전통적인 수문지질조사는 수원 열펌프 시장에서 응용한다. 베이징 인민경찰학원 수원열펌프 프로젝트를 예로 들자.

(베이징 지질 공학 조사원)

개요: 수문 지질 탐사 기술은 지하수 원 열 펌프 기술의 핵심이며 지하수 원 열 펌프 프로젝트가 연습에 성공적으로 적용될 수 있는지 여부에 대한 열쇠입니다. 이 글은 베이징 인민경찰학원 수원열펌프 공사 사례를 소개하여 이것에 대해 토론했다.

소개하다

수원 열 펌프 기술은 성숙한 난방 에어컨 기술, 열 펌프 장치 기술 및 지질 조사 기술로 구성되어 있다. 우리나라에서, 난방 에어컨 기술과 열펌프 장치 기술은 이미 오랫동안 광범위하게 사용되어 매우 성숙했다. 따라서 수원 열 펌프 기술의 성공적인 응용의 관건은 지질 탐사 기술이 에너지 추출과 수자원 보호 문제를 해결할 수 있느냐에 있다. 수원 열 펌프 기술을 보급하는 과정에서 각 지역의 지질과 수문 지질 조건의 복잡성과 가변성으로 인해 암석 (토양) 층의 열전도도와 수문 지질 매개변수의 차이가 크다. 한 지역에서 성공적으로 적용할 수 있는 지하 열 전달 시스템은 다른 지역에서는 종종 적용되지 않는다. 현재, 일부 수원 열 펌프 프로젝트의 계약자 (주로 열펌프 제조업체, 시스템 통합업체 및 난방 설치 회사) 는 각 지역의 지질, 수문 지질 조건 및 재충전 기술을 이해하지 못하고, 맹목적으로 수원 열 펌프 시스템 공사를 맡으며, 추출된 지하수가 재충전되지 않거나 재충전량이 부족하여 귀중한 지하수 자원을 낭비할 뿐만 아니라, 좋지 않은 생태, 환경을 조성한다 베이징 인민경찰학원 수원열펌프 프로젝트를 예로 들어 기존 수문지질탐사기술이 수원열펌프 시장에 어떻게 적용되었는지 자세히 소개했다.

1 프로젝트 소개

베이징 인민경찰학원은 창평구 남구진 신장촌 북쪽, 태평촌 서쪽에 위치하고 있다. 프로젝트의 총 건축 면적은 약 654.38+80 만 평방미터이다.

캠퍼스에는 20 여 채의 다층 건물이 있다. 행정 교수 및 연구 건물 5 층, 지하 1 층; 강당 3 층, 지하 1 층 나머지는 2-4 층 건물입니다. 외부 벽 재료는 300mm 두께의 폭기 콘크리트 블록이며 열 전달 계수는 0.82w/(m2 k) 입니다. 지붕 인슐레이션은 60mm 두께의 폴리스티렌 보드 또는 금속 인슐레이션판이며 열 전달 계수는 0.6 ~ 0.78w/(M2 K) 입니다. 알루미늄 합금 이중 유리창의 열 전달 계수는 3.5w/(m2 k) 입니다.

2 열 펌프 기술 옵션

엔지니어링 디자이너는 각종 전통 난방 냉각 방안을 종합적으로 비교한 후 경제, 환경, 에너지 효율이 높은 열펌프 중앙 에어컨 기술을 채택하여 겨울 난방, 여름 냉방, 일년 내내 뜨거운 물을 공급하기로 했다. 설계자의 계산에 따르면 난방 난방 난방 부하는 15 153kW 이고 냉방 부하는 1608 1kW 입니다.

베이징 인민경찰학원 건립처의 의뢰를 받아 베이징 지질공학조사원은 열펌프 기술방안 지하 열교환체계의 탐사, 설계 및 시공을 맡았다. 현지 수문 지질 조건에 따라 지하수 수원 열 펌프 기술을 채택할 예정이다.

임무를 받은 후 우리 병원은 즉시 지질 수문 지질 전문가를 조직하여 부지에 대한 예비 조사를 실시하고, 선행 작업 성과의 분석과 정리를 결합하여 초보적으로 규명했다.

(1) 부지는 호유 홍적팬 맨 위에 있습니다. 제 4 계 지층은 주로 자갈층 침적토와 점토층으로 이루어져 있으며, 깊이가 40-90m 사이에 묻혀 있다. 하복지현 안개 미산조 회암. 현장 지층 암석학은 표 1 에 나와 있다.

표 1 지층 암석학 표

(2) 장구 제 4 계 수층은 자갈층을 위주로, 유입량이 고르지 않고, 단일 우물 유출량은 일반적으로 150m3/d 보다 작다. 대지가 충적팬 꼭대기에 위치하여 지하수가 깊이 묻혀 있고, 부지 내 기존 농용 우물 지하수위는 77.20m 에 달하며, 자갈층은 대부분 희박한 상태에 있다

(3) 부지 내 제 4 계 지하수의 보급원은 주로 장마철 홍수로 인한 지표 유출 침투, 대기 강수 침투, 산간 기암 지하수의 측면 유출이다. 현장의 지하수 소비는 주로 측면 유출수와 인공 채굴이다.

(4) 현장의 지하수 역학은 홍적팬 꼭대기에 잠수하는 특징이 뚜렷하다. 장마 전 지하수는 최저 수위에 있고 장마 수위는 빠르게 상승하며 수위 범위는 10~20m ~ 20m 입니다.

위의 수문 지질 조건 분석에 따르면, 부지는 지원 열펌프 기술을 채택할 때 주로 두 가지 문제가 있다. ① 예비 계산에 따르면 시스템 최대 부하 운행을 만족시키기 위해 구멍당 깊이 100m, 단일 U 형 및 PET 로 계산하면 약 4,000 개의 구멍을 뚫어야 한다. 부지 지층은 주로 자갈 지층, 작은 지름 구멍이기 때문이다. (2) 4,000 개의 구멍이 정사각형으로 늘어선 경우 면적이 65438+ 만 m2 를 넘으면 부지가 이 조건을 충족시키지 못한다. 이에 따라 지원 열펌프 기술에는 현장에서 해결할 수 없는 두 가지 기술적 장애가 있어 채택할 수 없다는 결론을 내렸다.

수원 열 펌프의 지하수 열교환 시스템 연구

선행 수문지질조사와 논증을 통해 이 장소에서 유일하게 사용할 수 있는 열펌프 기술 방안은 지하수 수원 열펌프 방안이다. 설계 부서의 계산에 따르면 시스템 최대 부하가 실행될 때 총 수요량은 1 170m3/h 입니다.

부지 내 제 4 계 수층은 물이 풍부하지 않아 계절성의 영향이 크다. 고수기에 수층은 이미 부분적으로 배수되어 안정적인 급수 의의가 없다. 이때 지질 탐사에 전문적으로 종사하지 않는 수원 열펌프 공사 청부업자는 공사를 포기하거나 제 4 계 지층에서 맹목적으로 우물을 파서 호스트, 외부 파이프, 실내 중앙 에어컨 시스템이 설치된 후 고수기 물이 없는 상황이 발생해 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있다. 따라서 지질 탐사 기술을 통해 충분한 지하수 자원을 찾을 수 있는지 여부는 베이징 인민경찰학원 수원 열펌프 난방 냉각 프로젝트가 가능한지의 관건이 된다.

우리 병원의 지질 탐사 전문가들은 현장 아래 복암반이 지현계 안개 미산조 백운암과 백운질회암이라는 것을 발견했다. 이 층은 베이징시의 3 대 기암암 카르스트 지하수 보급층 (오르도계 회암, 캄브리아기 회암, 지현 백운암) 중 하나이며 베이징시 지열 자원 채굴의 주요 목적층이기도 하다. 이에 따라 탐사장 하복의 현계 안개 미산조 백운암과 백운질 회암 수층을 확정해 이번 조사의 중점으로 삼았다.

3. 1 조사 작업 및 방법

이번 조사의 임무는 제안 장소 1 170m3 기암 (지현 안개 미산조) 이 시간당 수층을 채취할 수 있는 가능성을 평가하는 것이다. 만약 물을 채취할 수 있다면, 채취할 물을 모두 재충전할 수 있는 가능성을 더욱 평가한다. 그런 다음 펌핑 우물의 수, 분포 및 구조를 설계하십시오.

우리 병원은 제안된 부지에 대한 지질과 수문지질 연구 수준이 비교적 높으며, 이번 조사는 주로 선행 연구 성과에 대한 수집, 정리 및 분석을 하고, 지하수위 동적 관측을 적절히 보충하는 것이다.

3.2 조사 작업의 분류 및 작업 영역 범위

설계 부서의 계산에 따르면 시스템 최대 부하 가동 시 수요량은 1 170m3/h 입니다. 즉, 최대 일일 수요량은 이미 28080m3 에 달합니다. GB50027 을 누르세요? 200 1' 급수수문지질조사규범' 은 중형수원표준요구 사항 (1000 m3/d≤ 수요수 < 50000 m3/d) 을 충족한다.

대지 부근의 지질구조는 복잡하고 단층이 발달하여 주로 북동향과 북서향단층이다. 남구-손하단단은 부지 남서쪽 2.5 ~ 3 km 에 분포되어 있고 남구산 앞단단과 양방-서사툰단단은 부지 북서쪽 2.5~3km 에 분포되어 있다. 부지 하현계 안개 미산조 수층은 암용지하수 보급구에 위치하여 깊이 묻혀 있고, 풍부한 물이 고르지 않아 수문 지질 조건 중 중간 지역에 속한다.

우리 병원은 이 지역에서 일정한 수문 지질 탐사 작업을 전개하였으며, 이미 여러 가지 다른 탐사 목적에 대한 조사 성과 보고서를 참고할 수 있게 되었다. 이에 따라 현장의 조사 단계는 탐사 단계로 정의되었다.

3.3 조사 결과

한 달 동안의 조사를 통해 부지 하복에 있는 현계 안개 미산조 수층의 암석, 매장 분포 특징 및 풍부한 수성을 밝혀낸 결과, 지금 결과를 다음과 같이 요약했다.

(1) 작업에서 목적층의 암석 특징을 측정합니다. 지현 안개 미산조 백운암과 백운질회암은 주로 태평장산 앞에서 평원지대까지 분포해 산 앞 4 계 홍적물 아래에 숨어 부지 내에 NE-SW 띠 분포를 띠고 있다. 암석학은 주로 회백색 백운암, 백운질회암, 부싯돌 백운암, 결정백운암이다.

(2) 조사 작업 목적층의 수문 지질 특성. 현장 아래 지현계 안개 미산조의 암석 풍화가 심하고 암용 갈라진 틈 발육, 특히 단층구조대 부근에서 이 수층이 물이 풍부하고, 저장량이 크고, 침투성이 강하며, 보급능력이 강하며, 이상적인 급수 목적층이라는 것을 보여준다. 과거 수세 실험 자료에 따르면 이 수층 유입량은 150m3/h 에 달할 수 있으며, 최근 몇 년 동안 지하수위가 계속 하락하기 때문에 유출량을 줄여야 한다.

(3) 조사 목적으로 사용되는 수층의 보급, 지름 및 배설 조건. 부지 하현계 안개 미산조 수층 보급원은 소량의 대기강수가 제 4 계에 침투하는 것 외에도 이 층에 더 침투하여 주로 북부의 노출암암산지를 위해 대기강수 침투 보급을 받은 후 유출수 보급을 한다. (* 역주: 역주: 역주:,,,,,,,,,,) 인공 채굴과 남쪽으로 본 지역을 빠져나가는 유출은 수층의 주요 배설 통로이다.

(4) 작업 중 목적층의 수화학적 특성과 수온을 측정한다. 과거 자료에 따르면, 현장 하현계 안개 미산조 수층 지하수화학은 단일인데, 속합니까? Ca2+? Mg2 ++ 형 염도는 약 400mg/L 로, 총 경도는 약 220mg/L 로 수질이 양호하여' 생활식수위생기준' (GB5749? 85). 과거 자료에 따르면 이 지역에서 측정한 지하수 온도는15 C 입니다.

(5) 조사 대상 층의 지하수 동적 특성. 현장 하복의 현계 안개 미산조 수층 지하수위는 약 80m 로 매년 6, 7 월 최저, 8, 9 월 최고, 연평균 약 5m 로 변한다.

3.4 조사 결과 종합 평가

현 () 계 안개 미산 () 조는 수층 암용 갈라진 틈으로 발육하여, 물이 풍부하고 침투성이 강하다. 단일 우물 유입량은 150m3/h 에 달할 수 있고, 저장용량이 크고 수질이 좋다. 8 개의 우물은 수원 열 펌프 프로젝트의 물 수요를 충족시킬 수 있다.

현계 안개 미산조 수층 보급구는 북부 산간 지역에 위치하여 보급면적이 비교적 크다. 또한, 가져온 물은 에너지를 추출한 후 모두 지하로 펌핑되므로, 취수는 완전히 보증된다. 지현 시스템 안개 미산조 수층의 수질과 수온이 수원 열펌프 공사의 요구를 충족시키지만 지하수위가 깊이 묻혀있기 때문에 우물에서 물을 퍼올리려면 더 많은 전기가 필요하다.

추출된 지하수를 가능한 한 같은 수층에 재충전하기 위해서는 양수정 구조와 같은 8 개의 재충전정을 건설해야 한다. 단일 우물 재충전량이 채취량보다 적기 때문에 4 개의 방사선정을 건설하여 침사 재충전을 해야 하는데, 그 이유는 값비싼 기초암정 수를 줄이기 위해서이다. 수문지질의 관점에서 볼 때, 부지 내 제 4 계 지하수가 현계 안개 미산조 수층 지하수에 스며들기 때문에 지하수가 제 4 계 지층에 주입된 후 실제로는 기암수에 침투할 수 있다.

따라서, 펌핑 우물의 분포와 설계가 합리적이라면, 현장 내 지현 () 계 안개 미산 () 층의 수층은 수원 열 펌프 공사의 용수 수요를 완전히 충족시킬 수 있다.

4 펌핑 우물과 관개 우물의 분포, 설계 및 건설

4. 1 펌핑 및 관개 우물 분포

수원열펌프 에어컨 시스템이 여름겨울에 운행할 때, 반드시 지역 지하수의 원래 유장을 바꿀 것이다. 양수정 주변 지하수의 등압선은' 원추' 이고, 반대로 재충전정 주변 지하수의 등압선은' 깔때기' 이다. 지하수 온도장도 지하수 수류장의 변화에 따라 변한다. 특히, 대수층에서 물이 천천히 흐르면서, 다시 관개하는 온도는 지하수의 상온과 일치하게 된다. 즉, 다시 관개하는 것은 지하수 수층에' 온도 영향 반지름' 이 있을 수 있다. 이 반지름은 다시 관개량, 재충전 온도와 지하수의 상온과의 차이, 수층의 침투계수, 열전도도 등의 요인에 의해 통제된다. 양수정과 관개정 사이의 거리가' 온도 영향 반경' 보다 작으면' 열 돌파' 현상이 발생해 여름 냉각 중 양수정 온도가 높아지고 겨울철 난방 중 지하수 온도가 낮아진다. 이에 따라 수원 열 펌프 에어컨 시스템의 운행 효율이 낮아졌다. 따라서 합리적인 양수정과 관개정 간격은 수원 열 펌프 에어컨 시스템의 효율적인 운영에 중요한 요소입니다.

채굴정과 재충전 우물의 배치 원칙은 현지 수문 지질 조건을 충분히 이해하는 데 기초해야 하며, 다음과 같은 요소들과 결합해야 한다. ① 공사 채굴 (재충전) 수량; (2) 지하수 채굴 중 온도와 보급온도 (에너지 추출 크기); ③ 지하 대수층 침투성 및 다공성; (4) 지하 수층의 두께, 정적 및 동적 지하수 수준 및 지하수 흐름장 ⑤ 지하수의 자연 상태에 영향을 주지 않도록 노력해야지, 관련 환경 지질 문제를 만들어서는 안 된다.

위와 같은 요인과 지하수 흐름 (동북에서 남서쪽으로) 을 종합적으로 고려해 캠퍼스 서부, 남경계를 따라 8 개의 진술우물, 우물 간격 200 ~ 300 m, 캠퍼스 중부에 8 개의 재충전 우물을 배치하여 상류로 역류하여 수원이 충분하고 안정될 수 있도록 합니다.

4.2 펌핑 우물 설계

펌핑 우물은 GB 50296-99 "급수 우물 기술 사양" 에 따라 엄격하게 설계됩니다. 펌프실 깊이는 펌핑 실험 자료, 지하수위의 연간 변화, 최근 몇 년간 계속되는 가뭄으로 인한 지하수위가 지속적으로 하락하는 것을 종합적으로 고려해야 한다.

4.3 펌핑 우물 건설

펌핑 우물은 GB 50296-99 "급수 우물 기술 사양" 에 따라 엄격하게 수행되어야합니다. 2003 년 8 월, 우리 병원은 모든 양수정, 충전정, 침사지 방사선정 건설을 마쳤다.

5 프로젝트 운영

2003 년 6 월 수원 열 펌프 시스템을 모두 완성하여 같은 해 말 겨울 난방 사용에 투입했다. 지금까지 세 개의 난방/냉각 계절 (생활온수 포함) 을 정상적으로 운영했습니다. 감시에 따르면 양수정 유출, 수위, 수온, 수질 등의 매개변수가 안정적으로 유지되고 추출된 지하수는 모두 지층에 주입되고, 지역 지하수위는 눈에 띄는 변화가 없고, 관련 환경지질 문제는 발생하지 않았다.

전체 시스템은 또한 주파수 제어 기술을 채택하고 있기 때문에, 열펌프 단위의 흐름과 압력의 요구에 따라 잠수펌프가 변주하여 수력을 최대한 절약했기 때문에 전체 시스템의 경제적 이익은 매우 두드러지고, 동시에 엄청난 사회적 효과와 환경적 효과도 가져왔다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 참관단이 끊이지 않아 시공 단위가 매우 만족스럽다.

6 결론

수문 지질 탐사 기술은 지하수 원 열 펌프 기술의 핵심이며 지하수 원 열 펌프 프로젝트가 연습에 성공적으로 적용될 수 있는지 여부에 대한 열쇠입니다. 베이징 인민경찰학원 프로젝트가 좋은 예이다. 수문지질조사를 통해 ① 지원 열펌프 기술 채택을 점차 거부하다. ② 제 4 계 지하수원 열펌프 기술과 기암암 암용 지하수를 냉열원으로 이용하는 혁신 방안은 본 프로젝트의 성공의 기초이다.

"급수수문지질조사규범" 의 요구에 따라 지하수 열전 시스템 조사를 엄격히 실시하는 것도 수원 열펌프 공사가 성공적으로 응용되는 중요한 요인이다. 본 공사 조사 과정에서 탐사의 분류, 범위, 단계에서 펌핑 우물의 설계 및 시공에 이르기까지, 우리는 모두 규범의 요구 사항을 엄격히 집행하였으며, 모든 펌핑 우물의 품질은 우수한 수준에 이르렀으며, 이는 또한 공사의 성공을 보장하는 중요한 일환이다.

2006 년 6 월 5438+ 10 월 1 시행된 GB50366—2005'

참고

허웨이, 랑사위. 지열 열 펌프 공학 기술 안내서. 베이징: 중국 건축공업출판사, 200 1.

[2] 나영. 베이징 경찰학원 중앙 에어컨 수원 열 펌프 시스템.