第９ ３卷 增刊１２ ０ １ ９年９月 地 质 学 报 ＡＣＴＡ ＧＥＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ Ｖｏｌ．９３Ｓｕｐｐ．１Ｓｅｐ
． ２ ０ １ ９注：本文为山东省国土资源厅－聊城市浅层地温能调查评价项目（编号鲁国土科字（２０１５）００４号）
资助的成果。收稿日期：２０１９－０８－２２；改回日期：２０１９－０９－
１０；责任编辑：李曼。作者简介：王涛，男，１９７５年生。水工环高级工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质工作。Ｅｍａｉｌ：ｓｈｕｉｈｕａｎ８０１＠１６３．ｃｏｍ。引用本文：王涛，朱照亮，魏善明，盛慧斌，王楠．２０１９．地埋管热泵换热系统热影响半径分析．地质学报，９３（ｓ１）：２ ２６～２３２，ｄｏｉ：１０．１９７６２／ｊ
．ｃｎｋｉ．ｄｉｚｈｉｘｕｅｂａｏ．２０１９２３２．Ｗａｎｇ Ｔａｏ，Ｚｈｕ Ｚｈａｏｌｉａｎｇ，Ｗｅｉ Ｓｈａｎｇｍｉｎｇ，Ｓｈｅｎｇ Ｈｕｉｂｉｎ，Ｗａｎｇ Ｎａｎ．２０１９．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｒａｄｉｕｓ ｏｆ ｂｕｒｉｅｄ ｐｉｐｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ
ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ａｃｔａ Ｇｅｏｌｏｇ
ｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，９３（ｓ１）：２２６～２３２．地埋管热泵换热系统热影响半径分析
王涛１），朱照亮２），魏善明１），盛慧斌３），王楠１）
１）山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队，济南，２５００１４；
２）中国矿业大学资源学院，江苏徐州，２２１１１６；３）山东省物化探勘查院，济南，２５００１４
内容提要：地埋管热泵换热系统是一种在开发利用浅层地热能过程中应用非常广泛的热交换系统。本文依托
山东省国土资源厅实施的聊城市浅层地温能调查评价项目，对聊城市某小区内的地埋管热泵换热系统安装温度自动采集监测装置，２０１６年采集一个完整制冷期的地温变化数据，通过监测地埋管热泵系统换热孔和周边一定距离内监测孔内温度变化，绘制换热孔和监测孔一定时间范围内温度随时间和距离的关系变化曲线，分析换热孔在吸收热量后温度通过土壤介质的传播速率和最大影响半径，从而为实际地埋管热泵换热系统工程设计提供了依据。
关键词：地埋管换热系统、换热孔、监测孔、传播速率、影响半径
浅层地热能是指蕴藏在地表以下一定深度范围
内岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的热能，具有可再生、环保、高效节能、多功能、经济、寿命长的特点（Ｗａｎｇ
地源热泵系统Ｚｈｅｎｋａｉ ｅｔ ａｌ．，２０１６；Ｚｈａｏ Ｊｕｎｅｔ
ａｌ．，２００１）。地源热泵系统以岩土体、地下水或地表水为热源或冷源，通过地源侧换热系统、热泵机组和用户端换热系统，以电能为动力，将低品位能源转换为高品位的能源，从而实现大地与建筑物之间的能量交换，冬季供暖期间向大地提取热量，而在夏季制冷期间向大地存储热量，满足空调制冷、供暖或提供热水的需求（Ｚｈａｎｇ Ｚｏｎｇｙｕａｎ ｅｔ ａｌ．，２０１５；ＦａｎＰｉｎｇｐｉｎｇ ｅｔ ａｌ．，２００５；Ｌｉ Ｚｈｉｈｅｎｇ ｅｔ ａｌ．，２０１７；ＹｕＸｉｎ ｅｔ
ａｌ．，２０１０）。在第四系厚度比较大的平原地区，地埋管热泵换热系统应用较多。在实际使用地埋管热泵换热系统中，如何确定一个合适的埋管间距，是充分发挥换热孔的换热功率，减少换热孔之间热干扰，防止“热短路”，将地埋管地源热泵的能效比得到最大发挥的关键（Ｌｉ Ｐｅｎｇ
ｈｕｉ ｅｔ ａｌ．，２０１２；Ｃｈｅｎ Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．，２０１６；Ｙｕ Ｌｉｑｉａｎｇ ｅｔ ａｌ．，２００１；Ｐｅｎｇ Ｌｉａｎｇ ｅｔ ａｌ．，２００８
）。为研究地埋管热泵换热系统热影响半径，科学
合理确定地埋管间距，本文依托聊城市湖景名士苑小区内建设的一个小型地埋管热泵换热系统。２０１６年通过对该地埋管热泵换热系统换热孔内布设温度采集器，并在不同距离内设置监测孔，同时监测换热孔和监测孔内温度变化，来进行热干扰试验，获取夏季制冷期向地下释放热量期间的温度变化，从而获得热影响半径和热传播速率。
１ 热干扰试验概况
本次安装地埋管热泵换热系统的为一栋两层别
墅，总建筑面积约２７０ｍ
２
，去掉车库、阁楼等附属用房，实际使用地埋管热泵换热系统作为制冷供暖的
房间为四个，总建筑面积约１６０ｍ
２
左右。为满足试验要求和实际供暖制冷效果，共设计５个钻孔，Ｒ１和Ｒ２钻孔５０ｍ，Ｒ３孔深１
５０ｍ，Ｒ４孔深２００ｍ，Ｒ５孔深１００ｍ，其中Ｒ１和Ｒ４是热泵系统换热孔，Ｒ２、Ｒ３和Ｒ５是监测孔，所有钻孔均安装地埋管和温度传感器，温度传感器紧贴ＰＥ管安装，５０ｍ以上每５ｍ间距布设一个温度传感器，５０ｍ以下每１０ｍ间距布设一个温度传感器，温度传感器与ＰＥ管同时埋入孔内，即温度监测自成孔下入地埋管后就已开始，开始测得地温初始温度，作为试验温
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