双U型地埋管地源热泵系统优化设计
万溧;高理福;李浩
【期刊名称】《制冷与空调（四川）》
【年(卷),期】2015(000)005
【摘要】以西南科技大学新能源改造项目为基础，根据相关技术规范的要求，对双U型地埋管换热器进行了试验测试。建立和实际尺寸完全相同的三维数值模拟模型，通过验证后的数值模拟模型，对地埋管换热器的换热过程进行动态模拟。研究了进水温度和速度、钻井深度、回填材料对U型地埋管换热器换热性能的影响。得出进水温度设计时应综合考虑，循环流速为0.4～0.8m/s比较合适，钻井深度取60～100m较为合理，回填材料的导热系数略大于地埋管周围土壤即可。%This paper is based on the new energy reform project of Southwest University of Science and T echnology, according to the requirements of relevant technical specifications, test the heat exchanger tube of double U type buried. A 3D numerical simulation model is established and the actual size is exactly the same, after verification by numerical simulation model, dynamic simulation of buried tube heat transfer process of heat exchanger. Study on inlet water temperature and velocity, drilling depth, backfill materials affect the heat transfer performance of heat exchanger of U type buried tube. It should be considered comprehensively when designing the inlet water temperature, circulating flow rate is appropriate for 0.4~0.8m/s, drilling depth of 60~100m is more reasonable, the thermal conductivity
地源热泵节能技术论文 为了缓解全球能源短缺问题，建筑采暖行业开始引入地下水地源热泵技术，期望能利用该技术所具备的节能。—了地源热泵节能技术，有的亲可以来阅读一下！ 地源热泵节能分析 摘要：利用土壤、地表水和地下水等地表浅层的地源热泵，是夏季制冷以及冬季供暖的空调系统，相对比传统的空调系统地源热泵供暖空调技术因全年恒定的地源温度，所以其有较高的运行效率。地源热泵的经济竞争性还是有待考究的。文章首先对地源热泵技术的概念进行了描述，分析了地源热泵供暖空调技术的现状，阐述的地源热泵技术的优点，同时分析了地源热泵技术在国内发展中存在的障碍。 关键词：地源热泵;节能;分析 ：TE08： A
为了缓解全球能源短缺问题，建筑采暖行业开始引入地下水地源热泵技术，期望能利用该技术所具备的节能。环保性能有效降低能源损耗，实现建筑暖通节能，为建筑节能做出贡献，为了更深入的了解地下水地源热泵系统特性，笔者现结合地下水地源热泵技术特点，对该技术在建筑暖通工程施工中的应用作详细探讨。 一、地源热泵原理与组成 随着经济的发展和生活水平的提高，公共建筑和住宅的供热和空调己成为普遍的需求。在发达国家中，建筑能源耗费量大约占总能耗的三分之一，其中供热和空调的能耗可占到建筑能耗的65%。在全球能源形势日趋紧张的今天，空调节能变得尤其重要。而且大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题也己成为各国政府和公众关注的焦点。因此，除了集中供热以外，急需发展其他的替代供热方式。地源热泵就是能有效节省能源、减少大气污染的供热和空调新技术。地源热泵是利用大地“土壤、地表、地下水”作为热源。地源热泵系统一般由地热能交换系统、水源热泵机房系统和建筑内末端散热系统三部分组成。其中，地热能交换系统可以说是地源热泵与其它传统中央空调系统唯一和最大的区别。 二、地源热泵技术的概念及现状 地源热泵技术是指使用地下的岩石作为稳定的蓄热体，将地下浅层热资源，通过少量的高位能源，将低品位能源向高品位能转移，以实现冬
排水管网系统改建及扩建优化设计分析探讨摘要：随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，城市（特别是老城区）现有排水管网日益不能满足城市发展的需求，因此城市现有管网改建成为许多城市建设者、设计者关注的重点。本文以某城市为例研究和分析排水管网对城市发展的重要性，并且阐述了管网系统改扩建的各项问题。 中图分类号：TU992文献标识码：A文章编号：1674--3024（2017）08-0241-02 引言 城市排水管网系统是城市最为基础公共设施之一，这项系统主要承担着排除城市内工商业或民用的废水、及时排除道路上的积水和引流市内的雨水等排水任务。城市排水工程科学性和合理性，将直接影响到城市的经济发展和居民的生活环境，对城市来说是至关重要的建筑设施。因此，采用科学合理的方法来设计城市排水管网是非常有必要的，工程施工过程中的各项投资和科学的管理能够起到关键性的作用。排水管网的建设是城市建设不可或缺的一部分，城市的排水管网系统负责雨水、生活污水和各类生产废水的排除，城市排水管网的建设对城市防洪排涝安全，美化城市卫生环境，提升城市形象，都具有重要的意义。 1.排水管道系统的特点、排水管网改扩建的重要性以及改扩建思想 1.1排水管道系统的特点
对于人们的日常生活来说，水是非常重要的资源，在社会发展中占着举足轻重的地位。人类在日常活动过程中所使用的水往往都会变成废水，这些废水需要被收集起来，然后进行统一的处理和排放。除此之外，城市内的降水量较大时，也应该及时的收集起来，经过处理排放掉。将城市内的各类型污水收集起来并进行相应的处理然后在排放掉，就可以被称作城市排水系统。城市排水系统主要有两种系统组成，即：管道系统和污水处理系统。管道系统的主要工作就是将收集和输送，首先对各个方向的污水进行收集，然后在通过管道将这些污水送人污水处理系统当中，污水处理系统就是处理和利用污水的单位，包含了污水处理厂内的各项处理设备和设施。对于城市内不同类型的污水采取不同的排除方式所形成的系统就叫做城市排水系统，在通常情况下一般可以将城市排水系统分为合流制和分流制两种。 城市的排水系统包括两个部分即管道收集系统和污水处理系统。管道收集系统负责将来自城市各个方向的污、废水进行收集并输送至污水处理系统；污水处理系统妥善处理收集来的污废水至达标排放或再生利用。收集、输送污水和雨水的方式为排水体制，管道收集系统一般可分为合流制和分流制两类。污水按照来源的不同，可分为生活污水、工业废水和降水三类。其中由于工厂的生产类别、工艺过程、使用的原材料以及用水的不同，工业废水的水质差异很大，按照其污染程度的不同，可分为生产废水和生产污水两类。 1.2排水管网改扩建的重要性 根据相关调查，目前我国城市排水管网系统的设备设施具有很大
中国水利博物馆地源热泵系统优化设计 唐彪锋，毛霞丽，潘松法 （埃美圣龙（宁波）机械有限公司） 【摘要】地源热泵是一种环保节能的空调系统，具有土壤源、地下水源、地表淡水源、污水源及海水源等多种冷热源形式，对于单体项目可以采取各种冷热源组合的方式。设计应用时需要结合建筑物周边条件因地制宜选用，并从技术、经济方面进行严格的分析论证，达到系统最优化设计的目的，以节省初投资和运行费用。 【关键词】地源热泵；地表水源；湖水盘管；土壤源；竖直埋管；初投资；运行费用 Optimized Design for the GSHP System of Chinese Water Conservancy Museum Tang Biaofeng, Mao Xiali，Pan Songfa (IMI Shenglong (Ningbo) Machinery Co., Ltd) 【Abstract】As a environment-friendly and energy saving air-conditioning system, GSHP is used as an all-inclusive term for a variety of systems that use the ground, groundwater, surface freshwater, sewage water and seawater as its heat source and sink. Also these above items can be united for a single building. In design application, we should study the surrounding conditions of the building to decide which type of heat source/sink to use, analyze and calculate the technical and economical indexes to aim at the most optimized design, in order to save the investment and operating cost. 【Keywords】GSHP; surface water source; pond loop; ground source, vertical loop; original investment; operating cost
地埋管地源热泵系统和燃气锅炉（燃气热水机组）在天津及北方地区的冬季使用对比分析 北方地区大型建筑设计在冬季供热方式上的选型取决于：1、初投资2、建筑的绿色LEED认证机构认可；3、可靠性；4、稳定性；5、运行费用；6、维护容易。 尽管有很多方式可用来提供冬季供热，但是北方地区超大建筑一般选择水源热泵空调和燃气锅炉这两种供热模式。 下面就这两种供热形式在这几个方面做出分析。 一、选型 1、水源热泵空调 1.1概述 水源热泵空调基于节能的理念被设计和使用，其实是夏季能供冷、冬季能供热的特殊制冷机，主要适用于有自然江河湖泊的温热带地区，取水口在江河湖泊的深处，受环境温度影响小，制冷制冷效果好，实现节能减排。地埋管热泵是水源热泵的拓展使用，分为地埋管地源热泵，土壤源热泵、大地耦合式热泵 ①竖直埋管式地源热泵，见图3； ②水平埋管式地源热泵； ③竖直埋管＋水平埋管式地源热泵。 图1 地下水地源热泵图2 湖水源热泵图3 地埋管地源热泵 1.2工作原理
地下水源热泵因地下水位不稳定、沉降问题以及回灌井问题，越来越被限制使用。而地埋管热泵越来越得到推广和使用，其工作原理为： 地埋管热泵是地下水热泵在中国地区使用的一个创新，在许多间距为5～8m，深度约为100m～300m左右的井孔中埋入∮32mm的PE管（竖直埋管式）；PE管与机房中的设备相连接，循环水经PE管系统与地层岩土的热交换实行夏供冷、冬供热。理想状态下，夏季供冷时，地源水做为热泵机组的冷却水进出冷凝器，把冷凝热带回地下的PE管换热器中的循环水，使之与PE管周围的土壤进行热交换，实现冷却塔的散热功能。因为不受室外温湿度影响，夏季制冷效果良好。冬季供热时，地源水则做为热泵机组的热源水进出蒸发器，由于放出热量而降低了温度的地源水又回到地下PE管换热器中，并使之与PE管周围的土壤进行热交换，因受地面环境温度影响少，热泵机组的冷凝器会产出45℃～60℃的热水进行供热。 1.3容易出现问题 因地埋管热泵的环保性和节能性，在很多项目上得到推广和使用。然而，由于地埋管系统采用地耦井铺设循环水管路，存在以下工程隐患： 1）施工人员的技术水平与新国标《地源热泵系统工程技术规范》的规定相差甚远，基本只是简单地打压检漏。在使用过程中地耦井内的PE管一旦破裂，地层泥沙渗进来，影响系统使用。维修地耦井中的PE管，成本非常高昂。 2）设计方和建设方对于地耦井铺设区域地质结构和热平衡问题缺乏专业的技术支持，简单划片施工，在施工过程中因地质问题地耦井经常无法按设计间距施工，地耦井内PE管散热效果会受到影响。 3）缺乏有效的施工管理措施也决定了地埋管施工是否能够达到设计标准。 4）在地埋管系统使用过程中，PE管内循环水厌氧菌和厌光菌的存在会产生管内生物污垢膜，影响换热效果（肉眼观察，白色的PE管逐渐变黑）。热泵使用效果逐年衰减已经是不争的事实。 5）地埋管热泵系统要求夏季向土壤中散热与冬季从土壤中吸热达到平衡，才能不影响土壤的热平衡。这就要求在热泵使用过程中，控制冬季和夏季的使用时间基本持平。 6）地埋管热泵系统对于用户侧循环水流量要求非常严格，任何微量增大或减少都需经过生产厂家和设计单位详细计算才能实行，在天津地区出现过很多因
市政排水管网规划和优化设计分析 摘要：主文主要通过分析我国市区排水管的发展和分布，结果实例来分析，以研究出通过优化管径和埋深，对坡度的设计做相应的改进，使之可以适应不同的地形。这样，达到在整个管网造价费用最低的情况下，达到最价的污水排放效果。 关键词：优化设计；污水管网；规划 近些年，由于经济的不断发展，加上人口密度的不断以及工业的飞速发展，城市中的污水废水越来越多。为了保持环境卫生和人民的健康安全，必须将这些通过排水管网进行收集，输送到城市污水处理厂，处理之后才能够流入自然水体中。因此，如何建立起经济高效的排水管网便成了一个巨大的挑战。 1我国排水管网现状 1.1城市排水设施的发展过程 城市排水设施的发展基本如表1-1所示。
1.2排水管网中存在的问题 第一，现有的城市排水管网的负担越来越重，已经不能满足越来越大的城市排污的需求。 第二，排管网建设的投资资金不足，而且投资资金的分配和管理不够科学和合理，浪费现象时有发生，有些项目的效果不能尽如人意。 第三，城市建设的管理不够规范，不是严格按照“先地下、后地上”的程序来进行建设的。 第四，在排水管网的规划和设计过程中，没有过充分利用计算机的技术，所以工程设计效率较低。 1.3排水管网规划和优化的意义 排水工程承担着城市水污染的防治，排涝和防洪的功能，不但保护了人民生命财产，也保护着人民的健康安全，还能美化城市的景观，保持良好的卫生环境，提高了城市的形象。2不同排水体制的对比 在进行排水管网的规划时，所要考试的首要问题就是选择怎样合理的排水体制。选择适当的排水体制，不但影响到整个排水系统的设计，施工，维护和管理，而且对于城市的规划和环境保护的影响也是深远的，并且这也会影响到排水工程的投资以及运行维护管理。 所以在选择排水体制时，要综合考虑城市原有的排水设施、气候条件下、水环境容量、环境保护的要求，还要就是一定要根据城市的总体规划来考虑。要坚 持保护环境、减少工程投资的原则上，要将社会效益、经济效益和环境效益统一起来。
医院暖通空调系统之 地源热泵空调系统介绍及设计前必要条件 目录........................................... 错误！未定义书签。 一、空调系统介绍 (2) 二、地源空调发展概况 (2) 三、地源空调系统的特点： (3) 四、地源空调系统的社会效益 (4) 五、设计前必要条件参见附件（《地源热泵系统工程技术规范》2009年版本） (5)
一、地源热泵空调系统介绍 （1）地下水源空调系统是从水井中抽取的地下水。这种空调在应用上受到许多限制，需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。虽然在理论上抽取的地下水能够回灌到地下水层，但是目前国内地下水回灌技术还不成熟，很容易造成地下水资源的流失。目前由于对使用地下水的规定和立法越来越严格，这种空调系统的应用已逐渐减少。 （2）土壤热交换器地源空调系统。地源热泵是一种利用地下土壤中的地热资源，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。这种空调系统是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温。同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。通常机组消耗1kW的电量，用户可以得到4kW-5KW左右的热量或冷量。与锅炉供热系统相比，地源空调系统要比电锅炉节省三分之一以上的电能，比燃煤、燃油锅炉节省约二分之一的能量；由于地下土壤的温度全年较为稳定，一般为15～20℃，在夏季远远低于室外空气温度，在冬季远远高于室外空气温度，机组运行工况稳定，无论在制冷还是制热都一直处于高效率运转状态，制冷、制热的性能与传统的空气源热泵相比，要高出30%左右，因此其运行费用为普通中央空调的系统的60～70％。因此，近十几年来，地源热泵空调系统在北美北欧等国家取得了很快的发展，中国的地源热泵市场在最近五年来也非常活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的高效、环保、节能的供热和供冷空调技术。 二、地源空调发展概况 地源热泵的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文现中。20世纪50年代，欧洲和美国开始了研究地源热泵的第一次高潮。但在当时能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到上世纪70年代，石油危机和日益恶化的环境把人们的注意力集中到节能、高效益用能和环境保护上时，使地源热泵的研究进入了又一次高潮，最近20年在欧美等工业发达国家取得了迅速的发展，已成为一项成熟的应用技术。 在我国由于能源价格的特殊性以及人们节能、环保的认识程度等原因以及其它一些因素的影响，地源热泵空调技术应用和发展比较缓慢，人们对之尚不十分了解，推广较困难，然而随着人们生活水平的提高，人均能耗的增长，一次性矿物能源的日益衰竭以及环境的日趋恶化，地源热泵技术已越来越引起人们的重视。
地埋管地源热泵的技 术集成
地埋管地源热泵的技术集成 地埋管地源热泵空调系统是以大地为冷源（或热源），通过中间介质作为热载体在埋设于大地中的封闭环路中循环流动，从而实现与大地进行热量交换的目的，并进而通过热泵实现对建筑物的空调。地源热泵可克服空气源热泵冬季天气越冷供热量越小的技术障碍，且效率大大提高。地源热泵空调系统与传统空调系统相比具有节能、运行费用低的优点，是实现可持续发展的绿色建筑的有效技术之一。 近年来我国对地源热泵技术的研究与应用已成为建筑空调领域的一个热点，而且已相继建设了一批地埋管地源热泵的工程。在消化吸收国外先进技术的基础上，中国的研究人员和工程技术人员近年来在地源热泵的研究和应用方面都进行了不懈的努力。其中，山东建筑大学地源热泵研究所在消化吸收国外先进技术的基础上，坚持基础理论的研究创新和工程技术的开发应用并举的方针，在地源热泵领域不断探索，得到了国内外同行的认可[1，2]。山东建筑大学完成的山东省重点科技攻关项目“地热综合利用关键技术”在地源热泵空调技术的理论基础、应用技术和工程应用三个方面都取得重要成果；于2001年在山东建筑大学建成我国最早的地埋管地源热泵示范工程之一，并投入实际使用，此后又进一步承担了多个地源热泵工程的设计施工任务，为在我国推广应用这一新技术积累了宝贵的经验。2004年该成果获山东省科技进步二等奖。近年来，山东建筑大学地源热泵研究所和山东方亚地源热泵空调技术有限公司、山东中瑞新能源技术有限公司一起致力于推广地源热泵供热空调技术，
在省内外建成了一批公共建筑、住宅和工业建筑的地源热泵示范工程，包括济南市西区建设工程指挥部办公楼（2005）、 北京山水文园小区（2007）、瑞典SKF公司济南厂区（2011）、山东济宁医学院校区（2011）等，取得了突出的节能和环保效果。 本文小结了山东建筑大学地源热泵研究所在地埋管地源热泵技术研发方面的主要成果。 1. 地热换热器传热理论 地热换热器设计是否合理决定着地源热泵系统的经济性和运行的可靠性。由于地下传热的复杂性，地热换热器传热模型的研究一直是地源热泵空调系统的技术难点和应用基础。 地热换热器设计的基本目标是要保证在系统整个运行期内，循环液的温度保持在限定的范围内，以保证系统的性能达到设计要求。对于地热换热器，其整个传热过程是一个复杂的、非稳态的传热过程，所涉及的时间尺度很长，空间区域很大。因此在工程实际应用的模型中通常都以钻孔壁为界，把所涉及的空间区域划分为钻孔以外的岩土部分和钻孔内部两部分，采用不同的简化假定分别进行分析。现有的设计手册和教科书中只能推荐以一维的线热源或圆柱模型为基础的半经验公式。在我们近年来的研究中，在前人研究成果的基础上，在地埋管换热器的传热理论方面较欧洲和美国的模型有重要的创新，在地埋管换热器的传热分析中提出了基于系列解析解和叠加原理的方法，在国际上首次求得了多个关于地埋管换热器传热问题的重要解析解：半无限大介质中竖直和倾斜的有限长线热源非稳态导热的解析解[3-5]；提出了钻孔内传热的准三维
双U型地埋管地源热泵系统优化设计 万溧;高理福;李浩 【期刊名称】《制冷与空调（四川）》 【年(卷),期】2015(000)005 【摘要】以西南科技大学新能源改造项目为基础，根据相关技术规范的要求，对双U型地埋管换热器进行了试验测试。建立和实际尺寸完全相同的三维数值模拟模型，通过验证后的数值模拟模型，对地埋管换热器的换热过程进行动态模拟。研究了进水温度和速度、钻井深度、回填材料对U型地埋管换热器换热性能的影响。得出进水温度设计时应综合考虑，循环流速为0.4～0.8m/s比较合适，钻井深度取60～100m较为合理，回填材料的导热系数略大于地埋管周围土壤即可。%This paper is based on the new energy reform project of Southwest University of Science and T echnology, according to the requirements of relevant technical specifications, test the heat exchanger tube of double U type buried. A 3D numerical simulation model is established and the actual size is exactly the same, after verification by numerical simulation model, dynamic simulation of buried tube heat transfer process of heat exchanger. Study on inlet water temperature and velocity, drilling depth, backfill materials affect the heat transfer performance of heat exchanger of U type buried tube. It should be considered comprehensively when designing the inlet water temperature, circulating flow rate is appropriate for 0.4~0.8m/s, drilling depth of 60~100m is more reasonable, the thermal conductivity
摘要 该别墅系一栋集文化娱乐，办公，客房等一体的多功能综合别墅。该别墅选择地源热泵为空调冷热源, 空调系统的室内部分采用风机盘管加独立新风系统，末端设备为风机盘管, 新风处理到室内等焓线，过渡季节只供新风,部分房间采用地板辐射供暖。本论文从地源热泵工作原理出发，详细地进行了地源热泵空调系统设计和特点分析,并与普通空调系统进行了经济上和技术上的比较。地源热泵地下换热器采用U 型竖埋管地下换热器;主卧式采用了低温水地板辐射供暖系统。 关键词：别墅；地源热泵；竖直埋管；地板辐射供暖 1.1 课题背景 地热是一种可再生的自然能源。尽管目前它的应用还不能像传统能源(煤、石油、天然气、水力能和核能)那样广泛，但由于地壳里蕴藏着丰富的地热能，特别是在传统能源越来越缺乏的今天，地热能利用在许多国家已得到了相当的重视。地源热泵中央空调系统是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地源，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳能，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地源也成为清洁的可再生能源一种形式。 地源热泵中央空调系统是利用水与地源(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地源中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地源为“热泵”；夏季把室内热量“取”出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地源为“冷源”。地源热泵中央空调系统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。与锅炉(电、燃料)供热系统相比，锅炉供热只能将90％以上的电能或70—90％的燃料内能转化为热量供用户使用，因此地源热泵中央空调系统要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于地源热泵中央空调系统的热源温度全年较为稳定，一般为9—16℃，其制冷、制热系数可达3.5—6.3，与传统的空气源热泵相比，要高出40％左右，其运行费用为普通中央空调的50—60％。 地源热泵中央空调系统的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40％以上，与常规电供暖相比，相当于减少70％以上，如果结合其他节能措施减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25％的充灌量。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热
地源热泵地埋部分设计 一、管材 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℃围。 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。 二、连接 1、热熔联接（承接联接和对接联接，对于小管径常采用） 2、电熔联结 三、流体介质及回填料 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，可加大循环水与间温差传热，然而的温度是不变的，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。市年平均气温是12.2℃，实测市地下约100米的地温约为16℃，基本符合以上规律。
《地源热泵系统工程技术规范》设计要点解析 摘要：本文针对不同地源热泵系统的特点，结合《规范》条文，对地源热泵系统设计特点、方法及要点进行了深入分析，为地源热泵系统的设计提供指导。 关键词：地源热泵系统、设计要点、系统优化 1 前言 实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针，可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。2006年1月1日《可再生能源法》正式实施，地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。地源热泵系统利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，但由于缺乏相应规范的约束，地源热泵系统的推广呈现出很大盲目性，许多项目在没有对当地资源状况进行充分评估的条件下就匆匆上马，造成了地源热泵系统工作不正常，为规范地源热泵系统的设计、施工及验收，确保地源热泵系统安全可靠的运行，更好的发挥其节能效益，由中国建筑科学研究院主编，会同13个单位共同编制了《地源热泵系统工程技术规范》（以下简称规范）。该规范现已颁布，并于2006年1月1日起实施。 由于地源热泵系统的特殊性，其设计方法是其关键与难点，也是业内人士普遍关注的问题，同时也是国外热点课题，在新颁布的《规范》中首次对其设计方法提出了具体要求。为了加深对规范条文的理解，本文对其部分要点内容进行解析。 2 《规范》的适用范围及地源热泵系统的定义 2.1 《规范》的适用范围 该《规范》适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。它包括以下两方面的含义： （1）“以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质”，意旨不适用于直接膨胀热泵系统，即直接将蒸发器或冷凝器埋入地下的一种热泵系统。该系统目前在北美地区别墅或小型商用建筑中应用，它优点是成孔直径小，效率高，也可避免使用防冻剂；但制冷剂泄漏危险性较大，仅适于小规模应用。 （2）“采用蒸气压缩热泵技术进行……”意旨不包括吸收式热泵。 2.2 地源热泵系统的定义 地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，分为地埋管地源热泵系统（简称地埋管系
国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005设计要点解析 中国建筑科学研究院空气调节研究所邹瑜徐伟冯小梅 摘要：本文针对不同地源热泵系统的特点，结合《规范》条文，对地源热泵系统设计特点、方法及要点进行了深入分析，为地源热泵系统的设计提供指导。 关键词：地源热泵系统、设计要点、系统优化 1 前言 实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针，可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。2006年1月1日《可再生能源法》正式实施，地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。地源热泵系统利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，但由于缺乏相应规范的约束，地源热泵系统的推广呈现出很大盲目性，许多项目在没有对当地资源状况进行充分评估的条件下就匆匆上马，造成了地源热泵系统工作不正常，为规范地源热泵系统的设计、施工及验收，确保地源热泵系统安全可靠的运行，更好的发挥其节能效益，由中国建筑科学研究院主编，会同13个单位共同编制了《地源热泵系统工程技术规范》（以下简称规范）。该规范现已颁布，并于2006年1月1日起实施。 由于地源热泵系统的特殊性，其设计方法是其关键与难点，也是业内人士普遍关注的问题，同时也是国外热点课题，在新颁布的《规范》中首次对其设计方法提出了具体要求。为了加深对规范条文的理解，本文对其部分要点内容进行解析。 2 《规范》的适用范围及地源热泵系统的定义 2.1 《规范》的适用范围 该《规范》适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。它包括以下两方面的含义： （1）“以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质”，意旨不适用于直接膨胀热泵系统，即直接将蒸发器或冷凝器埋入地下的一种热泵系统。该系统目前在北美地区别墅或小型商用建筑中应用，它优点是成孔直径小，效率高，也可避免使用防冻剂；但制冷剂泄漏危险性较大，仅适于小规模应用。 （2）“采用蒸气压缩热泵技术进行……”意旨不包括吸收式热泵。 2.2 地源热泵系统的定义 地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，分为地埋管地源热泵系统（简称地埋管系统）、地下水地源热泵系统（简称地下水系统）和地表水地源热泵系统（简称地表水系统）。其中地埋管地源热泵系统，也称地耦合系统（closed-loop ground-coupled heat pump system）
地源热泵系统操作手册 Prepared on 24 November 2020
新龙生态林工程项目指挥 部（办公楼） 地源热泵空调系统操作手册 一、工程概况 工程名称：新龙生态林工程项目指挥部（办公楼）地源热泵空调系统 工程地点：常州市新北区长江北路 建设单位：常州龙城生态建设有限公司 施工单位：江苏凯源机电设备安装工程有限公司 二、设备描述 1、本工程系统为地源热泵系统，主机品牌为上海美意，配置热泵机组4台；室内风机盘管品牌为浙江盾安，室内配置风机盘管57台；中厅配置风管式机组2台，配置室内新风机4台。 地源侧配备循环水泵两台，一用一备；空调侧配备循环水泵两台，一用一备。 地源侧与空调侧各配置定压稳压装置一套。 2、美意主机液晶控制面板使用说明： ○1开关 ○2模式 ○3热水
○4温度加键/风速 ○5确认 ○6温度减键/睡眠 ○7设置 ○8清除 ○9节能 ○10室温 3、室内风机盘管液晶控制面板使用说明：○1开/关机按键 ○2模式按键，冷/热转换 ○3风量调节键 ○4/○5温度设置键 ○6红外接收窗 ○7/○8冷/热符号 ○9通风符号 ○10自动风速符号 ○11手动风速符号 ○12室温符号 ○14/○15温度显示 4、新风机组液晶控制面板使用说明 ○1开关键 ○2模式键
○3风速键 ○4/○6上下键 ○5空格 三、开机步骤 1、开启地源侧水泵和空调侧水泵 2、按主机液晶控制面板开关，依次开1#、2#机 3、开启室内液晶控制面板开关（设置温度及风量） 四、关机步骤 1、关闭室内液晶控制面板开关 2、关闭主机液晶控制面板开关 3、关闭地源侧水泵和空调侧水泵 五、中厅风管机组操作步骤 中厅部分空调机组控制箱 1、按开机键，运行灯亮，机组启动运转 2、按停机键，停止灯亮，机组停止运转
地埋管地源热泵系统在采暖与空调系统工程中的应用 李宏军 (南通华新建工集团有限公司，江苏南通226600) 摘要：结合工程实例，介绍地源热泵系统中地埋管换热系统的深化施工方案、设备采购及供应、安装、培训、调试，竣工验收，品质保修期内的修、配、换服务。对类似工程具有一定的借鉴意义。 关键词：正循环回转钻井；地藕埋管；灌浆回填；调试；节能 中图分类号：TU833+.1文献标志码：A文章编号：1673-7237(2009)04-0051-05 0 引言 地源热泵系统(ground-source heat pump system) 是以岩土、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。 地埋管换热系统(ground heat exchanger system) 是指传热介质通过垂直或水平地埋管换热器与岩 土体(rock-soil body)进行热交换的地热能交换系统，故又称为土壤热交换系统，见图1。 1.工程概况： 江苏省海安县行政中心地处华东地区，海安中心城区，总建筑面积73 000 m2，该工程建筑高度 75 m，分为三区，其中一区为档案馆，空调面积5 141.5m2；二区为会议餐饮楼，空调面积5 139.9 m2；三区为主楼，空调面积48 590.4 m2。本工程采用地埋管换热系统，选用地源热泵机组，利用交换液与土壤热交换，实现了热泵机夏季冷冻水供回水温度为7/12℃；冬季提供空调水供回水温度50/45℃。夏
季地源出水温度为25～30℃，最高不超过35℃；冬季出水温度10～ 15℃，最低不低于7.5℃。设计生活热水，生活热水机组出水温度为50℃。 2.施工部署 本工程地埋管地热泵系统方案设计前，通过对岩土层的结构岩土体热物性、岩土体温度、地下水静水位、水温、水质及分布、地下水径流方向、速度、冻土层厚度等主要技术指标进行分析和地埋管换热系统的安全复核模拟，确定出本工程地源系统夏季的最高出水温度为35℃和冬季最低出水温度为7.5℃。 根据工程勘察结果，评估地埋管热系统实施的可行性及经济性，确定施工方案如下： 采用室外地源换热器共为900孔，设置15个分区，每个分区负责60个地源孔；每个孔井深90 m，井位呈矩形排列，相邻两井间距4 m，总钻井深度约为 81 000 m；水平PE管长度约20 000 m，埋地深度2 m。每个分区设置分、集水器，地源孔与分区分、集水器采用PE阀门连接。整个地源系统埋地部分没有任何金属构、配件。 每个分区通过地源干管与总分、集水器连接，在总分、集水器检修井内设置每个分区的流量平衡阀。根据工程施工进度要求，本工程室外地藕埋管施工与地上室内主机系统、空调末端系统施工同时进行。整个地藕系统设计为分区同程系统，全部采用热融连接。 3.地藕埋管施工 3.1地埋施工原则 (1)由外而内的原则； (2)由垂直到水平的原则； (3)由支管到主管的原则。 3.2施工流程(见图2)
地源热泵地埋管施工工艺 地源热泵立埋管的施工包括前期准备、工程钻孔、放管、灌浆、水平横管连接、试压、清洗等内容。具体施工工艺如下： 一、前期准备 1．了解并确定土壤地质条件，确认现场总包单位提供的水、电源等确切位置，便于钻井工作顺利进行。 2．确定该施工区域地下综合管线分布及设置情况，与业主、监理等单位确认，并办好相关手续。 3．平整土地，根据地埋管施工图，用白灰标示具体钻孔位置、水平横沟走向、总管坑槽等位置，业主、监理确认后方可施工。 二、工程钻孔 1．根据工程实际情况，随时填写记录表并及时分析土壤实际状况。 2．钻孔直径不小于150mm。 3．确保钻孔深度。钻孔深度以设计为准，并做好记录。 4．钻孔完毕后，应及时放管并灌浆。 三、地埋立管施工 1．管材采用HDPE高密度聚乙烯材料（SDR11），所有的聚乙烯管都要用专用的热熔设备进行热熔连接。必须根据生产厂家的说明进行施工。 2．在施工前应对PE管道（卷材）用自来水进行检漏，试压压力根据设计确定，确保所用管道及所熔U型弯完好无损。 3．管道拉直。 4．根据钻孔深度确定立埋管的长度，一般由供货商提供设计长度的卷形管材，孔中管材不得有接头。 5．管内充注氮气，并在气口上加压力表，确保管内压力达到设计的实验压力，最小不低于8Kgf/cm2。具体实验压力应根据埋管深度和室内层高确定。 6．管道检漏。把“U”形管底部浸入水中应无气泡冒出；或用肥皂水涂于连接处，仔细检查应无气泡。保压4小时，压力应无明显变化。 7．检漏完毕后，剪掉气头，放掉管内气体（注意：高压气体在管中保留的时间不宜过长），管内加满水。
9．填写试压验收记录。 10．把捡漏后的U型管子逐渐放入钻好的孔内，放入时，严禁突然放手，否则管子浮起后难以再放入。 11．放好埋管、灌浆前，应固定埋管，并在孔和管子 之间的缝隙放入一些细黄沙并用石块等固定管口。 12．严格作好到管口临时封闭。记录埋管前端编号及尾 端编号，确保立管深度与孔深相当。 四、灌浆 1．钻孔结束，放好立埋管后，即开始灌浆。 2．灌浆应采用专用设备（灌浆泵），通过绑扎好的灌浆管进行。 3．确保根据灌浆速度，同时提升上拔灌浆管。 4．在浆液涌出地面后停止灌浆，并拔出灌浆管，用石块等固定管口。 5．浆液膨胀凝固需24小时，此前严禁进入下一步施工。 五、地埋横管施工 1．根据图纸及现场要求备料。管道连接同样需用原厂提供专用热熔器对管路进行熔接焊接。 2．立埋管施工完成后，根据设计开挖横埋管沟槽，深度大于1.5米（具体按设计要求）。沟槽与立管交叉处应特别注意立管保护不受破坏。管沟内填充至少200mm厚度的细黄沙，且确保周围200mm范围内无石头及金属硬物。 3．管道连接前应确保管道内壁及接口清洁。 4．待所有接口都熔接好后，整个地埋管系统要充氮气检漏，试验压力与立埋管实验压力一致。在接口处涂肥皂水，检查是否有气泡，保压4小时应无明显压力变化。 5．系统检漏合格后，系统排气、注水。注水时，从回路的一端注水，另一端排气，切忌两端同时注水。 6．横埋管出土至进户之间的管道应保温，且做防水保护外壳。穿墙应按规范设置穿墙套管。 六、回填 1．系统试压合格，确认无漏后，才可以回填土壤。
地埋管地源热泵系统的优点和应用限制 利用地源热泵技术可以为建筑物提供冷量和热量，达到降温和供暖的目的。它的效益表现在以下几个方面。 （1）地源热泵利用清洁的电能实现供热和空调，废除了污染严重的中小型燃煤锅炉。在大型的火电厂中，由于便于采用先进技术，不但能源的利用率提高，而且可以做到对有害气体进行严格集中处理，使SO2, NO X的排放量大大减少，有效改善城市中的大气环境。 （2）地源热泵利用的能量是地壳浅层（200m以内）蓄存的热量，是一种可再生能源。夏季热泵将室内多余的热量释放给地下岩层蓄存起来，冬季再将其从地下抽取出来送到室内。这样，热泵进一步充分利用了地下岩土作为蓄热体，能量循环利用，是一种可持续发展的建筑供热空调新技术。 （3）机组效率高，节省运行费用。地下岩土的温度全年比较恒定，在夏季地下岩土温度比室外环境空气温度低，因此是热泵很好的冷源。在冬季，地下岩土的温度远高于室外大气温度，地源热泵的性能系数可高达4.0；也就是消耗1kWh的电能可以得到4kWh的供热量。采用地源热泵供暖的费用约为采用电锅炉供暖的1/3。与空气热源热泵及其它传统空调方式比较，地源热泵的效率要高20%～50%。 （4）传统的空调系统通常需分别设置冷源（制冷机）和热源（锅炉）。地源热泵既可供冷，又可供暖，一机多用，节约设备用房。采用地源热泵供热和供冷，一套系统代替了原来的锅炉和空调两套系统，夏季也省去冷却塔；热泵机组同时还可提供家用热水。因此一机多用，节省了建筑空间及设备的初投资。 （5）有效地降低了电网在夏季和冬季因建筑空调和（南方）采暖的用电高峰负荷。 （6）由于可以取消建筑空调系统的锅炉和冷却塔，有利于美化建筑的外观和环境。 地埋管地源热泵系统的效率比空气源热泵高，而且不受地下水和地表水资源的限制，只需占用一定的埋管区域，对环境无污染，充分利用可再生能源，因此是一项值得大力推广的新技术。应用地埋管地源热泵技术也有它的限制条件。主要是： （1）与传统的锅炉＋冷水机组的供热空调系统相比，或与空气源热泵系统相比，地埋管地源热泵系统的初投资稍高，在发达国家尤其是如此。这主要是因为设置地埋管换热器增加了初投资，特别是人工费用；而且埋管的费用与地质条件有关，在岩石或其他复杂地层中钻孔的费用较高。在我国由于劳动力成本大大低于发达国家，再加上近年来充分的市场竞争，地埋管的施工成本已大大下降，地埋管地源热泵系统与变频多联机（空气源热泵）的成本已基本相当或略低。此外，各级政府对应用地源热泵实行了多种优惠政策，也进一步提高了地源热泵系统的经济性。 （2）设置地埋管换热器需要一定的土地。在华北地区竖直埋管换热器的需要的土地面积约为建筑供热空调面积的10－15％。虽然这些土地在埋设地埋管换热器后仍可用作绿化、停车场或运动场等，但在建筑高度密集的城镇，埋管占地的因素仍成为应用地埋管地源热泵技术的主要制约条件。我国的工程技术人员为解决地源热泵系统用地紧张的困难，开发了许多独特的技术，特别是在地下车库的下面埋管的技术和在建筑桩基中埋管的技术。 （3）地源热泵系统对系统全年冷热负荷的平衡有一定的要求。在地埋管地源热泵系统中地下岩土在全年起到蓄热器的作用，对热量夏蓄冬供。但在北方严寒地区，冬季供热的负荷和时间远大于夏季空调的负荷和时间，系统多年运行以后地下的平均温度将逐年降低，影响系统的性能甚至使系统失效。在南方则相反，夏季空调负荷占主导地位，地下的平均温度将逐年升高，同样影响系统的性能。在冬冷夏热的华北地区对供热和空调都有较高的需求，地埋管换热器中全年的冷热负荷比较平衡，具有推广应用地源热泵技术的理想气候条件。对于地下全年冷热负荷不平衡的情况可采用地源热泵复合系统。 应用地源热泵技术的注意事项 由于地埋管地源热泵技术应用于建筑供热和空调时具有节能高效的特点，且对环境友好，特别是不影响地下水资源，因此近年来得到政府的大力提倡，应用规模日益扩大。由于这种供热空调系统在中国还属