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1、地源热泵培训讲义 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望v一一地源热泵概述地源热泵概述v二二地源热泵由来地源热泵由来v三三热泵工作原理热泵工作原理v四四地源热泵组成地源热泵组成v五五地源热泵优点地源热泵优点v六六地源热泵特点地源热泵特点v七七地源热泵分类地源热泵分类v八八地源热泵地下换热器形式与埋管地源热泵地下换热器形式与埋管v九九地源热泵应用方式地源热泵应用方式v十十常见问题讨论常见问题讨论v十一十一地源热泵系统的设计经验总结地源热泵系统的设计经验总结一
2、一 地源热泵概述地源热泵概述地源热泵 是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种,热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备.地源热泵 地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方.通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的.地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力,冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内,夏季再把地下的冷量转移到建筑物内,一个年度形成一个冷热循环。二二 地源热泵由来地源热泵由来“地源热泵”的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于英、美两国。北欧国家主要偏重于冬季采暖，而美国则注重冬夏联供。由于美国的气候条件与中国
3、很相似，因此研究美国的地源热泵应用情况，对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。三三热泵工作原理热泵工作原理作为自然界的现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温流向低温。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温位进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低，这也是热泵的节能特点。节流装置冷凝器蒸发器压缩机供热侧需热侧热泵原理工作原理工作原理地源热泵是地热利用的一种形式,是将低位热能用热泵提升为高位热能加以利用。热泵机组是制冷机的
4、逆循环热泵工作原理热泵工作原理1 制冷模式：在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地表水、地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过风机盘管，以13以下的冷风的形式为房间供冷。热泵工作原理热泵工作原理2 供暖模式:在供暖状态下，压缩机对冷媒做功，并通过换向阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地表水、地下水或土壤里的热量，通过冷凝器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环
5、的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝，由风机盘管循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以35以上热风的形式向室内供暖热泵工作原理热泵工作原理1、地缘热泵机组的组成热泵与制冷的原理和系统设备组成及功能是一样的，对蒸气压缩式热泵（制冷）系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀组成：四四地源热泵组成地源热泵组成压缩机：起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作用，是热泵（制冷）系统的心脏；蒸发器：是输出冷量的设备，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到制冷的目的；地源热泵组成地源热泵组成地源热泵机组的组成地源热泵组成地源热泵组成冷凝器：是输
6、出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走，达到制热的目的。膨胀阀或节流阀：对循环工质起到节流降压作用，并调节进入蒸发器的循环工质流量。根据热力学第二定律，压缩机所消耗的功（电能）起到补偿作用，使循环工质不断地从低温环境中吸热，并向高温环境放热，周而往复地进行循环。地源热泵组成地源热泵组成2地源热泵系统组成v地源热泵系统主要分三部分（如下图）：室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中地源热泵机主要有两种形式：水水式或水空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，地源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可
7、以是水或空气。地源热泵组成地源热泵组成1.高效节能，稳定可靠地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，土壤与空气温差一般为1722度，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%60%，因此要节能和节省运行费用4050左右。通常地源热泵消耗1KW的能量，用户可以得到5KW以上的热量或4KW以上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。五五地源热泵优点：地源热泵优点：2.无环境污染地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40以上，与电供暖相比，相当于减少70以上，真正的实现了节能减排。3.一机多用地源热
8、泵系统可供暖、制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。4.维护费用低地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。地源热泵优点地源热泵优点5.使用寿命长地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙聚乙烯和聚丙烯塑料管烯塑料管，寿命可达5070年。要比普通空调高35年使用寿命。6.节省空间没有冷却塔、锅炉房和其它设备，省去了锅炉房，冷却塔占用的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。地源热泵优点地源热泵优点六六地源热泵特点地源热泵特点1、属可再生能源利用技术地源热泵是利用了地球表面浅层
9、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能，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低位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47的太阳能量，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，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。属可再生能源利用技术属可再生能源利用技术2、属经济有效的节能技术地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热
10、泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户3040的供热制冷空调的运行费用；属经济有效的节能技术属经济有效的节能技术3、环境效益显著地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40以上，与电供暖相比，相当于减少70以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25的充灌量；属经济有效的节能技术属经济有效的节能技术属自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先整装密封好，因此，
11、制冷剂泄漏机率大为减少。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量。环境效益显著环境效益显著4、一机多用，应用范围广地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。此外，机组使用寿命长，均在15年以上；机组紧凑、节省空间；维护费用低；自动控制程度高，可无人值守。当然，象任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费
12、用会随着用户的不同而有所不同；采用地下水的利用方式，会受到当地地下水资源的制约，实际上地源热泵并不需要开采地下水，所使用的地下水可全部回灌，不会对水质产生污染。一机多用，应用范围广一机多用，应用范围广5.地源热泵同空气源热泵相比，有许多优点：全年温度波动小。冬季温度比空气温度高，夏季比空气温度低，因此地源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵，一般可高于40%，因此可节能和节省费用40%左右。冬季运行不需要除霜，减少了结霜和除霜的损失。地源有较好的蓄能作用。七七地源热泵的分类地源热泵的分类地源按照室外换热方式不同可分为三类：1.地表水系统2.土壤埋盘管系统3.地下水系统1地表水系统地表水地源热泵
13、系统，由潜在水面以下的多重并联的塑料管组成的地下水热交换器取代了土壤热交换器，与土壤热交换器地源热泵一样，它们被连接到建筑物中。一般情况下，只要地表水冬季不结冰，均可作为低温热源使用。我国有丰富的地表水资源，用其作为热泵的低温热源，可获得较好的经济效益。地表水相对于室外空气是温度较高的热源，且不存在结霜问题，冬季温度也比较稳定。利用地表水作为热泵的低温热源，要附设取水和水处理设施，如清除浮游生物和垃圾，防止泥沙等进入系统，影响换热设备的传热效率或堵塞系统，而且应考虑设备和管路系统的腐蚀问题。地表水系统地表水系统2土壤热交换器系统土壤是热泵良好的低温热源。通过水的流动和太阳辐射热的作用，土壤的表
14、层贮存了大量的热能。土壤的温度变化不大，并有一定的蓄热作用。热泵可以从土壤表层吸收热量，土壤的持续吸热率(能量密度)为20-40wm2，一般在25wm2左右。土壤的主要优点是：(1)温度稳定，全年波动较小，冬季土壤温度比空气高，因此热泵的制热系数较高；(2)土壤的传热盘管埋于地下，热泵运行中不需要通过风机或水泵采热，无噪声，换热器也不需要除霜；(3)土壤有蓄能作用。土壤热交换器系统土壤热交换器系统v3地下水系统地下水位于较深的地层中，由于地层的隔热作用，其温度随季节的坡动很小，特别是深井水的温度长年基本不变，对热泵的运行十分有利，是很好的低温热源。但是如果大量的取用地下水，会造成地面下沉和水源
15、枯竭。因此以深井水作为热源时，应与“深井回罐”相结合，即采用“夏灌冬用”和“冬灌夏用”等蓄热（冷）设施，严禁采用直接取水回灌的“抽水空调”。八八地源热泵地下换热器形式与埋管地源热泵地下换热器形式与埋管土壤热交换器是地源泵机组设计的关键。地源热土壤换热器有多种形式,如水平埋管、竖直埋管等。这两种埋管型式各有自身的特点和应用环境。在中国采用竖直埋管更显示出其优越性:节约用地面积,换热性能好,可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能,甚至可在建筑物桩基中设置埋管,见缝插针充分利用可利用的土地面积。1竖直埋管材料和深度埋管材料最好采用塑料管,因与金属管相比,塑料管具有耐腐
16、蚀、易加工、传热性能可满足换热要求、价格便宜等优点。可供选用的管材有高密度聚乙烯管(PE管),铝塑管等。竖直埋管的管径也可有不同选择,如DN20、DN25、DN32、DN50等。竖直埋管可须根据当地地质条件而定,可以从20m-200m。确定深度应综合考虑占地面积、钻孔设备、钻孔成本和工程规模。如果地表土壤层很厚,钻孔费用相对便宜,宜采用较深的竖直埋管,反之,采用浅埋。埋管间距一般以5-6m及以上,要综合考虑当地的地质及土壤的传热情况。竖直埋管材料和深度竖直埋管材料和深度2竖直埋管换热器回填、灵敏度竖直埋管换热器的形成是从地面向下钻孔达到预计深度,将制作好的U型管下入孔中,然后在孔中回填不同材料
17、。在接近地表层处用水平集水管、分水管将所有U型管并联构成地下换热器。根据地质结构不同,回填材料可以选用浇铸混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料选择要兼顾工程造价、传热性能、施工方便等因素。从实际测试比较浇铸混凝土换热性能最好,但造价高、施工难度大,但可结合建筑物桩基一起施工。竖直埋管换热器回填、灵敏度3竖直埋管换热器中传热的衰减竖直埋管换热器中流动的循环水的温度是不断变化的。夏季供冷工况进行时,由于蓄热地温提高,机组运行时水温不断上升,停机时水温又有所下降,当建筑物得热达到最大时水温升至最高点。冬季供热工况运行时则相反,由于取热地温下降,当建筑物失热最多时,换热器中水温达到最低点。对于浅埋管
18、尤其严重。设计时,首先应设定换热器埋管中循环水最高温度和最低温度。同时,由于埋管换热器的表面结垢等影响,设计时要考虑衰减,设定值应通过经济比较选择最佳状态点。竖直埋管换热器中传热的衰减4串联或并联地下热交换器中流体流动的回路形式有串联和并联两种，串联系统管径较大，管道费用较高，并且长度压降特性限制了系统能力。并联系统管径较小，管道费用较低，且常常布置成同程式，当每个并联环路之间流量平衡时，其换热量相同，其压降特性有利于提高系统能力。因此，实际工程一般都采用并联同程式。结合上文，即常采用单U型管并联同程的热交换器形式。串联或并联串联或并联5选择管材一般来讲，一旦将换热器埋入地下后，基本不可能进行
19、维修或更换，这就要求保证埋入地下管材的化学性质稳定并且耐腐蚀。常规空调系统中使用的金属管材在这方面存在严重不足，且需要埋入地下的管道的数量较多，应该优先考虑使用价格较低的管材。所以，土壤源热泵系统中一般采用塑料管材，目前最常用的是聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）管材，它们可以弯曲或热熔形成更牢固的形状，可以保证使用50年以上；而PVC管材由于不易弯曲，接头处耐压能力差，容易导致泄漏，因此，不推荐用于地下埋管系统。选择管材选择管材6确定管径在实际工程中确定管径必须满足两个要求：（1）管道要达到足够保持最小输送功率；（2）管道要小到足够使管道内保持紊流以保证流体与管道内壁之间的传热。显然，上述两个要
20、求相互矛盾，需要综合考虑。一般并联环路用小管径，集管用大管径，地下热交换器埋管常用管径有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm，管内流速控制在1.22m/s以下,对更大管径的管道，管内流速控制在2.44m/s以下或一般把各管段压力损失控制在4mHO/100m当量长度以下。确定管径确定管径 7确定竖井数目及间距国外，竖井深度多数采用50100m，设计者可以在此范围内选择一个竖井深度H，计算结果进行调整，若计算结果偏大，可以增加竖井深度，但不能太深，否则钻孔和安装成本大大增加。关于竖井间距有资料指出：U型管竖井的水平间距一般为4.5m，也有实例中提到DN25的U型管，其竖井水平间距为6m
21、，而DN20的U型管，其竖井水平间距为3m。若采用串联连接方式，可采用三角形布置，来节约占地面积。确定竖井数目及间距确定竖井数目及间距vv8计算管道压力损失在同程系统中，选择压力损失最大的热泵机组所在环路作为最不利环路进行阻力计算。可采用当量长度法，将局部阻力件转换成当量长度，和管道实际长度相加得到各不同管径管段的总当量长度，再乘以不同流量、不同管径管段每100m管道的压降，将所有管段压降相加，得出总阻力。99水泵选型水泵选型 根据上述计算最不利环路所得的管道压力损失，再加上热泵机组、平衡阀和其他设备元件的压力损失，确定水泵的扬程，需考虑一定的安全裕量。根据系统总流量和水泵扬程，选择满足要求的
22、水泵型号及台数。其它与常规空调系统类似，需在高于闭式循环系统最高点处（一般为1m）设计膨胀水箱或膨胀罐，放气阀等附件。地源热泵的应用方式从应用的建筑物对象可分为家用和商用两大类，从输送冷热量方式可分为集中系统、分散系统和混合系统。1家用系统用户使用自己的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应，多用于小型住宅，别墅等户式空调。九九地源热泵应用方式地源热泵应用方式家用系统2集中系统热泵布置在机房内，冷热量集中通过风道或水路分配系统送到各房间。3分散系统用户单独使用自己的热泵机组调节空气。一般用于办公楼、学校、商用建筑等，此系统可将用户使用的冷热量完全反应在用电上，便于计量，适用于目前的独立热计
23、量要求。4混合系统：将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统，混合系统与分散系统非常类似，只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉。南方地区，冷负荷大，热负荷低，夏季适合联合使用地源和冷却塔，冬季只使用地源。北方地区，热负荷大，冷负荷低，冬季适合联合使用地源和锅炉，夏季只使用地源。这样可减少地源的容量和尺寸，节省投资。分散系统或混合系统实质上是一种水环路热泵空调系统形式。混合系统5、水环路热泵空调系统水环路热泵(Water-LoopHeatPump，简称WLHP)空调系统，它由许多台水源热泵空调机(WSHP)组成。这些机组由一个闭式的循环水管路连在一起，该水管路既作空调工况下的冷源，又作供暖工
24、况下热泵热源。水环路的冷热源可以是地源，或锅炉、冷却塔联合方式。夏季运行：全部或大多数机组为供冷，热量水环路排至室外的冷源，如地源或冷却塔。1为什么地源热泵在美国、欧洲以及中国，尤其是近些年来为越为什么地源热泵在美国、欧洲以及中国，尤其是近些年来为越来越多的用户所认识，市场日趋活跃呢？来越多的用户所认识，市场日趋活跃呢？一方面是由于全世界范围内比以往更加关注能源、环境与可持续发展的问题，对于中国由于以燃煤为主的能源结构已经造成了极为严重的大气污染，因此，要实现经济的可持续发展，必须尽可能多地利用清洁的可再生能源，必须加大节能的力度，而既能在冬季供暖、又能在夏季制冷空调的地源热泵系统是很好的一个
25、选择；十十常见问题讨论常见问题讨论另一方面是地源热泵系统经过多年的研究，在技术上已经比较成熟，而且经过多年的示范与实践，确认了地源热泵系统的很多优点：节约能源、舒适、安全、性能稳定、清洁、使用灵活等。为什么地源热泵在美国、欧洲以及中国，尤其是近些年来为越来越多为什么地源热泵在美国、欧洲以及中国，尤其是近些年来为越来越多的用户所认识，市场日趋活跃呢？的用户所认识，市场日趋活跃呢？2水环路热泵（水环路热泵（WLHP）系统与地源热泵）系统与地源热泵（GSHP）系统有什么异同？适用于什么场合）系统有什么异同？适用于什么场合？两者都可通过水源热泵如水空气热泵或水水热泵系统为建筑物提供热量或冷量，区别是W
26、LHP系统通常是指利用冷却水塔和锅炉保持全年冬夏两季节的供水温度稳定的系统，而GSHP系统则通常是指通过利用地下水、地下换热系统、地表水或者地下换热系统与冷却塔、锅炉相结合等形式维持供水温度稳定的系统。对于WLHP系统适用于什么场合，有研究认为，单纯的供冷或单纯的供热选用水环路热泵是不合理的；对同时具有制冷和制热需要的空调建筑，当其内部余热量较小或较大时，使用WLHP系统节能效果不明显，只有当机组排出的热量与部分水源热泵机组吸收的热量相近时，才具有明显的节能优势。对于某一特定建筑，设计者需根据建筑物的冷热负荷曲线、使用特点、功能，所处环境等诸多因素综合评价使用WLHP系统是否节能、合适。水环路
27、热泵（水环路热泵（WLHP）系统与地源热泵（）系统与地源热泵（GSHP）系统有什么异同）系统有什么异同？适用于什么场合？适用于什么场合？一般地说，以下几种情况可考虑使用WLHP：有低品位稳定可靠的废热可以利用；建筑物内同时有制冷和供热的需要；制冷量不大，且又要求独立计量电费，使用时间不一，个别房间或区域经常需在夜间或节假日独立使用的建筑。水环路热泵（水环路热泵（WLHP）系统与地源热泵（）系统与地源热泵（GSHP）系统有什么异同）系统有什么异同？适用于什么场合？适用于什么场合？地源热泵系统的适用场合，对于分散式系统，类似于上述水环路热泵系统的情况；而对于集中式系统，即集中为建筑物各房间提供冷水
28、或热水的情况，则适用范围较广，尤其适用于办公楼、学校及别墅等。3对几种地源热泵系统在工程应用中的评述1）直接利用地下井水的地源热泵系统：其最大优点是非常经济，占地面积小，但要注意必须符合下列条件：水质良好；水量丰富；符合标准。水环路热泵（水环路热泵（WLHP）系统与地源热泵（）系统与地源热泵（GSHP）系统有什么异同）系统有什么异同？适用于什么场合？适用于什么场合？2）地下埋管的地源热泵系统：对于垂直式埋管系统，其优点有：较小的土地占用，管路及水泵用电少，其缺点是钻井费用较高；对于水平式埋管系统，其优点有：安装费用比垂直式埋管系统低，应用广泛，使用者易于掌握，其缺点有：占地面积大，受地面温度影
29、响大，水泵耗电量大。水环路热泵（水环路热泵（WLHP）系统与地源热泵（）系统与地源热泵（GSHP）系统有什么异同）系统有什么异同？适用于什么场合？适用于什么场合？3）地表水式热泵：其优点有：在10米或更深的湖中，可提供10的直接制冷，比地下埋管系统投资要小，水泵能耗较低，高可靠性，低维修要求、低运行费用，在温暖地区，湖水可做热源，其缺点有：在浅水湖中，盘管容易被破坏，由于水温变化较大，会降低机组的效率。水环路热泵（水环路热泵（WLHP）系统与地源热泵（）系统与地源热泵（GSHP）系统有什么异同？）系统有什么异同？适用于什么场合适用于什么场合？4）锅炉/冷却塔与地下埋管相结合的混合型地源热泵系统
30、：适用于空间小，不能单独采用地下埋管换热系统的建筑，冷却塔和闭环式系统相结合制冷，节省成本；事实证明该系统是高效率、低费用的。水环路热泵（水环路热泵（WLHP）系统与地源热泵（）系统与地源热泵（GSHP）系统有什么异同）系统有什么异同？适用于什么场合？适用于什么场合？4地源热泵的运行费用怎样？经济性如何？v影响地源热泵使用经济性的因素有很多，如电价、用户或居民行为、气候条件以及例如非正常的炎热或寒冷季节等其它因素。但就目前国内应用实例分析来看地源热泵比传统的中央空调系统制热节省运行费用约3070%；制冷节省运行费用4050%。十一十一地源热泵系统的设计经验总结地源热泵系统的设计经验总结1、选用
31、有保证的高质量的热泵机组，这是保证系统运行效果的前提。2、在选择闭式系统的间接换热器时建议选择板式换热器。因为板式换热器的导热性能好，紧凑且易扩容，可以选用抗腐蚀的材料制作，造价较低，可拆装，便于维护。3、在选择地下水管路的阀门时，蝶阀（小管径时用球阀）通常比闸阀工作可靠，闸阀如果不经常使用会产生管道泄漏进而锈死。4、在设计中应尽可能采用不设排气管的回水立管进行回灌，因为设有排气管的回水立管噪声大，易产生水击，并且于大气的不断接触容易在系统中产生腐蚀现象。地源热泵系统的设计经验总结地源热泵系统的设计经验总结本章完谢谢地埋管的施工及施地埋管的施工及施工注意事项工注意事项聊城地源热泵有限公司聊城地
32、源热泵有限公司编制人：李泉编制人：李泉二二0一四年二月一四年二月一一、地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程二、地下换热器施工中注意事项二、地下换热器施工中注意事项三、影响地埋管换热的几种情况三、影响地埋管换热的几种情况四、进行压力试验四、进行压力试验试验压力值试验压力值或次数的几种因素有关或次数的几种因素有关五、试验压力五、试验压力注意事项注意事项六、六、水压试验步骤水压试验步骤一一地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程v核对图纸找出坐标井位核对图纸找出坐标井位挖好沉沙池并放满水挖好沉沙池并放满水接接好电源好电源v稳好打井机稳好打井机熔管试压熔管试压打井打井下管（试压）下管（试压
33、）检检查压力查压力回填回填封口封口沉淀沉淀回填回填到填实到填实挖水挖水平沟平沟整理沟整理沟回测坡度回测坡度v熔接前试压检查熔接前试压检查熔接熔接整理坡度整理坡度整体进行压力整体进行压力试验试验填埋整平填埋整平地下换热器系统压力试验。地下换热器系统压力试验。打井（打井（钻钻孔）孔）竖直地埋管钻孔深度宜于20m-130m，钻孔孔径宜与110mm-130mm，钻孔间距应满足换热需要，间距宜为46m。水平连接管的深度应在冻土层以下0.6m，（冻土层以下）且距地面不宜小于1.5m，现中原地区所执行的1.6米以下。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程熔管（接管）熔管（接管）采用电熔或热熔，在熔管前
34、先将熔管端部分用酒精清洗干净，熔头保持清洁，热熔加热到温度后再熔接，不要过于加热，也不要欠热。保证温度适合，连接时要达到连接尺寸要求，并将管件、管径和管子平行，保持原管径不小于90%。（熔不好系统产生熔塞、熔堵现象）；地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程电熔接管时，保持电压稳定，严格按照管件上的要求设置好电熔设备的参数，熔接过程中固定好管子和管件，避免套筒内电熔丝松动。冷却完成后，将管内注满清水打压。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程竖竖直下管（回填）直下管（回填）下管前，检查表压是否正常，下管过程中避免石头砖头等固体硬物带下井，以免产生挤压管壁发生压堵现象，同时观察表压；下
35、管过程中，将两管分开，防止产生热短路现象。下管完成后，检查表压，若正常，将两管口密封，进行回填。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程平行管敷平行管敷设设埋管（回填）埋管（回填）平行管敷设要保持0.002的坡度，供、回水两管之间保持不低于0.6米的间距；竖埋管和平行管连接时，竖管一定要保持向下的坡度，竖管握弯处一定要低于水平管高度，避免产生气堵现象。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程平行管埋管之前，首先将沟底铺上相当于管径厚度的细沙或细土，水平地埋管换热器安装时，应防止石块等重物撞击管身。管道不应有折痕、扭结等问题，转弯处应光滑，且应采取固定措施，进行管道铺设完成后，首先填埋3
36、0CM细沙或细土，然后才能填埋。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程填埋过程中，要填充均匀，要填实,如果填充不均的话，会造成地下管道不同深度的管道壁压力不同，受力不均，会造管道扭曲变形，大大缩减了系统的运行寿命，熔管和埋管是保持质量及保证使用时间长短的两大关键因素。两项有一项做不好直接影响使用寿命。（使用3-7年间）。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程填充材料填充材料填充材料一般选用原浆和沙子，北方土壤含水量成分较低，当打井时若采用原浆回填，会产生缩水现象，原有一个体积的原浆，由于水分的损失在回灌后水分会被周边土壤吸收体积变小，产生空隙，从而使空气进入，大大减小埋管的换热效率
37、。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程因此采用膨润土来解决这个问题，以保证埋管的换热效率。因为膨润土有很强的吸水性和膨胀性，可以使埋管的管井填实，阻止空气进入影响换热效率。虽然膨润土解决了北方地区原浆回填产生的空隙问题，但由于膨润土自身导热系数低的缺陷，限制了其实用能力，为了弥补缺陷，都与细沙混合后提高换热效率。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程埋管材料埋管材料宜采用塑料管，因为与金属管相比，塑料管具有耐腐蚀、易加工，传热性能可满足换热要求,价格便宜等优点,如高密度聚乙烯管（PE管）,聚丁烯（PB），铝塑管等，通常地源热泵管道采用的规格是dn323.0或者是dn252.3，即
38、使只有0.5mm的划痕，占管材壁厚的比例却达到了17%-20%，耐压能力/寿命就无法达到预期的设计要求。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程塑料管材的韧性破坏源于过载，而脆性破坏则是划痕或者瑕疵造成的裂纹慢速增长的结果，在较低的压力持续作用下导致的破坏，破坏的时间、管材寿命无法估计。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工工艺流程地埋管换热器安装前后均应对管道进行冲洗，影响系统换热能力的因素很多，包括换热器的材料、换热器管内流体流速、回填材料、岩土的热物性,钻孔深度、钻孔直径等，目前所使用的换热器材料，在耐压、换热、管内流体速度等方面有比较大的提升空间。地下换热器施工工艺流程地下换热器施工
39、工艺流程二、二、施工中注意事项施工中注意事项v1、地源热泵地埋管道应采用热熔或电熔连接，聚乙烯管道连接应符合国家现行标准v2、竖直地埋管换热器的U形弯管接头宜采用注塑成型的U形地热专用弯头，v3、竖直地埋管换热器U形管的组对长度应能满足插入钻孔后与环路集管连接的要求，组对好的U形管的两开口端部，应及时密封4，竖直地埋管换热器U形管安装应在钻孔钻好且孔壁固化后立即进行。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。5，竖直地埋管换热器的U形弯管接头安装完毕后，应立即灌浆回填封孔，当埋管深度超过40m时，灌浆
40、回填应在周围临近钻孔均钻凿完毕后进行。施工中注意事项施工中注意事项6、竖直地埋管换热器灌浆回填材料宜采用膨润土和细砂的混合浆或专用灌浆材料，当地埋换热器设在密实或坚硬的岩土体中时，宜采用水泥基料灌浆回填7、当室外环境温度低于0度时，不宜进行地埋管换热器的施工，施工中注意事项施工中注意事项8、水平管设计应按同程设计，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，且保持0.002的坡度。9、地埋管换热器安装位置宜靠近机房或以机房为中心设置。施工中注意事项施工中注意事项三、三、影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况v熔塞熔塞堵90-95(试验)v气塞气堵
41、（画图）v（外力）压塞挤堵（画图）v传递冷热隔塞（回填不实）图v试压和回填的关系，自认为回填怎样，压力取多大。熔塞熔塞堵采用热熔，在熔管前先将熔管端部分用酒精清洗干净，熔头保持清洁，热熔加热到温度后再熔接，不要过于加热，也不要欠热。保证温度适合；连接时要达到连接尺寸要求，并将管件、管径和管子平行，保持原管径不小于90%。（熔不好系统产生熔塞、熔堵现象）；影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况单管热熔U头影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况热熔U头接管图热熔U头接管剖面图影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况气塞气堵（画图）平行管敷设要保持0.002的坡度，供、回
42、水两管之间保持不低于0.6米的间距；竖埋管和平行管连接时，竖管一定要保持向下（井）的坡度；竖管握弯处一定要低于水平管高度，避免产生气堵现象影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况正确的接法图正确接法剖面图影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况不正确接管图不正确接管剖面图影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况气塞气堵影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况（外力）压塞挤堵下管过程中避免石头砖头等固体硬物带下井，以免产生挤压管壁发生压堵现象，同时观察表压；下管过程中，将两管分开，防止产生热短路现象。影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况接管挤压现象接管
43、挤压现象剖面影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况接管热短路现象热短路现象剖面影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况传递冷热隔塞（回填不实）影响地埋管换热的几种情况影响地埋管换热的几种情况四、四、进行压力试验进行压力试验压力值或次数的几种因素有关压力值或次数的几种因素有关采用的管材是哪个级别的。（由设计者定）我们采取的地埋管竖管PE100、PE80管、32管、PE100.耐压1.6Mpa。25管PE80.耐压1.25Mpa进行压力试验进行压力试验压力值或次数的几种因素有关压力值或次数的几种因素有关v回填实不实（有水、空气间隙）（由施工者定）v打井的深度的规定.（设计者)v分
44、支系统的多少和查漏的次数规定打压试验次数。（设计者和施工者定）五、试验压力注意事项v当选用PE100管时，试验峰值压力不能超过1.6Mpa，当选用PE80管时试验压力不能超过1.25Mpa。v当工作压力小于等于1Mpa时，应为工作压力的1.5倍。当工作压力大于1.0Mpa时，应为工作压力加0.5Mpa。进行压力试验进行压力试验压力值或次数的几种因素有关压力值或次数的几种因素有关工作压力是正常运行压力，他是怎么定的呢？根据建筑物的高度，系统的大小、分支系统的多少，系统需要的流量。当系统工作压力低于0.5Mpa，视为工作压力为0.5Mpa进行压力试验。进行压力试验进行压力试验压力值或次数的几种因素
45、有关压力值或次数的几种因素有关六、六、水压试验步骤水压试验步骤v接熔U型管后，下管前，进行压力试验，试压保持15分钟后，压力降低不应大于3v有压（带水）下管，灌浆完成后保压试验。v竖管和水平管接管前，进行保压试验v竖管和水平管与环路管完成后，在回填前进行水压试验，保压30分钟，稳定后压力降低不应大于3.且无泄露现象5、环路集管与机房分集水器安装完成后，回填前进行水压试验。并保持压力2小时，且无泄露现象。6、地埋管换热系统全部安装完毕，且冲洗排气及回填完成后，进行最后一次水压试验，在试验压力下保持至少12小时。稳压后压力降不应大于3。水压试验步骤水压试验步骤7、水压试验宜采用手动泵升压，升压过程
46、应随时观察和检查，不得有泄露，不得以气压试验代替水压试验。水压试验步骤水压试验步骤本章完谢谢中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程编制：李泉编制：李泉二二0一二年十二月一二年十二月一：末端安装二：机房安装三：地下换热器安装四：维修维护工艺流程前续中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程v首先熟悉图纸，和技术人员进行交流沟通，了解设计意图，找出安装要点。v安装施工应严格安照各流程图及系统图和图纸要求进行施工，如发现图纸有错误或者不好理解时，应及时征得设计方认可，需要时并提出建议，经设计人员同意方可进行修改。中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程
47、中央热泵空调安装工艺流程首先首先1.检查检查材料、型号、材料、型号、规规格、是否符合要求。格、是否符合要求。2.检查设备检查设备、型号、型号规规格是否符合要求，并格是否符合要求，并对图纸对图纸上上标标的的设备设备分布一清二楚。分布一清二楚。3.检查检查工具是否工具是否齐齐全，特全，特别别是是专专用工具不用工具不可替代。可替代。中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程未端安装未端安装1.未端系统有两种 采用钢管 采用PPR管 采用钢管安装时，要清除管道内壁铁锈及污物，保持内壁洁净；钢管要注意管壁锈蚀，非镀锌管需要防锈处理；焊接点要重复进行防锈处理。中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装
48、工艺流程末端安装末端安装2.钢管进行切割，钻孔，焊接之后，需要清理金属毛刺、焊渣、下角料等脏物，保持管内清洁，进行防锈处理。3.干管上接，需接出支管（非接）及所有温度计压力表等附件，需要管道上开孔，一定要在管道安装连接之前进行，不允许安装连接后进行。中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程末端安装末端安装4.PPR管，接管时一定要按规范操作，以防管内经缩小，阻碍流量。5.管道水平安装较长时（40米）中端放1-2个伸缩节，防止热胀冷缩变引起过大变形，管道并保持接水流方向千分之五的坡度，并在管道终端（最高点）引设自动放气阀。中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程末端安装末端安装6
49、.冷凝水管要向回水流方向设千分之五的坡度，保证冷凝水自由流动。7.管道支架，水平干管每2米设吊点，支架与管道反向设置U型木托以防冷凝水的滴落，保温时要平整严密，外观美观。中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程末端安装末端安装8.风机盘管吊装牢固，底盘要向冷凝水出口倾斜1左右，管道附件，要在吊装之前安装牢，在房间高度的情况下，盘管回水管不低于主管道。9.接线 线色分开连接，三个风速及电动阀分色连接，接线后验证是否正确，试一试是否正常运转。中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程末端安装末端安装10.主管道试压前将盘管双阀关毕，管道完成试压，而后再进行盘管试压，系统试验压力是工作
50、压力的1.5倍。中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程末端安装末端安装11.在水管安装完毕后，必须进行冲洗。其冲洗方法如下：冷冻水干管的冲洗方法 首先接好冲洗用临时管道，冲洗时关闭相邻分支管上和风机盘管的支管阀门，从总主管的底部管接至排水管，从顶层水至干管的末端逐层进行自上而下的冲洗，冲洗时尽量加大水的流速，直至排除的水清洁无泥砂为止。中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程末端安装末端安装 12.管道试压完成后，对管道进行冲洗，冲洗完成后将管道内加满纯净水。13.安装软接 和装饰人员结合 安好送回风口。中央热泵空调安装工艺流程中央热泵空调安装工艺流程末端安装末端安装机房安装