地质条件对经济型地源热泵的影响
一、经济型地源热泵系统的特点
1、经济型地源热泵系统是适用于小型、分散、保温性差的低层建筑和低投资、低运行费的供暖系统。
2、相应的地下换热方式：
（1）分散布置地埋管
（2）集中供回水、分散设置机组
二、影响地埋管地源热泵系统的地质、水文地质要素
1、地埋管换热系统的原理和传热机制传热机制：
（1）岩土体、管壁的热物性
固体中的热传导（热导率）和地下水的热对流（含水层厚度、地下水流速）。
（2）传热温差
地层平均温度与循环液温度（由机组运行工况决定）之间的温差。
（3）换热器的传热面积
埋管形式、管沟的尺寸、管径、换热器长度、填料。
2、影响换热经济性的地质、水文地质要素
（1）松散层的厚度，决定利用空间即成孔深度
（2）地下水含水层厚度、水位、径流速度
（3）地温决定反向温差的大小即可利用性
（4）不利地质体，热导率低（疏干层）和可钻性差（卵石层）的地层
三、北京市平原区地质、水文地质特征
地形地貌、水系
第四系
地层
地下水系统
第四系孔隙地下水的补给、径流和排泄
近期地下水埋深
浅层地温
1、地形地貌
北京地区地层除缺失晚奥陶至中石炭外出露齐全。
北京地区地埋管地源热泵系统主要在第四系内实施。
第四系（Q）：岩性主要为粘性土、砂、砂砾石，平原区内广泛分布，厚度变化大，揭露的厚度最大达1000m以上。
水文地质剖面示例
4、地下水系统划分
拒马河冲洪积扇孔隙水系统（Ⅰ区）
永定河冲洪积扇系统 （Ⅱ区）
潮白河-蓟运河冲洪积扇孔隙水系统 （Ⅲ区）
南口洪积扇及山前河流洪冲积平原子系统(北运河水系)（Ⅲ1区）
潮白河冲洪积扇子系统（Ⅲ2区）
蓟运河冲洪积扇子系统（Ⅲ3区）
5、第四系孔隙地下水的补给、径流和排泄
北京平原浅层地温一般为13～15度，局部具有地热异常15～18度。
四、地埋管地源热泵系统的适宜性
基本的约束条件
竖直型地埋管换热系统分区指标
初步成果
初投资是影响地埋管地源热泵系统经济性的主要约束条件。由以下条件的组合反映出适宜性的差别。
（1）松散层厚度
（2）含水层累计厚度
（3）卵砾石及疏干层厚度
第四系松散层的厚度30～60米；
卵石厚度 >10米；
含水层累计厚度 <10米；
五、结论和建议
1.结论
（1）地埋管换热系统是小规模、分散建筑群采用的较经济型换热方式。
（2）地埋管地源热泵系统在北京大部分地区可用，但在石景山山前、海淀区山前一带、丰台区大部、房山区的东南部及大兴区西部地区，由于在冲洪积扇的顶部，因沉积物颗粒粗大、垂直埋管的成孔难度大，初投资较高，可采用水平埋管方式。
（3）合理设计埋管方式、埋设深度和孔间距是影响系统经济运行的重要因素。
2.建议
（1）针对不同地质情况，应在区域开展勘查工作，通过钻孔和现场换热试验了解岩土体热物性，从而为换热系统的合理设计提供依据。
（2）由于竖直地埋管换热系统占地小，换热效率高等特点，实际工程中应多采用 。
（3）因地制宜，与其它可再生能源相结合，综合利用。
