地源热泵设计(地埋管)

目录一、编制依据 (1)二、工程概况 (1)三、地埋管系统施工工艺 (2)3.1地埋管系统施工程序 (2)3。

2地埋管系统施工特点 (3)3.3地埋管系统主要施工参数 (4)3。

4地埋管管材选型 (4)3.5场区开挖、测量放线及管孔定位 (6)3.6施工前注意事项 (7)3。

7钻井施工工艺 (8)3。

8垂直埋管施工 (11)3.9地埋管系统实验 (13)3.10垂直竖井的灌浆回填 (16)3.11沟槽开挖 (17)3.12水平埋管施工 (20)3。

13地埋管换热系统辅助装置的设置 (25)3。

14水平地埋管沟槽回填 (26)3.15地埋管系统施工中的保护措施 (28)3。

16地埋管换热系统的检验与验收 (29)一、编制依据1、现有建筑、空调图纸及地源热泵深化图纸2、我国颁布的与建筑有关的各种法律、法规3、我公司同类型工程施工管理经验4、本工程现场技术答疑会及答疑文件5、我国现行的各种规程、规范、标准图集及等同的国际标准GB50243－2002 《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50231－98 《机械设备安装工程施工及验收规范通用规范》GB50275－98 《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GBJ236－82 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50242—2002 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》91SB6 《建筑设备施工安装通用图集通风与空调工程》GB50300—2001 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50366-2005 〈地源热泵系统工程技术规范>山东建筑大学地源热泵研究所提供的土壤导热系数测试报告二、工程概况济宁市任城科技中心工程分档案馆、展览馆、行政审批中心三个部分，基础采用桩基承台﹢基础梁﹢底板形式，上部为混凝土框架结构；基坑平面呈矩形，整个建筑南北长约259.3m、东西宽约为66.35m，建筑总面积为26695。

9㎡，三部分地上均为4层;展览馆、行政审批中心局部地下一层，建筑面积为3373.8㎡；建筑物总高度为23。

地源热泵地埋管换热器形式与布置方法摘要：地热源热泵空调供热系统的能效比可达3-5，是效益最显著的节能技术之一，地源热泵空调供热技术早在上一世纪50年代开始再欧美得到应用，在上一世纪90年代开始在中国应用。

地埋管地源热泵系统是引用最广泛的地源热泵系统形式。

但是一般建筑占地面积有限，建筑用地红线范围以内，建筑地下室之外的地埋管换热井布置面积相当有限。

要充分挖掘建筑可再生能源利用资源，必须利用建筑物下空间。

文章介绍地源热泵系统地埋管换热器形式，安全设计要点，应用案例。

指出正确的地埋管换热系统设计与施工方法，与建筑结构专业的协调配合，可以在充分利用建筑地热资源同时，不影响结构与建筑物防水安全。

一、地源热泵系统地埋管管换热器地源热泵系统是指以岩土体、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。

根据热源体的性质，地源热泵系统可以分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统与地表水地源热泵系统。

地埋管地源热泵系统是使用性最广泛的地源热泵系统形式。

地埋管地源热泵系统根据地埋管换热器布置方式不同分为水平埋管式与垂直埋管式，当可利用地表面积较大，浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、埋设深度影响较小时，宜采用水平地埋管换热器。

否则，宜采用竖直地埋管换热器。

图1为常见的水平地埋管换热器形式，图2为新近开发的水平地埋管换热器形式，图3为竖直地埋管换热器形式。

a单或双环路 b 双或四环路 c三或六环路图1 几种常见的水平地埋管换热器形式A垂直排圈式 b水平排圈式 c水平螺旋式图2 几种水平地埋管换热器形式a单U形管b双U形管c小直径螺旋盘管d大直径螺旋盘管e立柱状 f蜘蛛状 g套管式图3 竖直地埋管换热器形式在没有合适的室外用地时，竖直地埋管换热器还可以利用建筑物的混凝土基桩埋设，即将U形管捆扎在基桩的钢筋网架上，然后浇灌混凝土，使U形管固定在基桩内，多称之为“能量桩”。

地埋管换热器根据换热单元不同又可分为单U型换热器、双U型换热器、W 型换热器等。

地源热泵地埋换热管系统施工工法地源热泵地埋换热管系统施工工法一、前言地源热泵地埋换热管系统是一种利用地下土壤温度稳定的特点进行能量转换的新型能源利用技术。

本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析进行详细介绍。

二、工法特点地源热泵地埋换热管系统的特点主要有：1. 高效节能：地下土壤温度相对较稳定，可以提供较为稳定的热能，能够大幅度降低能源消耗。

2. 环保可持续：地热能是一种清洁的可再生能源，使用地源热泵系统能减少温室气体排放，对环境友好。

3. 空调供热一体化：地源热泵地埋换热管系统可以实现冬季供热、夏季供冷、生活热水等多种功能的一体化，提高系统的整体效益。

三、适应范围地源热泵地埋换热管系统适用于各种建筑物，尤其是低层建筑。

不同类型的土壤对系统的散热有一定影响，通常来说，蓄热层良好、地热层丰富的地区适用性更强。

四、工艺原理地源热泵地埋换热管系统利用地下土壤温度稳定的特点，通过换热管和地下热交换器实现热能的吸收和释放。

具体工艺原理如下：1. 孔洞准备：首先，进行基坑开挖和土方开挖以准备地埋换热管的安装空间。

2. 管路铺设：在基坑或土方开挖空间中按照设计要求将地埋换热管进行布置和安装。

通常采用回填土或沙土的方法固定管道，并保证管道间距均匀，以提高热能传递效果。

3. 管道封装：将安装完成的地埋换热管进行密封和封装，避免热能的损失和外部环境的干扰。

4. 动力系统连接：将地源热泵系统的动力系统与地埋换热管进行连接，确保系统的正常运行。

五、施工工艺地源热泵地埋换热管系统的施工过程包括以下几个阶段：1. 基坑开挖：按照设计要求进行基坑的开挖，确保基坑尺寸和深度符合系统需求。

2. 土壤改良：根据地下土壤的情况进行土壤改良，以提高土壤的导热性能，促进热能的传导。

3. 管道安装：按照布置设计，进行地埋换热管的安装，注意保证管道的均匀布置和正确连接。

4. 管道密封：对安装完成的地埋换热管进行密封和封装，确保热能不受外界干扰和损失。

浅谈地埋管地源热泵的设计摘要:本文将论述地埋管地源热泵系统的设计体要点。

关键词：“卡诺循环”“制热系数”“单口井换热量”“换热热阻”中图分类号： th3 文献标识码： a 文章编号：1.引言近年来，地埋管地源热泵系统在建筑工程中得到广泛应用。

一提到地埋管地源热泵系统，人们立刻想到“节能”、“环保”、“绿色”、“减排”，但是根据工程回访（京津地区），很多业主反应地埋管地源热泵系统没有想象中的那么节能。

本文将追根溯源，讨论地埋管地源热泵系统为什么节能，怎样才能节能，提出建筑物地埋管地源热泵系统比传统空调系统经济节能是靠精细、合理、优化的设计来保证的。

2.地埋管地源热泵系统的概念地埋管地源热泵系统是一种以大地作为冷、热源，以水溶液作为媒介，通过垂直或水平封闭管路与大地交换热量，并把交换的热量提供给地源热泵机组，维持地源热泵机组正常工作，向建筑物供冷或供热的集中空调系统。

在冬季，地埋热泵系统通过埋在地下的封闭管道（亦称地下换热系统）从大地收集自然界热量，而后由环路中的循环水溶液把热量带到室内，再由室内的地源热泵系统提升热的品位，把热量释放到室内。

在夏季，为达到给室内降温目的，地源热泵系统将从室内吸收的多余热量排入水溶液环路中，再经过地下换热系统，讲多余热量释放给大地。

在一年里，对大地而言，冬季大地在放热，夏季大地在蓄热，这种独特的工况使地埋管地源热泵系统成为跨季节的蓄能空调系统。

3.热泵原理和根本优势地埋管地源热泵系统首先是一种热泵技术。

热泵技术的基本原理基于卡诺循环，它采用电能（或其它方式）驱动，耗功n,从低温热源中吸取热量q’，并通过高温热源输送热量q，我们把输送的热量与驱动热泵消耗的功之比称为制热系数，即。

我国火力发电网输送到用户的综合效率为33%左右，理论上只要工程中地源热泵制热系数>3.3 , 热泵供暖对一次能源的利用率>1.0。

实际上，大多数情况下，地源热泵制热系数是可以达到 3.0~3.5 的。

地埋管地源热泵系统土壤源热泵为保证地下换热器系统的长期有效运行要求地下换热器系统一年中的取热和排热相平衡。

对冷、热负荷的平衡采取了以下措施解决：根据11页计算热泵机组全年从土壤吸热量11808MW,根据小区实际特点6.1利用毛细管回热在浦东雅典二期工程室外墙面和楼顶铺设毛细管网，分集水器40个，由4.3*0.8mmPP聚乙烯毛细管组成间距10mm的网栅，用乳胶将10mm边角保温板沿墙粘贴，粘贴平整，搭接严密, 在找平层上铺设保温层2cm厚聚苯保温板，在保温层上铺设铝箔纸, 在铝箔纸上铺设一层Ф2mm钢丝网，间距100×100mm，然后将毛细管固定在钢丝网上，填充C15以上砼，并于砼中掺入适量防龟裂剂。

浦东雅典小区二期计算铺设毛细管网总面积约为5500㎡，依照太原市年太阳辐射总量为5442.8兆焦耳/平方米~5652.18兆焦耳/平方米计算，年采集热能约为8288MW5500×5442.8≈29935400×106（焦耳）≈29935400×106÷4.2≈7127476×106（卡）≈7127476000（大卡）≈7127476000÷860≈8287763（千瓦）≈8288（MW）×0.4≈3315(MW)按照浦东雅典二期工程采暖期供暖150天，每天24小时计算，总面积约145025㎡，浦东雅典二期工程采暖期需要11808MW，太阳辐射年采集热能约为8288MW，由于年采集热能有限.又不能达到100%利用，我们按照40%的储存量计算是3315MW，由于夏季天气炎热，我们可以采用井水直通方式提取热能储存到地下，这样不紧大大的提高了能量的采集，同时也拟补了部分回热问题，而且夏季使用毛细管采集能量不但可以为冬季采暖储存能量，由于采集能量的过程中使得周围空气温度变低这样也使得室内空气变的凉爽清新。

6.2利用观赏池回热我们利用夏季地面人工观赏池提取热能，在小区内我们还设计了几处总面积约为1000㎡深1m的观赏池，在七、八、九月份也可以进行换热，我们选择3台水泵，扬程32m，观赏池内铺设PE-100聚乙烯管，管径DN50，间距1.25m，观赏池内主管线与地埋管主管线对接，进行换热，并使用温度控制器，电动阀门进行监控，据我们统计在夏季每天12小时换热以每100吨水（温差5度）采集500KW的热量计算每天循环3次：1000×3×90×500÷100＝1350MW整个夏天（按90天计算）可以采集1350MW的热能。

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℃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给，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。