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深部地殼結構對地溫分布的控制作用

更新時間：2021-12-30　點擊量：1536

中國東部，沿大興安嶺、太行山、巫山，武陵山及大瑤山呈北北東延伸的一條地殼陡變帶，是東部和中部的分界線；大致沿川、滇西部的安寧河谷，龍門山前并繼續向北北東延伸的地殼厚度陡變帶，是中部和西部的分界。二條地殼厚度陡變帶也是重力陡變帶昆侖、祁連-秦嶺地殼厚度緩變帶，它們都反映了中國境內六個不同類型的深部地殼結構特征，并與區域地質構造有著明顯的對應關系。中國地溫的分布與上述六個不同類型的地殼結構區有著較好的一致性。中國東部地溫偏高，尤其是松遼盆地高地溫分布區都與深部的結構有密切關系。在大興安嶺、太行山、巫山、武陵山及大瑤山一帶的東側的地殼厚度陡變帶上，也顯示出一條北北東的地溫陡度帶，其兩者是吻合的；只是由于地溫受到地形和地下水的影響，而顯示出有間斷的現象，但總的趨勢是明顯的；同樣，在川、滇西部的南北構造帶上地溫分布也表明是條地溫陡度帶。中部盆地的地溫分布與深部地殼結構有著良好的對應關系。西部地殼厚度多在50km左右，地溫均較東部為低，塔里木盆地、準噶爾盆地的地殼厚度較其周圍薄3-5km，地溫亦較其周圍為高。柴達木盆地位于青藏高原的東北邊緣，其地殼厚度約在50km左右，由于斷裂發育，地殼強烈隆起，地溫較塔里木和準噶爾二盆地為高。青藏高原上的許多小盆地的地殼厚度雖均在68km以上，但由于中新生代地層的覆蓋及基底構造和深部地質作用（低速層埋藏淺）的結果，地溫仍然較高；西藏南部的雅魯藏布江以南，喜馬拉雅山脈一帶，表現為一地殼厚度陡變帶，此帶的地溫分布也顯示為一近東西及北西西向延伸的一條地溫分布密集帶，向著喜馬拉雅山脈的內部地溫急驟降低，形成一條與喜馬拉雅山方向平行的地溫陡度帶。在沿雅魯藏布江南北一線形成了一條近東西延伸的較高地溫帶，此帶的‘形成有著明顯的深部地質背景，它與歐亞板塊和印度板塊的相互碰撞有關，這里構成了雅魯藏布江地縫合線，在巨大的剪切及擠壓作用下，使深部物質發生重熔并上涌形成熱源體，導致許多高溫地熱田沿此帶分布。從P波速來分析，青藏高原的下地殼有lOkm厚的低密度、低速度層存在。因此，可以認為西藏高原的地溫偏高是與深部地殼結構有著密切關系的；相反，地殼中的這種高地溫背景對青藏高原的隆起也起著相應的抬升作用。

??應當注意到青藏高原的北部及東北部的昆侖山及阿爾金山、唐古拉山等地區的內部，有許多現代火山分布，在青藏、滇藏等交界地區高溫熱泉眾多(佟偉、章銘陶等，1981,光明日報，1985)，同時處于這一范圍內的柴達木盆地，雖具有較厚的地殼，但卻具有與東部類似的較高的地溫分布，這些現象似可與藏南地區相比較。是否由于西藏的隆起在其北側同樣存在一條較高的地溫分布帶，尚不清楚；但從地殼陡變帶的分布來看這種現象是可能存在的。本書由于資料限制，將該區仍劃歸低地溫區范圍；但應當指出，研究青藏高原的隆起原因時，僅注意西藏南部地區是不夠的，還應加強對北部的研究。這樣才能全面的認識和了解西藏高原隆起的機制。

??在東海中的中國臺灣島上，中央山脈地殼厚，而其兩側薄，在島的東西兩側形成明顯的重力梯度帶，特別是中國臺灣東部的花蓮縱谷兩側更為突出(Hsieh，S.H.and Hu，C．C. 1972)。由島東北的宜蘭沿清水溪而至盧山的中央斷裂帶亦是一條重力梯度帶(圖3-4)。中國臺灣的地溫分布也是在東西兩側及東北的重力梯度帶內偏高；在宜蘭沿清水溪及中央斷裂帶有清水一土場、盧山和利稻等高溫地熱田分布；基隆及大屯火山群分布島的東北端：島的東部海域中有龜山島、蘭嶼等火山島，島上均有強烈的地熱顯示如硫質氣孔、沸泉、熱泉及噴氣孔等；地表噴氣孔的溫度可達120℃以上。上述現象的產生都有著深部的地質背景，由于中國臺灣花蓮谷地正處于太平洋板塊與歐亞板塊的碰撞帶上，東北部的宜蘭及海中的龜山島也正處于太平洋板塊向西北俯沖的沖繩海溝的延伸線上，在它們的相互作用下可能使中國臺灣深部形成熔融的巖漿體，或使深部的幔源高熱物質沿巨大的斷裂上涌，而形成較高的地溫分布區及高溫地熱田，這從大屯火山區的馬槽和大磺咀高溫熱田的強烈的酸性(pH2-5)高溫熱水的化學成分可以得到證，明。中國臺灣西部以及福建沿海均向海峽方向地溫增高。這與海峽地區的地殼減薄(王振民，1982)以及在地殼中可能存在的低速高導層有關，對此尚需進一步研究。

??深部地殼結構對大區域的地溫分布的控制是十分明顯的，在某種程度上它們之間是相互依存的。因此，研究區域地溫分布是探討深部地質結構的一種行之有效的手段；而深部地質卻控制了大區域地溫分布的狀況。然而在局部地區反映則不明顯，這與地區的構造類型、沉積物的厚度等等因素的干擾有關。

??綜上所述，深部地殼結構對地溫分布的控制作用有如下幾點：

??1) 地殼厚度與大區域地溫分布有著密切關系。地殼薄地溫高，地殼厚地溫低，地殼與地溫成鏡向關系。

??2)在全球板塊碰撞或俯沖帶，由于地殼巖石的重熔或幔源物質的上涌并侵入地殼淺部或形成火山噴發，在這些地區常形成高地溫帶，帶內呈眾多類型的高溫地熱顯示。

??3) 通過對高地溫分布帶的水熱流體及泉華和蝕變巖石的地球化學研究，可以獲得區域深部地殼結構的信息。

全自動野外地溫監測系統/凍土地溫自動監測系統

地源熱泵分布式溫度集中測控系統

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TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，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。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！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測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統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,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩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、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩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據發到總線上。每個采集模塊可以連接內置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測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

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傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

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

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

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，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 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傳熱的數值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，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測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

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：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. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【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，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部，根據客戶距離進行封裝。目前該系統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進行地溫監測，本系統的可靠性和穩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測方法：

為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統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是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，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，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統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，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統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，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩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的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩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、水質等環境對空調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可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，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“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜"及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統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轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環境影響不大，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、系統的精度差，會受環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生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，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的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數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，因數據傳輸采用總線方式，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。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數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測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，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，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統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優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

深部地殼結構對地溫分布的控制作用

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