关于地埋管换热器
地源热泵系统u型地埋管换热器的选型要点及施工技术
地源热泵系统U型地埋管换热器的选型要点及施工技术一、选型要点1.确定热负荷和冷负荷：根据建筑物的使用功能和当地的室外气候条件，确定地源热泵系统的热负荷和冷负荷，从而选择合适型号的U型地埋管换热器。
2.确定换热器长度和直径：根据系统的热负荷和冷负荷，以及土壤的热性能参数，计算出所需的换热面积，进而确定换热器的长度和直径。
3.选择合适的管材：U型地埋管换热器的管材应具有良好的耐腐蚀性、热传导性和较高的机械强度，常用的管材有高密度聚乙烯(HDPE)等。
4.确定管间距：在土壤中，管间距的确定应考虑土壤的热传导性能、地下水位以及施工条件等因素，一般管间距在3-5米之间。
5.选择连接方式：U型地埋管换热器的连接方式分为单U型和双U型两种，根据实际情况选择合适的连接方式，以确保系统的正常运行。
二、施工技术1.施工前准备：清理施工现场，确保施工现场干净整洁，并对管道、管件、阀门等材料进行检查，确保符合设计要求。
2.测量定位：根据设计图纸和现场实际情况，确定U型地埋管换热器的位置，并进行准确的测量定位。
3.钻孔：使用钻机在地下钻孔，孔径和深度应符合设计要求, 并确保钻孔的位置、角度和深度准确无误。
4.下管：将U型管放入孔中，确保管道的连接牢固可靠，并按照设计要求进行固定。
5.回填：使用合适的回填材料将孔洞填满，并确保回填材料密实、均匀，以减小热阻。
6.管道连接与试压：按照设计要求将管道连接起来，并进行试压检验，确保管道无泄漏。
7.系统调试与运行：对整个地源热泵系统进行调试和运行，确保系统运行正常、稳定，达到设计效果。
需要注意的是，U型地埋管换热器的施工需要在专业技术人员指导下进行，严格遵守相关施工规范和技术要求，确保施工质量符合设计要求和使用安全。
同时，施工过程中应加强质量控制和安全管理,确保施工人员的安全和健康。
地埋管换热系统安装
地埋管换热系统安装地源热泵系统的地埋管换热器是供传热介质与岩土体换热用的，由埋于地下的密闭循环管组构成的，又称为土壤热交换器。
根据管路埋置方式不同，分为水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。
水平地埋管换热器在安装时可不设置坡度。
最上层埋管顶部应在冻土层以下0.4m，且距地面不宜小于0.8m。
竖直地埋管换热器埋管深度宜大于20m，钻孔孔径不宜小于0.11m，钻孔间距应满足换热需要，间距宜为3-6m。
水平连接管的深度应在冻土层以下0.6m，且距地面不宜小于1.5m。
地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小的塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管(PE80或PE100)或聚丁烯管(PB)，不宜采用聚氯乙烯(WC)管。
管件与管材应为相同材料。
地埋管质量应符合国家现行标准中的各项规定。
管材的公称压力及使用温度应满足设计要求，且管材的公称压力不应小于1.0MPa。
(1)地埋管换热系统安装前的准备工作1)地埋管换热系统施工前应了解埋管场地内已有地下管线、其他地下结构物的功能及其准确位置，并应进行地面清理。
2地埋管换热系统施工过程中，应严格检查并做好管材保护工作。
进人现场的地埋管及管件应逐件进行外观检查，宜采用刚制造出的管材，地埋管运抵工地后，应用空气试压进行检漏试验。
(2)管道连接1)按设计要求的尺寸，用热熔或电熔的方法连接地埋管组。
2)地埋管换热器的U形弯管接头，宜选用定型的U形弯头成品件，尤其是对竖直地埋管换热器。
3)对管道进行冲洗。
4)及时对管组开口端部进行密封。
(3)地埋管换热器的安装1)水平地埋管换热器安装:①按设计要求的位置、水平尺寸及深度，开挖沟槽。
②在沟槽底部铺设相当于管径厚度的细砂。
③对准备埋人沟槽的水平地埋管换热器做第一次水压试验。
在试验压力下，稳压至少l5ndn，稳压后压力降不应大于3，且无泄漏现象。
④将水平地埋管换热器放入沟槽内，与环路集管连接，并进行固定。
⑤进行第二次水压试验。
土壤源热泵地埋管换热器计算模型
土壤源热泵地埋管换热器计算模型汇报人：2023-12-28•土壤源热泵地埋管换热器概述•土壤源热泵地埋管换热器设计计算目录•土壤源热泵地埋管换热器性能分析•土壤源热泵地埋管换热器优化设计•土壤源热泵地埋管换热器工程实例目录01土壤源热泵地埋管换热器概述定义土壤源热泵地埋管换热器是一种利用地下土壤作为热源和热汇的换热器，通过地埋管与地下土壤进行热交换，实现供暖或制冷的目的。
工作原理地埋管通常采用高密度聚乙烯管或无缝钢管，通过在地下钻孔或沟槽埋设，与土壤进行热交换。
在冬季供暖时，地埋管从地下吸收热量，通过热泵系统将热量提取到室内；在夏季制冷时，地埋管将室内的热量传递到地下土壤中。
定义与工作原理农业设施供暖在农业设施中，如温室、养殖场等，土壤源热泵地埋管换热器可以提供稳定的温度环境，促进植物生长和动物养殖。
游泳池和水景供暖在游泳池和水景等水体中，土壤源热泵地埋管换热器可以提供恒定的温度，保持水体的舒适性。
住宅和商业建筑供暖和制冷土壤源热泵地埋管换热器适用于新建和既有建筑供暖和制冷的需求，具有高效、节能、环保等优点。
土壤源热泵地埋管换热器的应用土壤源热泵地埋管换热器的优势与局限性优势土壤源热泵地埋管换热器具有高效、节能、环保、稳定等优点，能够满足不同建筑和设施的供暖和制冷需求。
同时，地埋管换热器不占用室内空间，对建筑布局和美观度影响较小。
局限性土壤源热泵地埋管换热器在设计和安装过程中需要考虑地质条件、气候条件等因素的影响，同时需要合理配置热泵系统和控制系统，以保证系统的稳定性和能效。
此外，地埋管换热器的初投资较高，需要综合考虑其长期运行成本和经济效益。
02土壤源热泵地埋管换热器设计计算土壤比热容表示土壤吸收或释放热量时温度的变化程度，计算时需考虑土壤的成分和密度。
土壤初始温度和边界条件确定土壤初始温度以及土壤与地埋管换热器的边界条件，有助于准确模拟地埋管换热器的传热过程。
土壤导热系数根据土壤类型、含水量、温度等因素计算土壤的导热系数，是地埋管换热器传热计算的重要参数。
地源热泵系统地埋管换热器施工工艺
地源热泵系统地埋管换热器施工工艺引言地源热泵系统是一种利用地下土壤或地下水作为热源或热汇的节能环保的供热供冷系统。
其中地埋管换热器是地源热泵系统的核心部件，承担着在地下环境中完成热传递的重要工作。
本文将介绍地源热泵系统地埋管换热器的施工工艺。
施工准备在开始地埋管换热器的施工前，需要进行一系列的准备工作。
1. 材料准备地埋管换热器的主要材料是PE-Xa管材，一般采用规格为32mm或25mm。
此外，还需要准备连接管件、夹具、固定件等辅助材料。
2. 设计图纸根据地源热泵系统设计要求，制定地埋管换热器的施工图纸，包括地埋管的布置方式、连接方式等。
3. 施工工具准备常用的施工工具，如切割工具、测量工具、焊接工具等。
4. 天气考虑地埋管的施工一般在春、秋季进行，需要考虑天气的影响，尽量避免恶劣天气条件下的施工。
施工步骤1. 土壤准备首先需要进行地埋管铺设的土壤准备工作。
施工前应清除地表杂物，并进行土壤的平整处理，确保地表平整。
2. 管道铺设根据设计图纸，开始进行地埋管的铺设工作。
首先确定好管道的布置方式，然后进行测量，在地表上划出管道的位置。
接下来，使用切割工具将PE-Xa管材按照设计尺寸进行切割。
然后，将切割好的管材按照设计布置方式进行铺设，注意保持管材的平整，并保持管材之间的间距一致。
3. 管道固定地埋管铺设完成后，需要进行管道的固定工作，以确保管道的稳固性和安全性。
使用固定件将管道固定在地下，固定件的位置应根据设计图纸确定，一般在管道的中间位置进行固定。
4. 保护层施工完成地埋管的固定后，需要进行保护层的施工，以保护地埋管不受外界环境的影响。
常用的保护层材料有砂浆、沙土等。
首先在管道的周围铺设一层砂浆或沙土，厚度一般为20-30cm，然后进行压实，使保护层紧密贴合地埋管。
5. 断热层施工在完成保护层施工后，需要进行断热层的施工，以减少地埋管与地下环境之间的热交换。
常用的断热层材料有聚氨酯泡沫、玻璃纤维棉等。
地埋管换热器的设计与施工
• 引言 • 地埋管换热器的基本原理 • 地埋管换热器的设计 • 地埋管换热器的施工 • 地埋管换热器的应用案例 • 地埋管换热器的未来发展与挑战
01
引言
背景介绍
地埋管换热器是一种高效、环保 的地源热泵系统中的关键部件， 用于实现地下土壤中的热量与冷
量的提取和排放。
随着全球能源危机和环境问题的 日益严重，地源热泵系统作为一 种可再生能源利用方式，受到广
03
地埋管换热器的设计
设计原则
01
02
03
04
高效性
地埋管换热器应具有较高的传 热效率，确保热量能够快速、 有效地从地下提取或排放。
可靠性
设计时应考虑各种工况和环境 因素，确保换热器的长期稳定
运行。
经济性
在满足功能和安全性的前提下 ，应尽量降低换热器的成本， 包括材料、施工和运行费用。
环保性
设计时应考虑减少对周围环境 和地下水资源的负面影响，选
放线定位
根据设计图纸，确定地埋管换 热器的位置和走向，并进行放 线定位。
管材安装
将预制好的管材按照设计图纸 铺设在沟槽内，确保管材连接 牢固、密封良好。
质量检测
对安装好的地埋管换热器进行 压力测试、气密性检测等质量 检测，确保施工质量合格。
质量检测与验收
外观检测
对地埋管换热器的外观进行检查，确保无明 显损伤、锈蚀等现象。
择环保材料和施工方法。
设计流程
需求分析
明确地埋管换热器的 用途、规模和性能要 求，了解当地地质、 气候等条件。
方案设计
根据需求分析，制定 多个设计方案，进行 初步的技术和经济评 估。
详细设计
选定方案后，进行详 细的结构设计、热工 计算和材料选择。
地埋换热管施工工艺
地埋换热管施工工艺一、换热器施工工艺1. 土壤源换热器施工工艺流程介绍2. 垂直埋管的施工工艺2.1测量放线管道根据设计图纸的位置与测量人员密切配合，进行测量、放线，共同完成测量放线工作，在施工场地的周边进行放线找点，这样能准确的保证钻孔位置的确定。
2.2 换热孔的钻凿(1) 钻机就位后，查核钻孔位置，钻机水平度、钻头直径，确认无误后开钻，钻头直径不小于200mm。
(2) 钻进过程中，记录员应认真填写钻进记录表，记录起停钻的时间、钻杆长度，以及在钻进过程中的其它问题。
(3) 钻进到达要求深度后，查验钻孔深度和孔径，在下管程序没有准备好以前不能过早提起钻具。
(4) 钻井过程中，如遇地下暗河，卵石层含土量少或泥浆浓度不够可采用石灰，红土，膨润土造浆护壁或填充堵漏。
(3) 为避免泥浆坑渗水扰动基础，在泥浆坑表面加了一层塑料防水薄膜，打孔完毕后将薄膜去除，并将泥浆坑填平。
2.3下管准备(1) 管运达现场后，质检员应查验管材合格证、规格型号，并抽检管径大小。
(2) 检验合格后进行打压试验，试验压力以设计要求为准，带压观测2小时以上，无渗不漏无破裂，即为合格。
打压完后，每组双U型换热管的管头上应保持密封，并且保持管内的打压水。
2.4下管作业人员将PE管运至现场，根据地质情况采用人工或机械下管，必须保证换热器下到设计深度。
2.5 回填回填工序也称为回填封井，正确的回填要达到两个目的：一是要强化埋管与钻孔壁之间的传热，二是要实现密封的作用，避免地下含水层受到地表水等可能的污染。
回填材料是指用于填充地下换热器与地层之间的填充材料。
竖直地埋管换热器灌浆回填料宜采用原浆材料。
回填方法：循环井眼沉淀。
2.6打压当回填完成后，还要再进行一次打压试验，打压0.6MPa，无渗不漏无破裂，即为合格。
2.7换热孔的半成品保护地埋管钻孔施工完成以后，须将PE管用管堵封闭严实,然后将管子外露部分用胶带缠好。
防止成品换热孔的PE管内进入污垢。
土壤源热泵地埋管换热器计算模型
土壤源热泵地埋管换热器计算模型日期:汇报人：•引言•地埋管换热器工作原理•地埋管换热器计算模型•计算模型验证与优化•地埋管换热器工程应用实例目•结论与展望录CHAPTER引言01背景意义研究背景与意义研究内容方法研究内容与方法CHAPTER地埋管换热器工作原理02地埋管换热器结构地下换热器与热泵机组连接，吸收地下热量，通过热泵机组将热量传递给制冷剂，制冷剂再将热量排放到大气中，实现供冷。
冬季供暖地下换热器与热泵机组连接，将地下热量传递给制冷剂，制冷剂再将热量排放到室内，实现供暖。
传热介质热传递方式CHAPTER 地埋管换热器计算模型03传热模型建立传热模型基于土壤传热过程建立数学模型，包括土壤的导热系数、比热容等参数。
几何模型根据地埋管换热器的形状和尺寸，建立相应的几何模型。
边界条件考虑土壤温度、地埋管换热器的进出口温度等边界条件。
土壤热特性参数确定导热系数土壤的导热系数是反映其传热能力的重要参数，需要通过实验测定。
比热容土壤的比热容也是影响其传热的重要参数，需要根据土壤类型和含水率等因素进行估算。
热扩散率反映土壤对热量扩散能力的参数，与土壤的颗粒大小、孔隙率等因素有关。
010302换热器传热计算方法数值模拟简化模型实验验证CHAPTER计算模型验证与优化041模型验证方法23将模型的预测结果与理论推导结果进行对比，验证模型的准确性。
理论推导通过在地埋管换热器现场进行实验，测量实际的土壤温度和换热器性能，与模型预测结果进行对比，以验证模型的准确性。
实验测试选用多个不同的地埋管换热器计算模型，对同一个工程进行计算，并将结果进行对比分析，以验证所选模型的准确性。
对比分析模型优化方法改进算法考虑动态因素增加参数模型应用范围与局限性分析应用范围该模型适用于计算土壤源热泵地埋管换热器的性能，并预测其在不同工况下的运行效果。
局限性该模型假设土壤温度沿地下深度均匀分布，忽略了土壤导热的不均匀性，同时也没有考虑地下水的影响，这可能会对模型的预测精度产生影响。
地埋管系统土壤换热器设计
地埋管系统土壤换热器设计1 引言土壤换热器的设计是土壤源热泵系统设计的关键部分。
由于土壤源热泵设计的特殊性，在设计前期必须对该工程所在地做土壤的热响应测试实验，为后期进行地下换热器系统设计提供比较准确的数据依据。
地埋管热泵系统中冷、热源是地下土壤中蕴含的能量，这种能量通过与地埋管中的流体进行热交换，并以该流体为载体进入地埋管热泵机组实现制冷与供热。
这时地埋管与其中的流体就构成的地埋管热泵系统中的换热器，它属于非稳态不仅涉及时间跨度长而且空间区域大。
换热器的换热特性对地埋管热泵系统性能起着决定性的作用，直接影响地埋管换热器的设计，进而决定了地埋管热泵系统的经济性和运行的可靠性。
地埋管热泵系统的地下换热器的形式主要有水平埋管、竖直埋管两种，本为以竖直埋管换热器为例研究进水温度和流量对换热器换热能的影响。
在实际工程中最常用埋管形式的是竖直埋管，竖直埋管换热器管长的设计主要依据文献[1]中的公式：夏季制冷工况时埋管长度的计算公式（1）冬季供热工况时埋管长度的计算公式（2）上式表明，在一定的换热负荷条件下决定地埋管长度的主要是土壤层热物性。
地埋管处于地下土壤中，属地下隐蔽工程，其热物性的测量不能直接进行，主要是结合导热反问题和参数估计法来确定。
本次测试数据的处理采用热线源理论（钻井周围的构造都处于不受热扰动影响的温度场内，经过一定的时间，可得到向钻井散出的热量的热扩散率，从而求出导热系数）。
在线热源理论和模型中。
有以下公式：2 实验装置简介2.1 实验装置组成实验装置是利用安徽建筑工业学院建筑节能研究院的土壤热物性测试仪，测试仪原理如图1所示。
该仪器已经完成在安徽建筑工业学院南区的原始地温测试、冬季供热工况测试。
该装置实验台在测试运行期间，工况稳定，运行正常。
实验系统主要装置配置如图2所示。
1 阀门2 测温传感器3 压差传感器4 回水箱5阀门6风冷热泵机组7 阀门8 供水箱9 水泵10 阀门11 流量传感器12压差传感器13测温传感器14 阀门该系统主要由热泵机组、循环水泵、温度传感器、数据采集系统和相关附件组成，其进、出水管路系统与冷热源机组和数据采集系统相连。
地源热泵系统地埋管换热器设计标准
地源热泵系统地埋管换热器设计标准
地源热泵系统是一种高效、环保的供暖方式，其核心设备是地源热泵。
地源热泵通过地下管道将地下的热能传递到室内，实现供暖和制冷。
而地埋管换热器则是地源热泵系统中的重要组成部分，其设计标准对于地源热泵系统的运行效率和使用寿命具有重要影响。
地埋管换热器的设计标准主要包括以下几个方面：
1. 管道材料的选择。
地埋管道需要具有良好的耐腐蚀性和耐压性能，一般采用聚乙烯管或聚丙烯管。
管道的直径和壁厚需要根据地下水温度、土壤类型和地下水流速等因素进行合理的选择。
2. 管道敷设深度。
地埋管道的敷设深度需要考虑到地下水位、土壤类型和地下管道的保护等因素。
一般来说，地埋管道的敷设深度应该在1.5米以上。
3. 管道敷设方式。
地埋管道的敷设方式有水平敷设和垂直敷设两种。
水平敷设适用于土地面积较大的场合，而垂直敷设适用于土地面积较小的场合。
4. 管道间距和管道长度。
地埋管道的间距和长度需要根据地下水温度、土壤类型和地下水流速等因素进行合理的选择。
一般来说，管道间距应该在1.5米以上，管道长度应该在100米以内。
5. 管道连接方式。
地埋管道的连接方式需要采用专业的连接器件，
确保连接牢固、密封性好。
地源热泵系统地埋管换热器的设计标准对于地源热泵系统的运行效率和使用寿命具有重要影响。
在设计和施工过程中，需要严格按照相关标准进行操作，确保地埋管道的质量和安全性。
土壤源热泵地埋管换热器计算模型
采用基于传热学的地埋管换热器 计算模型，考虑土壤的导热系数 、密度、比热容等参数，以及地 埋管换热器的传热系数和热阻等 参数。
计算结果
地埋管换热器的传热系数为4.2 W/m2·K，热阻为0.1 m2·K/W。 根据计算结果，该酒店的土壤源 热泵系统能够满足冬季供暖和夏 季制冷的需求。
07
结论与展望
土壤源热泵地埋管换热器计算模 型
汇报人： 2023-11-27
contents
目录
• 引言 • 土壤源热泵基本原理 • 地埋管换热器设计计算 • 土壤源热泵地埋管换热器模拟方法 • 土壤源热泵地埋管换热器优化设计 • 工程实与意义
要点一
背景
随着全球能源结构的转变，可再生能源在建筑领域的应用 越来越受到重视。土壤源热泵是一种利用地下土壤作为热 源和热汇的能源利用系统，具有节能、环保、可持续等优 点，被广泛应用于建筑供暖和制冷。地埋管换热器是土壤 源热泵的核心部件，其性能和设计对整个系统的能源利用 效率和使用效果具有决定性的影响。
计算模型
采用基于传热学的地埋管换热器计算模型，考虑土壤的导 热系数、密度、比热容等参数，以及地埋管换热器的传热 系数和热阻等参数。
计算结果
地埋管换热器的传热系数为3.5 W/m2·K，热阻为0.12 m2·K/W。根据计算结果，该办公楼的土壤源热泵系统能 够满足冬季供暖和夏季制冷的需求。
工程实例二：某住宅区土壤源热泵系统
研究结论
土壤源热泵地埋管换热器是一 种高效、环保的地源热泵系统
，具有广泛的应用前景。
本文建立了一种考虑非稳态 影响因素的土壤源热泵地埋 管换热器计算模型，能够较 准确地预测系统运行性能。
通过实例验证，该模型能够为 土壤源热泵地埋管换热器的优 化设计和运行管理提供依据。
地源热泵系统地埋管换热器设计标准
地源热泵系统地埋管换热器设计标准地源热泵系统是一种利用地下热能进行空气调节和供暖的先进技术，地源热泵系统地埋管换热器作为其核心组成部分，在系统的性能和效率方面起着至关重要的作用。
地源热泵系统地埋管换热器的设计标准直接影响到系统的运行效果和能耗，因此对其设计标准进行深入研究和探讨具有重要意义。
的制定需要考虑多个方面的因素，包括地下水文地质条件、地表环境条件、地埋管布置方式、管道材料选用等。
在地下水文地质条件复杂的地区，地埋管换热器的设计需要更加谨慎和周密，以充分利用地下热能资源并确保系统的安全稳定运行。
地表环境条件也是影响地源热泵系统地埋管换热器设计的重要因素之一。
在环境恶劣的地区，地埋管换热器需要具有更好的耐腐蚀性能和抗侵蚀能力，以确保系统的长期稳定运行。
此外，地埋管布置方式也会直接影响到地埋管换热器的换热效率和能耗，合理布置地埋管对系统的运行效果有着至关重要的影响。
在地源热泵系统地埋管换热器设计标准方面，管道材料的选用也是一个至关重要的环节。
对于地下管道来说，耐高温、耐压、抗腐蚀是必须考虑的因素，选用合适的管道材料不仅可以提高系统的运行效率，还可以延长系统的使用寿命，降低系统的维护成本。
除了上述因素外，地源热泵系统地埋管换热器设计标准还需要考虑到系统的热载需求、运行模式、换热效率等多个方面的因素。
在设计地埋管换热器时，需要根据具体的项目要求和实际情况进行量身定制，以确保系统的运行效果最佳，能够充分利用地下热能资源，同时做到节能减排，保护环境。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，地源热泵系统地埋管换热器设计标准的制定是一个复杂而又具有挑战性的工作。
只有综合考虑地下水文地质条件、地表环境条件、地埋管布置方式、管道材料选用等多个因素，才能设计出性能优良、效率高的地埋管换热器，为地源热泵系统的稳定运行提供有力保障。
希望通过本文的介绍和探讨，能够为地源热泵系统地埋管换热器的设计标准制定提供一定的参考和借鉴，推动这一领域的研究和发展。
地埋管换热器的设计与施工
3）换热器长度的确定 地热换热器的负荷由热泵的负荷所决定,而热泵的负荷又与空调房 间的负荷有关。地热换热器的传热量与当地岩土温度、岩土的热物性、 埋管的形式、热泵运行时间等多种因素有关。因此换热器的长度不能 只由室内瞬时负荷来确定。当运行时间在数小时至数月的范围内,U 形 竖直埋管地热换热器的传热过程通常可用一维瞬态常热流线热源模型 进行简化 。通过输入全年各月冷热负荷,即可使热泵系统在数十年使 用期内均在满足设计负荷的前提下确定地热换热器的长度。当地热换 热器的总长度确定以后,根据埋管场地的大小来确定埋管的深度。确定 地下换热器长度除了要知道系统布置和管材外 ,还需要知道当地的土 壤物性参数资料 ,如地下温度、传热系数等。 在实际工程中 ,可以利用管材“换热能力”来计算管长。换热能 力即单位垂直埋管深度的换热量 ,一般垂直埋管为 40～70 W/ m 井深 水平埋管为 20～40W/ m 管长 。 设计时可取换热能力的下限值 ,即 40 W/ m垂直埋管管长 ,具体计算公 式如下: L = （Q′×1 000）/40 式中 L ———竖井埋管总长 ,m; 35 ———夏季每 m 井深散热量 ,W/ m。
2 管道连接 HPDE管道连接执行国家现行标准《埋地聚乙烯给水管道 工程技术规程》（CJJ101）的有关规定。 当室外温度低于5℃时，不宜进行管道连接、试压等操作 活动。 埋地的垂直单U形管垂直段中间部位禁止采用接头；U形 弯管接头采用定型的成品管件，不得采用直管煨制方法制 作弯头。 管道接头采用热熔或电熔连接。根据不同的管径及壁厚， 选择与之相适应的热（电）熔器。熔接前，必须彻底清理 管道里面，保证管道内无杂物；管接头内外表面必须擦拭， 保持干燥、无污染。 管接头加热时间必须严格按厂家提供的参数控制，确保熔 接质量。未熔透或过熔的接头必须清除后重新熔接，清除 长度不小于6倍管径。
地源热泵系统地埋管换热器设计标准
地源热泵系统地埋管换热器设计标准一、概述地源热泵系统作为一种高效节能的供暖和制冷方式，已经得到广泛应用。
其中，地埋管换热器作为地源热泵系统的核心部件之一，其设计标准对于系统的性能和稳定运行具有重要意义。
本文将从地埋管换热器的选材、布置、尺寸设计等方面进行探讨。
二、地埋管选材地埋管的选材是地埋管换热器设计的首要问题。
常见的地埋管选材包括聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等。
选材时应考虑以下几个因素：2.1 导热性能地埋管作为换热器的传热介质，其导热性能直接影响系统的换热效率。
因此，在选材时应选择导热系数较高的材料，如热传导系数大于0.4 W/(m·K)的聚乙烯管材。
2.2 耐腐蚀性能地下环境比较复杂，土壤中可能存在酸碱等腐蚀性物质，因此地埋管选材时应选择具有较高耐腐蚀性的材料，如聚丙烯和聚氯乙烯管材。
2.3 强度和耐压性能地埋管在安装以及系统运行过程中会受到一定的力学作用和压力，因此选材时应选择具有良好强度和耐压性能的材料，以确保地埋管的安全稳定运行。
三、地埋管布置地埋管布置是地埋管换热器设计的关键环节，合理的布置方式能够充分利用地下热能，提高系统的热效率和运行稳定性。
3.1 单回路布置方式单回路布置方式是地埋管换热器布置的一种常见方式。
其特点是地埋管采用单一回路连接，形成一个封闭的循环系统，热媒液在管内循环流动完成换热过程。
这种布置方式适用于小规模的地源热泵系统。
3.2 双回路布置方式双回路布置方式是地埋管换热器布置的一种常用方式。
其特点是地埋管采用两个独立的回路连接，形成一个开放的循环系统。
一条回路用于供热，另一条回路用于回水。
这种布置方式适用于大规模的地源热泵系统。
3.3 螺旋式布置方式螺旋式布置方式是地埋管换热器布置的一种创新方式。
其特点是地埋管呈螺旋状布置，从而增大地埋管的敷设长度，提高换热效果。
这种布置方式适用于狭长形土地的地源热泵系统。
3.4 并联布置方式并联布置方式是地埋管换热器布置的一种高效方式。
重庆地区垂直双U地埋管换热器保温性能研究
重庆地区垂直双U地埋管换热器保温性能研究目前，地埋管换热器在建筑能源节约和利用方面起到了重要的作用。
然而，由于地埋管换热器的使用条件和环境的不同，其保温性能直接关系到能源的消耗和系统的效率。
因此，对于保温性能的研究十分重要。
首先，我们需要了解垂直双U地埋管换热器的结构和工作原理。
垂直双U地埋管换热器由两个U形管组成，这些U形管埋入地下，通过循环水使地下水和地面水进行换热。
保温性能主要是指地埋管换热器在运行过程中能否有效地减少热量的损失，并保持水温的稳定。
保温性能的研究主要涉及以下几个方面：
首先，对地埋管换热器的保温材料进行研究。
保温材料的选择直接关系到地埋管换热器的保温性能。
我们需要寻找保温性能良好，耐高温、耐腐蚀、导热系数低的材料，以降低热损失。
其次，研究保温材料的厚度和布置方式。
保温材料的厚度和布置方式也会直接影响地埋管换热器的保温性能。
通过对保温层的厚度和布置方式进行研究，可以找到最佳的保温效果。
另外，研究保温材料的热稳定性。
地埋管换热器在使用过程中，会受到高温和腐蚀等因素的影响，因此保温材料需要具备良好的热稳定性以保证长期的使用寿命。
最后，进行保温性能的实际测试。
通过在实际环境中进行保温性能的测试，可以验证研究的有效性，并进一步提出改进的方案。
总结起来，垂直双U地埋管换热器的保温性能研究对于提高系统的效率和降低能源消耗具有重要意义。
通过对保温材料、保温层厚度和布置方
式以及保温材料的热稳定性进行研究，可以找到最优的保温方案，并为实际应用提供科学依据。
地 源 换 热 器 的 设 计
地源换热器的设计一般来讲，一旦将地下埋管系统换热器埋入地下后，基本不可能进行维修或更换，因此地下的管材应首先要保证其具有良好的化学稳定性、耐腐性。
1、聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）在国外地源热泵系统中得到了广泛应用。
2、PVC（聚氯乙烯）管的导热性差和可塑性不好，不易弯曲，接头处耐压能力差，容易导致泄漏，因此在地源热泵系统中不推荐用PVC 管。
3、为了强化地下埋管的换热，国外有的提出采用薄壁（0.5mm）的不锈钢钢管，但目前实际应用不多。
4、管件公称压力不得小于1.0Mpa，工作温度应在-20℃～50℃范围内。
5、地埋管壁厚宜按外径与壁厚之比为11倍选择。
6、地埋管应能按设计要求长度成捆供应，中间不得有机械接口及金属接头。
流体介质南方地区：由于地温高，冬季地下埋管进水温度在0℃以上，因此多采用水作为工作流体；北方地区：冬季地温低，地下埋管进水温度一般均低于0℃，因此一般均需使用防冻液。
（①盐类溶液——氯化钙和氯化钠水溶液；②乙二醇水溶液；③酒精水溶液等）。
埋管水温：1、热泵机组夏季向末端系统供冷水，设计供回水温度为7—12℃，与普通冷水机组相同。
地埋管中循环水进入U管的最高温度应<37℃，与冷却塔进水温度相同。
2、热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同，在满足供热条件下，应尽量减低供热水温度，这样可改善热泵机组运行工况、减小压缩比、提高cop值，并降低能耗。
地埋管中循环水冬季进水温度，以水不冻结并留安全余地为好，可取3—4℃。
当然为了使地埋管换热器获得更多热量，可加大循环水与大地间温差传热，然而大地的温度是不变的，因此只有将循环水温降至0℃以下，为此循环水必须使用防冻液，如乙二醇溶液或食盐水。
但这样会提高工程造价、增加对设备的腐蚀。
在严寒地区不得不这样做，而在华北地区的工程中用水就可满足要求，不一定要加防冻液。
地温是恒定值，可通过测井实测。
有关资料介绍某地地下约100米的地温是当地年平均气温加4℃左右。
地埋管换热器施工方案
地源热泵施工方案一、工程概况 (2)二、地埋管钻露井及罐浆施工技术 (2)1、施工依据： (2)2、钻孔任务： (2)3、钻孔设备 (2)4、钻孔质量与验收 (2)5、质量保证的措施 (2)6、安全生产 (3)7、灌浆技术要求 (3)8、具体施工工艺 (3)8.1 U型管预制 (4)8.2 成井方法 (4)8.3 下管 (4)8.4试压 (5)8.5 回填 (5)三、水平管施工工艺 (5)1、放线 (6)2、沟槽开挖 (6)3、管路安装 (7)4、回填 (7)5、交叉处理 (8)四、地埋管系统试压 (8)地源热泵施工方案一、工程概况1、项目基本信息本工程为合肥铜冠花园广场内超高层总部地标大厦空调项目，总计打井474口，其中258口位于大厦西、北、东侧周边，216口位于地下一层停车场地坪以下。
2、测试孔岩土层地质情况根据甲方提供信息，地表土层为普通沙土，土层以下为砂岩。
二、地埋管钻露井及罐浆施工技术1、施工依据：业主钻孔技术要求某公司新址中国江苏省《岩土热响应测试分析报告》《水利水电工程钻探规程》（SL291-2003）《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ87-92）《建筑地基处理规程》（JGJ79-2002）2、钻孔任务：地埋管工程：钻孔数量474个，钻孔深度105m，成孔直径450mm，垂直管深度100m。
3、钻孔设备地下换热器施工从制作、安装到调试采用机械化生产，根据工程需要配备足够的施工机械、工具、测量器具和通讯工具是提高施工效率，确保工程质量和安全生产。
拟投入设备表：4、钻孔质量与验收钻孔质量与验收依据设计要求和有关规程进行。
5、质量保证的措施5.1钻探设备安装之后必须进行安全等项目的检查，确认安装合格后，方可开钻。
5.2合理选用钻井方法、钻具、钻井技术参数及工艺。
5.3严格按钻探规程进行作业，合理掌握回次进尺长度。
5.4在施工过程中，按一定的钻孔深度，使用水平尺校正钻机。
5.6调平钻机，用垂直吊线法检验其主轴的垂直度，使其垂直度误差＜0.5%L。
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国内热响应试验概况
Yu M. Z., Diao N. R., Su D. C. and Fang Z. H., A pilot project of the closed-loop ground- source heat pump system in China, Proceeding of IEA 7th Heat Pump Conference, 356-364, Beijing, 2002. 于明志，方肇洪. 现场测试地下岩土平均热物性参数方法，热能动力 工程，17（5）：489-492，2002. Yu M. Z., Peng X. F., Fang Z. H. and Li X. D., A model for determining deep ground thermal properties accounting for water advection, in Heat Transfer Science and Technology 2004, Proceeding of 6th International Symposium on Heat and Mass Transfer, Beijing, 665-669, 2004. Yu M. Z., Peng X. F., Li X. D., Fang Z. H., A simplified model for measuring thermal properties of deep ground soil, Experimental Heat Transfer, 17(2): 119-130, 2004.
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恒热流法热响应试验的技术要求
ASHRAE手册中的具体要求是：
热物性测试的时间应为36-48 h。 加热功率应为每米钻孔50-80W，大致为实际U型管换热器高 峰负荷值。 加热功率的标准差应该小于其平均值的1.5%，最大偏差应小 于平均值的±10%；或由于加热功率的变化引起的平均温度 值对于T（温度）-- log t（时间）坐标上的一条直线的偏差应 小于0.3 K。 温度测量和记录仪器的精度应为 ±0.3 K。 功率传输和记录仪器的综合精度应为读数的 ±2%。 U型管内的流速应适当，以保证U型管进出口温差为3.7-7 K 数据采集的频率至少为10分钟一次。
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深层岩土热物性测试技术
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岩土热物性测试仪
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结
语
地埋管换热器热响应试验对于勘察地 下岩土体的导热特性、准确设计地源热泵 系统是必要的。国际通行的做法，包括 IGSHPA的标准和ASHRAE的手册规定的 方法，目的是测定岩土体的平均热物性， 为地热换热器的设计提供基础数据。为了 得到可靠的数据，需要对“恒热流法”试 验的条件进行规范。
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“每米钻孔的传热量”的概念
对于大中型的地源热泵工程，这个概念只适合用作方 案设计阶段最粗略的估算，而不应该作为设计的方法 和依据。因为地埋管换热器的传热能力不仅取决于热 响应试验所涉及的参数，而且与许多其他因素有关： 冷热负荷的特点、全年冷热负荷的平衡、地埋管换热 器中埋管的数量和布置形式、埋管的间距等，而热响 应试验都不涉及这些因素。此外，对地埋管换热器生 命周期中允许的循环液最高和最低温度也是影响其换 热能力的重要因素，需要在设计中权衡各方面的因素 决定。 地埋管地源热泵系统的设计应该按照《规范》的要求 ，采用专业软件或按规定的设计计算方法进行。
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概
要
国外热响应试验发展概况 “恒热流法”与“恒温法” 美国关于恒热流法的技术条件 恒温法的特点及局限 结语
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国外热响应试验发展概况
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恒热流法热响应试验的技术要求
“恒热流法” 采用恒功率的电加热，记录进 出口温度随时间的变化，因此仪器的结构和控 制都比较简单，测试精度也比较容易保证。 这种方法主要可用来确定岩土层的平均导热系 数以及钻孔内的热阻，它并不直接提供所谓的 “每米钻孔的换热量”的数据。 得到了岩土体热物性数据后，可以根据一定的 传热模型模拟地下岩土层以及回路中温度的短 期、中期（1年）和长期（多年）的变化，并 相应地采用适当的软件或按设计规范计算得到 地埋管换热器的总长度。
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对于低导热率（k<1.7 W/mK）的岩土体，建议在完成埋管和回 填5天以后再开始热物性测试；对于高导热率（k>1.7 W/mK）的 岩土体， 则建议在完成埋管和回填3天以后开始热物性测试。 地下岩土体的初始温度在上述等待期以后测试，可以在注满水 的管中在三处不同的深度直接插入测温元件测定并求平均值，或 在循环泵刚启动后测定U型管的出口水温代表岩土体初始温度。 所有地面以上的管路应采用厚度不小于13mm的闭孔隔热材料 或具有同等效果的措施进行保温。试验装置应设置在由不小于 25mm玻璃纤维层隔热或具有同等隔热效果的密闭小室中。 如果需要对钻孔重新进行测试，则需要等U型管回路中的温度 回复到与初始温度的差值不大于0.3 K方可进行。如果已经进行了 完整的48 h测试，对于中等或高导热率的地层，这一过程通常需 要10-12天，对于低导热率的地层，则需要14天。如果已经进行的 测试时间较短，则等待的时间也可相应缩短。
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“恒温法”热响应试验的方法是近 来提出的新概念，其试验的主要目标 是获得在冷、热工况下单钻孔换热器 的传热能力。在对这种试验的技术要 求进行必要的规范之后，这种试验的 结果可以作为反映单钻孔地热换热器 传热能力的一个指标。
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恒温法热响应试验
“恒温法”的热响应试验保持供水温度一定 ，记录出口水温的变化，再由测得的流量得到回 路中的换热量。 采用的加热热源可以是电热元件，也可以是 热泵。当采用热泵时，除“热工况”之外也可以 进行“冷工况”的测试。由于要设法保持回路的 进口温度保持不变，在热（冷）源部分必需有二 次加热装置进行调节。 这种方法的主要目标是确定在“稳定”状态 下每米钻孔的传热量，似乎还没有见到由此确定 岩土体热物性的报道。