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地溫梯度丨你想知道的都在這里

更新時間：2020-07-06　點擊量：2568

什么是地溫梯度？

地溫梯度又稱地熱梯度，表示地球內部溫度不均勻分布程度的參數。行業內一般以恒溫帶以下每百米垂直深度上增加的地層溫度（℃）數表示。

那么，什么是恒溫帶？中國境內的恒溫帶深度取20-30m，恒溫帶的溫度取高于年平均氣溫2-6℃，或考慮地下水的溫度或巖溶洞穴中的氣溫，做為恒溫帶以下計算地溫梯度的依據。地形及氣候對恒溫帶的溫度和深度則有直接的影響，其中氣溫又與緯度有關，一般低緯度帶恒溫帶較淺，溫度亦偏高；反之，高緯度帶則較深，溫度則偏低。氣溫隨地形有垂直分異的特點，所以其影響的深度和溫度也有深淺和高低之分。

在中國地溫研究中發現，各地區地溫梯度的變化很大。不同地點地溫梯度值不同，從各地研究經驗來講，國內地下地溫梯度通常為(1-3)℃/100m，分布具有東部高、西部低；南部高、北部低的總趨勢。

地溫梯度真的是越深越大嗎？

顯然不是！

地溫隨深度的增加而升高是一普遍規律。但在一些地區由于較深部地下水的強烈活動，形成負的地溫梯度，地溫不但不隨深度增加反而減小，地溫是地溫梯度的直接表現形式，側面反映了地溫梯度的變化。盆地的地溫梯度與深度關系表明，在淺部地溫梯度較高，向深部地溫梯度變小，也就是說地溫梯度隨深度逐漸降低是大趨勢。那么影響地溫梯度大小有哪些因素？

地溫梯度大小主要取決于巖石的熱傳導性、地下水的活動性、區域地質構造的穩定性和深部地殼結構的性質。具體到盆地的地溫梯度，隨深度的變化直接受控于地層的巖性結構。怎么講？舉個例子，松遼盆地鉆井較多，統計結果顯示1000-3000m間地溫隨深度呈近似直線增長，3500-4000m以下增溫變緩。其原因主要在于，地下3500米之后基本為基巖和中新生代沉積層，其壓實程度及成巖作用好，導熱性較高，地溫梯度自然變小。

舉個例子，你左右手同樣拿一根20厘米的鐵絲和木條，分別在明火下烤2分鐘，是不是手的感覺不一樣，那就是熱導率不同的原因，鐵絲兩端溫度差和木條兩端溫度差肯定不在一個水平線上。

圖1 中國地熱資源分布

中國各地地溫梯度有何區別？

中國東部，高地溫梯度異常區多分布于松遼盆地、華北盆地及東南沿海地區，地溫梯度多在4-5.°C/100m，高可達7-8°C/ 100m，其分布多呈條帶狀，北東向延伸同地溫分布規律一致。

松遼盆地溫梯度為高，一般在3.5-4°C/100m之間，高可在6°C/100m以上，延伸方向以北北東和北東東為主。東北部松遼盆地1000-3000m間地溫隨深度呈近似直線增長，3500-4000m以下增溫變緩。

華北盆地的地溫梯度，一般在3.2-3.5 °C/100m間，高可達7°C/100m以上，多呈北北東方向條帶狀低、高、低分布；地溫梯度在4°C/100m以上的分布區，多在基底隆起頂部靠近邊界斷裂的一側，這里是華北盆地開發利用中、低溫地熱資源的主要地區，如雄安新區到霸州一代，以及固安-廊坊-天津一帶。

東南沿海地區的浙、閩、粵等省區，地溫梯度多在2.5-3.5°C/100m間，尤其在沿海地區的溫州、大浦、廣州一線以東地區，多為3°C/100m以上的地溫梯度分布區，其中一些地熱異常區的地溫梯度可達6-7°C/100m；此帶中的雷州半島及北部灣、鶯歌海等海域的地溫梯度可達3 .3°C米左右。地溫梯度等值線的延伸方向為北東及北北東并與海岸線方向一致。

鄱陽、洞庭（包括漢江）、南陽、三水及白色等中小型盆地的地溫梯度均偏高，一般都在3.0°C/100米左右，高達4.0°C/100米以上。

中部地區，包括海拉爾-二連盆地，鄂爾多斯盆地，四川盆地及其以南I的滇、黔、桂地區，區內地溫梯度多在2. 5℃/100m左右，局部地區達3°C/100m以上。

滇東、黔，桂地區的地溫梯度一般為2—2.5°C/100m，而在南盤江、百色、南寧等盆地中則多大于昆明一六盤水一帶地溫梯度偏高，以2.5℃／100m的地溫梯度等值線，以舌狀伸向東北，并與四川盆地的南界相毗鄰；中部山區的地溫梯度均低于1.5-2.0°C/100米。

在中國西部，在大致東經102度以西地區，地溫梯度分布的總趨勢是南部高，北部低。

西藏及云南西部地區，沿雅魯藏布江向東延至騰沖一景谷一帶，是中國西南部一條較高的地溫梯度陡變帶，一般均在2.5-3.0℃/100m之間，高可達5.0-7.0℃/100m以上，一些受構造控制的高溫異常區還要高出數倍，高山區的地溫梯度則要低的多，通常大都低于1 .5℃／100m，藏北高原中的許多中新生代沉積盆地的地溫梯度，比其周圍要高1-1.5℃／100m。

青藏高原的共弛地區與云南西部的三江地區，地溫梯度多低于1.5℃／100m，只有在那些由構造斷裂控制的溫泉區域溫泉帶才能形成局部的地溫梯度異常區。

蘭州—西寧地區的地溫梯度在2.0-3.0℃/100m之間，青海柴達木盆地及河西走廊地區的地溫梯度，亦在2.5-3.0℃/100m。

新疆地區的塔里木盆地及準噶爾盆地的地溫梯度，則較其東部的柴達木盆地及河西走廊為低，塔里木和準噶爾二大盆地的梯度多在1.5-2.5℃/100m，

地熱梯度的方向指向溫度增加的方向，稱正梯度。如果溫度向下即隨深度的增加反而降低時，稱負梯度。熱田鉆孔穿透熱儲層后，常出現負梯度。

地溫梯度的倒數稱地溫增溫陡度(geothermal degree)，或稱地溫增溫級(geothermal degree)，其物理意義可以理解為溫度相差1℃時兩個等溫面之間的距離。

正常地溫梯度：梯度小于或等于3℃/100m，異常地溫梯度：地溫梯度超過℃/100m。

地溫級度是地溫每增高1℃時深度的增加值

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

礦井總線分散式溫度測量系統方案

礦井分散式垂直測溫系統/地熱普查/地溫監測哪家好選鴻鷗

礦井測溫系統/礦建凍結法施工溫度監測系統/深井溫度場地溫監測系統

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；

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