在地源热泵应用中的地质问题（二）

不同地层与岩性热物性差距较大，从而导致地下换热系统换热效率的较大差异。热导率是当中一个代表性指标，其受矿物成分（岩性）和矿物间接触关系（即岩石结构）影响，同时受外部环境影响，如岩石裂隙、孔隙及含水率、压力条件等（对于松散堆积物的热导率影响的因素更为复杂），一般情况下岩石热导率随压力、密度、湿度增大而增大。对于均质物质，热导率可用一个数值表征；而对于非均质材料，热导率不能用一个数值来表征。岩石属非均质体，特别是在有层理、片理、叶理以断层等外部条件约束时，热导率就不可用简单关系描述。

根据杨淑贞对华北地壳上部岩石热传导结构的探讨、熊亮萍等对中国东南地区岩石热导率值分析、邱楠生对西北塔里木、准噶尔、柴达木三盆地岩石热导率研究和吴乾蕃对松辽盆地地热场研究资料汇总简化成表1。

同一种岩性固态颗粒由细到粗热导率增大；压力增大热导率升高；孔隙含水率增大热导率增大；温度升高热导率减小。对于松散沉积物来讲，孔隙度大、含水率不同，热传输的影响因素不仅有传导形式，还有水参与下的对流和无水孔隙中的辐射，其热传输机理较复杂。因此浅层地温能开发利用地下换热系统的设计时要充分关注这些方面的影响。由表1中可见岩浆岩、变质岩热导率普遍高于沉积岩；沉积岩中随颗粒粒径增大而增大；化学沉积岩随成分而异，并随结晶程度增高而增大。

不同的地层和岩性，其传热和系统运行后的恢复也有很大差异，砂层的传热和恢复速度明显快于粘土层。