成后,应编写工程勘察报告,并对资源可利用情况提出建议。

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