地源热泵工程造价分析

工况
1
2
3 4 5 6
大广高速威县 单U 北服务区 大广高速衡水 单U 湖服务区 大广高速釜阳 单U 服务区 衡水通讯检测 单U 中心 张家口地源热 单U 泵 张家口某地源 双U 热泵工程
33
120
120 120 100 90
DN32
DN32 DN32 DN32 DN32
0.911
0.925 0.886
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地埋管系统施工要点
如果水平地埋管管沟杂物较多，铺设前，沟槽底部应先
铺设相当于管径厚度的细砂。 竖直地埋管换热器U形管安装完毕后，应立即灌浆回填封 孔。回填材料导热系数不能低于钻孔周围土壤的导热系数。 当钻孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等导致成孔困难时， 应设护壁套管。下管过程中，U形管内宜充满水，并宜采取措 施使U形管两支管处于分开状态。
435600 11738149
说明：建筑面积为55000m2，冷负荷4950kW，热负荷4150kW；地源井成井深度120米。
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地源热泵系统造价
以10000m2办公楼为例估算地埋管系统造价
单井造价 土质类型 单位 沙土 黄土 风化岩 元 3938 5138 11538 个 525 525 525 个 187 187 187 元 736406 960806 2157606 元 235035 235035 235035 元 105560 105560 105560 元 1077001 1301401 2498201 元/平米 108 130 250 所需地下提热 量 所需井数 地埋管井总 水平管及附件 价 安装 合价 平米造价
具体准确数值需通过项目所在地的土壤热物性测试得到。
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土壤源热泵系统设计
地埋管公称压力的确定 1、垂直埋管承受的最大压力=地埋管系统定压+水泵扬程的一半+地源井深度
选用管材时，PE管的公称压力不能低于这个压力值。
2、水平主管路承受的最大压力=地埋管系统定压+水泵扬程 一般来说，水平主管路公称压力不低于1.0MPa即可。
单位井深换热量
总结
影响单位井深换热量的首要因素是土壤温度，其次为土壤导热系 数等，东北地区土壤温度约为12℃，夏季制冷时地埋管散热量大，比 其他地区有优势，制热时地埋管提热量相对华北及南方地区略小些。
通过分析对比以上几个热物性测试，初步估算东北地区采用双U型 管埋管形式时，冬季提热量按35W/m，夏季散热量可取70W/m。
打井数目=地源井米数/地源孔深
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单位井深换热量
大广高速土壤热物性测试统计表
测试参数
序列
项目名称
埋管 管径 孔深（m） 形式 （mm） 120 DN32
换热量 流量 流速 压降 土壤温 （W/m） （m3/h） （m/s） （kpa） 度 0.972 0.51 46 18 夏季：54
o
双U q = 4.0835tf - 59.982 R = 0.9994
2
换热量(W/m)
夏季工况 冬季工况 单U q = 3.6168tf - 53.682 R2 = 0.9963
25
30
流体平均温度( C)
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单位井深换热量
曹妃甸 De32PE 热物性测试图
80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 5
0.47
0.48 0.46
41
42 40
18.1
18
夏季：54
夏季：54
33
33 33
18.11 夏季：54 12.5 13.5
冬季35； 4/35 夏季63 冬季45； 4/35 夏季50
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单位井深换热量
湖北省图书管热物性测试表
流量/m3/h 排热 1.05 1.04 1.07 取热 1.12 1.1 1.04 单位孔深换热量m/W 排热 54 42.6 45 取热 45.1 38.1 40.5 埋管平均进/出水温度 /℃ 排热 36.2/32.4 36.9/33.8 37.0/33.8 取热 8.6/11.6 7.9/10.7 9.7/12.8 0.3 0.6 0.6
说明：热负荷指标按70W/m2，冷负荷指标按100W/m2；地源井冬季单位井深提热量 按35 W/m，夏季地源井单位井深散热量按70W/m计算。
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土壤源热泵概念
土壤源系统是一种利用地下浅层土壤资源的 热能，既可供热又可制冷的高效节能系统。土壤 源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能）， 实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季 作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬 季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后， 供给室内采暖；夏季，把室内的热量排出来，释 放到地下去。
130
130 130
3938
5138 9538
35
35 40
1.41
1.84 2.98
说明：一般，沙土地质地源井造价在20～30元/m之间，黄土地质造价在30～45元/m之间， 风化岩地质造价在80～100元/m之间，混合地质类型约为85元/m。
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地源热泵系统造价
以曹妃甸工业厂房A1区图纸估算地埋系统造价表
单位井深换热量W/m
25单U 46 43 39 25双U 52 48 44 32单U 49 45 41 32双U 58 53 49
5
6 28
36
32 48 51 55 58
40
35 54 58 63 67
38
34 49 53 57 61
44
40 60 64 69 73
制冷工况
29 30 31
Leabharlann Baidu
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双U
q= 4.52t f - 66.694 R 2 = 0.9975
换热量(W/m)
冬季工况
夏季工况
单U q = 3.7874t f - 56.618 R 2 = 0.9958
10
15
20
25
30
流体平均温度( oC)
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单位井深换热量
曹妃甸不同管材单位井深换热量比较
运行工况 2 3 制热工况 4
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土壤源热泵系统设计
地源井总计
地埋管管路连接实例1
200口，分成10组，
每组20口井，每 组供回水主管路
分别设臵检查井。
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土壤源热泵系统设计
地源井总计200口，分成10组，每
地埋管管路连接实例2
组20口井，每组分别通过主管汇集到
分集水器。
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土壤源热泵系统设计
系统冬季从地下提热量 =末端空调热负荷－冬季机组输入功率
系统夏季向地下排热量 =末端空调冷负荷＋夏季机组输入功率 按冬季从地下提热量计算地源井米数为： 地源井米数=系统冬季从地下提热量/单位井深提热量 按夏季向地下排热量计算地源井米数为：
地源井米数=系统夏季向地下排热量/单位井深排热量
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抽取地下水的水源热泵，由于技术限制，全部回灌不易做到，监 督实施也比较困难，而且容易造成地下水污染。 在国外目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术，是充分利 用浅层地热的最佳技术途径。 目前埋管式地源热泵在欧美国家已得到普遍应用，已被充分证明 是成熟可行的技术，在我国，建设部和一些省市的建筑节能政策中明 确提出要推广使用埋管式地源热泵。
地源热泵工程造价
机电设备工程有限公司
地源热泵概念介绍
水源热泵存在的问题 土壤源热泵的地埋管系统造价分析 地源热泵系统设计 地源热泵系统施工 地埋管系统主要施工设备及材料
目前地源热泵系统存在的几个常见问题
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地源热泵系统简介
地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。地源热泵 是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天 然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供 热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空 调系统。
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水源热泵系统的存在的问题
1、回灌困难，许多水源热泵工程难以回灌，只能将大量地下水排向市政 排水管道。一般来说回灌井与抽水井回灌比超过3，都不适合水源热泵 工程。 2、容易污染地下水资源。 机组内工质一旦泄漏，将对地下水造成难以挽救化学污染；其次，不能 严格做到同层回灌，造成不同地下层地下水的混合，使得优质地下水 层的水质受到污染。
名称
埋管形式
有效埋管 深度/m 90 90 90
流速m/s
SK1井 双U（W型） SK2井 SK3井 单U 单U
当地土壤温度随深度变化曲线
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单位井深换热量
曹妃甸 De25PE 热物性测试图
60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 5 10 15 20
水平管及附 件
元 68951 68951 68951 68951
打井价格 元/m 15 30 45 100
单井造价 元 4042 5842 7642 14242
所需井数 地埋管井总价 个 96 96 96 96 元 388032 560832 733632 1367232
安装 元 48000 48000 48000 48000
合价 元 504983 677783 850583 1484183
平米造价 元/平米 62 83 104 181
说明：建筑面积为8207m2，冷负荷727kW，热负荷404kW；地源井成井深度120米。
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地源热泵系统造价
以曹妃甸管委会臵业大厦地埋图纸估算地埋系统造价表
地埋管井总 水平管及附 价 件 元
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地埋管系统施工要点
地埋管施工过程的水压检验
检验压力大小的确定 当工作压力小于等于1.0MPa时，应为工作压力的1.5倍，且不 应小于0.6MPa；当工作压力大于1.0MPa时，应为工作压力加 0.5MPa。
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地埋管系统施工要点
水压试验的步骤（4次水压试验） 1）竖直地埋管换热器插入钻孔前，应做第一次水压试验。在试 验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄 漏现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完成灌浆之后保 压l h。 2）竖直环路集管装配完成后， 回填前应进行第二次水压试验。 在试验压力下，稳压至少30min，稳压后压力降不应大于3%，且 无泄漏现象。
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水源热泵系统的存在的问题
3、取水井长时间取水后，易出现水量不足。主要原因是取水井被细沙 堵塞，运行期间每隔一段时间就需要洗井，而且洗井费用较高，长 来看，系统运行费用较高。另外一个原因就是地下水位的下降，很多 地区的地下水位每年都在下降。 4、抽水井、回水井之间互相影响。 很多项目根本不具备采用水源热泵，项目硬上，水井之间距离过近， 造成抽水温度接近于回水温度，热源温度越来越差，机组能效比降低。 5、水源热泵工程中，潜水泵扬程都较大，一般都在80米以上，甚至更高， 系统耗电量大。而且潜水泵一旦损坏，维修困难。
地源热泵系统总释热量宜与其总吸热量相平衡。
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。 每对供、回水环路集管连接的地埋管环路数宜相等。 供、回水环路集管的间距不应小于0.6m。
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地源热泵系统造价
不同土质地源井造价对比表（成井深度80m）
土质 单位 沙土 黄土 风化岩 钻井单价 元/m 30 45 100 钻井 元 De32 双U型管 元 双U型头 元/个 单位井深换热 换热量成 单井造价 量 本 元 W/m 元/W
2400
3600 8000
1408
1408 1408
4241292 5548092 10339692
打井价格
单井造价
所需井数
安装
合价
平米造价
元/m
30 45 100
元
5842 7642 14242
个
726 726 726
元
962857 962857 962857
元
435600 435600
元
5639749 6946549
元/平米
103 126 213
地埋管系统设计要点
地埋管各竖井流量平衡（管路同程连接可以做到） 单U型管流速0.6m/s，双U型管流速0.4m/s。 冬季系统运行时，地下管路尽量不加防冻液。 夏季运行期间，地埋管换热器出口温度宜低于33℃； 冬季运行期间，地埋管换热器进口温度宜高于4℃；
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地埋管系统设计要点