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。