地源热泵知识培训.

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1 地源热泵知识培训

2 目 录 一、地源热泵概述 二、地源热泵系统组成 三、地源热泵地下换热器设计 四、地源热泵地下换热器施工 五、地源热泵优点
六、地源热泵常见问题讨论

3 一、地源热泵概述 1、地热资源的利用 大地土壤中蕴藏着丰富的低温地热，虽然与深层的高品味能量相比，浅层土壤热能品味要低，但是采集利用价值很大。因为浅层地下能源是一个巨大的太阳能集热器，其吸收47％的太阳照射在地球上的能量和地心热综合作用下形成的相对恒温层，这个层大约在地面以下30m～500m之间，它的温度接近全年的地表平均温度，温差波动在较深的地下消失，它储存了取之不尽、用之不竭的低温、可再生能源，这种能源被称为浅层低温地热能。 地球表面吸收了太阳能的47％，是人类一年耗能的500倍。 地表10米以上是靠太阳能的补充，地表10米以下为恒温带，由地壳的能量补充，以上海为例，10米以下一年四季保持21℃左右

4 一、地源热泵概述 2、地源热泵技术介绍 地源热泵技术，是一种利用浅层常温土壤中的能量作为能源的高效节能、无污染、低运行成本的既可采暖又可制冷、并可提供生活热水的新型空调技术。 地源热泵系统是利用地下土壤常年温度相对稳定的特性，通过埋入建筑物周围的地耦管与建筑物内部完成热交换的装置。冬季通过地源热泵将大地中的低位热能提高品味对建筑物供暖，同时把建筑物内的冷量储存至地下，以备夏季制冷使用；夏季通过地源热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑物进行降温，同时储存热量，以备冬季制冷时使用。

5 一、地源热泵概述 3、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逆循环。
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。 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。

6 一、地源热泵概述 4、地源热泵的分类 地源热泵 地埋管 地表水 水平地埋管 竖直地埋管 桩埋管 开式 闭式 地下水 直接使用 间接使用

7 一、地源热泵概述 4、地源热泵的分类

8 一、地源热泵概述 5、国内外发展 “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。 目前，建筑节能开展得如火如荼，地源热泵系统作为一种可再生能源系统，正受到前所未有的重视。 《中华人民共和国可再生能源法》已由中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议于2005年2月28日通过，现予公布，自2006年1月1日起施行。

9 目 录 一、地源热泵概述 二、地源热泵系统组成 三、地源热泵地下换热器设计 四、地源热泵地下换热器施工 五、地源热泵优点
六、地源热泵常见问题讨论

10 二、地源热泵系统组成 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以是水或空气。

11 二、地源热泵系统组成 1、室外地能换热系统 埋管形式可以分为如下几种： 水平埋管 垂直埋管 单U型 双U型(比单U提高15%的换热量)
垂直埋管布孔形式 等间距布孔（正方形布孔） 梅花型布孔（等边三角形布孔） 水平地埋管 垂直地埋管

12 二、地源热泵系统组成 2、地源热泵机组的组成
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： 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；  冷凝器：是输出热量的设备，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。

13 二、地源热泵系统组成 3、室内采暖空调末端系统

14 目 录 一、地源热泵概述 二、地源热泵系统组成 三、地源热泵地下换热器设计 四、地源热泵地下换热器施工 五、地源热泵优点
六、地源热泵常见问题讨论

15 三、地源热泵地下换热器设计 1、地源热泵地下换热器选型设计   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。      

16 三、地源热泵地下换热器设计 1、地源热泵地下换热器选型计算
（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。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。 （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。  （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。

17 三、地源热泵地下换热器设计 1、地源热泵地下换热器选型计算
（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4mH2O/100m当量长度以下 。 （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。     （7）确定竖井数目及间距  国外，竖井深度多数采用50～100m，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，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。

18 三、地源热泵地下换热器设计 1、地源热泵地下换热器选型计算
（8）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。 （9） 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。

19 三、地源热泵地下换热器设计 2、地源热土壤换热器设计（井数设计，方案阶段）
当冷热负荷确定后，可以初步对井数进行计算。（以设计冷负荷高于设计热负荷地区为例） 例：采用U型管垂直埋管的方式。 由于无具体地质资料有限，暂估采用埋管深度为100m。 本方案初步选择的地层换热量计算参数为50W/m井深（冬季）。真正需要做深化方案时，需要测试岩土体的初始温度及导热系数，需要打测试孔，测实际换热量。上海地区一般单位管长换热量为40～60W/m。 土壤热交换系统在冬季从地层吸收的热量为： Q冬＝(Q热－Q热/COP2)×（1－ξ2） 其中：Q冬：冬季从地层吸收的热量 Q热：地源热泵承担的冬季空调热负荷 COP2：冬季制热工况下热泵机组的制热效率 ξ2：循环水泵等系统设备、管路的热附加系数，1%~2%。 本方案按照冬季向地层吸收的热量设计换热管的长度。 换热井的数量按下面公式计算： L=Q冬×1000/50/100 其中：L——换热井数量 Q冬——冬季从土壤吸收的热量，kW 分母“50”是每米井深取热量，W/m 分母“100”是竖井的深度，m 经计算，所需换热井的数量约为380口，考虑一定的余量及结合可供打井场地情况，一般会放点余量。 · 垂直地埋管换热系统设计井间距5m，孔口直径在150mm左右，孔内按一定的工艺埋设U型25mm直径的HDPE材质换热管。方案在地埋管系统的环路方式上采用了同程式并联环路方式。

20 三、地源热泵地下换热器设计 3、地源热泵系统图纸设计 （1）地源热泵系统图

21 三、地源热泵地下换热器设计 3、地源热泵系统图纸设计 （2）地源热泵打井图

22 三、地源热泵地下换热器设计 3、地源热泵系统图纸设计 （3）地源热泵地埋管管道连接图

23 三、地源热泵地下换热器设计 3、地源热泵系统图纸设计 （4）地源热泵地埋管大样图（见附图）

24 三、地源热泵地下换热器设计 3、地源热泵系统图纸设计 （5）地源热泵机房管道图

25 三、地源热泵地下换热器设计 4、地源热泵系统设计注意事项
（1）热泵的运行结果很大程度上取决于热能利用系统与热源系统之间的温度差。因此，冬季系统的供水温度越低越好，夏季系统的供水温度越高越好。地源热泵系统宜与辐射系统结合使用，这样，可以最大限度的提高系统的季节性能系数。 （2）设计水平地埋管换热器时，最上层埋管的顶部，应在冻土层以下400mm，且距地面不应少于800mm；沟槽内的管间距及沟槽间的距离，除应满足换热需要外，还应考虑挖掘机械施工的需要。 （3）竖直地埋管换热器的埋管深度应大于20m；水平连接管的深度应在冻土层以下600mm，且距地面不宜小于1500mm。 （4）地埋管环路两端应分别与供、回水管路集管相连接，且宜同程布置，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600mm。 （5）竖直地埋管环路也可以采取分/集水器应有和调节各地埋管环路流量的措施。 （6）通过空调水路系统进行冷、热工况转换的系统，应在水系统管路上设置冬/夏季工况转换的阀门，转换阀的性能应可靠，并确保严密不漏。 （7）地埋管换热器管内的介质，应保持为紊流流动状态（Re>2300）；通常，管内介质的流速V宜采用：单U形管v≥0.6m/s；双U形管v≥0.4m/s。水平环路集管的坡度，不应小于2‰。

26 三、地源热泵地下换热器设计 4、地源热泵系统设计注意事项
（8）地埋管换热器的安装位置，应远离水井及室外排水设施，且宜靠近机房或以机房为中心设置。敷设供、回水集管的管沟应分开布置。 （9）地埋管换热系统应根据地质特征确定回填料的配方，回填料的导热系数应大于或等于钻孔外或沟槽外岩土体的导热系数。 （10）地埋管换热系统应设置自动充液及泄漏报警装置，并配置反冲洗系统，冲洗流量可取工作流量的两倍。 （11）地埋管换热系统宜采用变流量调节方式，每1kW供冷/热量的循环水泵耗电量不应大于43kW。 （12）若室内系统的压力远超地埋管换热器的承压能力时，应设置中间换热器，将地埋管换热器与室内系统隔开。 （13）地埋管换热器的换热量，应满足计算周期内地源热泵系统实际最大吸/释热量的要求。当最大吸释热量相差较大时，应设置辅助热源或冷源，与地埋管换热器并联运行。 （14）铺设水平地埋管换热器前，沟底部应先铺设厚度相当于管径的细砂。 （15）竖直地埋管换热器的U形管，应在钻孔完成且孔壁固化后立即进行。下管过程中，U形管内宜充满水，并采取可靠措施，使U形管的两条管道处于分开状态。 （16）地埋管安装前后，应进行冲洗。 （17）环境温度低于0℃时，不宜进行地埋管换热器施工。

27 目 录 一、地源热泵概述 二、地源热泵系统组成 三、地源热泵系统设计 四、地源热泵地下换热器施工 五、地源热泵优点 六、地源热泵常见问题讨论

28 四、地源热泵地下换热器施工 1、施工流程 地源热泵地埋管换热系统的施工流程为：定位---钻孔---垂直埋管---竖井回填---水平沟开挖---横管连接---试压---土方回填---清洗等内容。 2、管材及其连接 2.1.地下换热器材料 2.1.1地源热泵系统管道材料及参数的选择非常重要，地埋管换热器地下部分可用的管道和装置材料为聚乙烯。 2.1.2聚乙烯地埋管换热器规格如下： 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，宜采用高密度聚乙烯管HDPE100，管件与管材应为相同材料。 所有的管道和热熔接材料必须由纯（非再生）聚乙烯化合物挤压成型而生产的合格品，并符合中华人民共和国《地源热泵系统工程技术规范》GB 的要求，管道的外径、壁厚和相对公差必须符合规范表A.0.1或A.0.2的要求。接头和配件的直径、壁厚和相对公差符合接头装置和热熔接头的要求。 材料：地埋管及管件应符合设计要求，且应具有质量检验报告和生产厂的合格证。地埋管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。 2.2.管道连接方式 2.2.1埋管连接方法有热熔接法和电熔接法,其质量控制要求提供比管道本体更坚固的结构以避免泄漏。 2.2.2聚乙烯管根据管道的热接方式可以是套接或对接。

29 四、地源热泵地下换热器施工 3、垂直埋管的施工 3.2.1钻孔准备 3.2.1.1了解并确定土壤地质条件。
确定地下综合管线分布及设置情况， 并做好明显的标识记号。 平整土地，根据地埋管施工图采用经 纬仪和钢卷尺进行定位，标示具体钻孔位置及 总管坑槽位置。 确认钻孔支架打设位置。 确认钻孔机械电源容量及供给情况。 提供水源至钻孔现场。 3.2.2工程钻孔 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。 预先挖好泥浆池，利于泥浆收集和清 理。 采用膨润土进行泥浆护壁，防止产生 井壁坍塌。 采用地源热泵专用履带式全液压钻井 机，以确保钻孔深度和垂直度，钻孔实际深度 要大于设计深度。本工程设计深度为80m、 100m，钻孔直径130mm。 保证钻孔的垂直度，钻孔倾斜 度控制在10以内，采用测斜仪对钻孔进 行抽查，抽查比例为总钻孔量的10%。 图1：经纬仪 图2：地源热泵专用履带式全液压钻井机 图3：测斜仪

30 四、地源热泵地下换热器施工 3.2.3地埋立管施工 管材采用HDPE高密度聚乙烯材料（SDR11），所有的垂直埋管都要用专用的电熔设备进行电熔连接。必须根据生产厂家的说明进行施工。 单U管制作，采用电熔工具焊接单U管。 U形管水压试压，试验压力不小于0.8MPa。 管道检漏，具体参照《地源热泵系统工程技术规范》中4.5.2条实行。 采用放管器进行下管，可有效防止竖管在扯拉的过程中产生损坏，下管过程中始终带压力表。 下管过程中每间隔3m安装管卡，防止竖管缠绕一起而影响换热。 下管过程中随时观察压力表的压力变化情况，如发现掉压现象及时 停止下管并尽可能将管从钻孔内抽出进行检查。 在保证下管深度达到设计要求且确保竖管无泄漏的情况下方可进行井内灌浆，且在灌浆过程中始终带压力表。 灌浆结束并检漏合格后摘掉压力表，并在管口封闭管帽，以保护接口不受破坏及防止泥浆进入。 清理施工现场，以便于其他单位的下一步工作。 填写单孔验收记录。 图4：PE专用电熔机 图5：放管器

31 四、地源热泵地下换热器施工 4、垂直井内的回填 垂直钻孔必须回填，以保证良好的热交换。 4.1.垂直井内回填
4.1.1为保证回填的密实性，建议采用专用混合浆进行压力回填。 4.1.2回填材料采用膨润土+水泥的混合浆。根据我司的施工经验，其配比膨润土：水泥：黄沙宜在1：2：2左右，膨润土+水泥+井内泥浆在凝固后的形成材料导热系数经测试在2.5W/(m·K)左右，与上海地区土壤的热物性较为接近。 4.1.3混合浆须使用搅拌机搅拌，以保证其均匀性。 4.1.4填料的密实与否直接关系到换热孔的换热效率，为了提高填料的密实程度，孔内回填均采用高压注浆泵（压力在6MPa左右）回灌的施工方法（从井底部向上回灌），避免采用人工填料中的诸多不确定因素。 4.1.5当热源井成井且垂直管保压合格后，应立即进行回填，避免因回填时间较长热源井缩径对回填产生不利影象。 4.1.6当灌浆的深度距地面2～3m时，应停止灌浆，隔天后采用人工回填细黄沙，以便在水平沟开挖后水平管的安装。 图6：填料搅拌机 图7：回填料灌浆泵

32 三、地源热泵地下换热器施工 5、土方的施工 5.1.土方开挖
5.1.1直埋管道的土方开挖在接头处应设工作坑，工作坑比正常断面加深、加宽 mm。 5.1.2土方开挖应根据施工现场条件、结构埋深、土质、地下水等因素选用不同的开槽断面，确定各施工段的槽底宽、边坡等施工技术参数。 5.1.3在土质松软易塌陷的地点开挖时，要先做防护再进行开挖，防护措施可以采用两边壁用竹胶板护坡，中间用可调丝杠用力做好支撑。 5.1.4沟槽与立管交叉处应特别注意立管保护不受破坏。 5.1.5挖出的泥土堆放须离管沟保持一定距离，防止管沟塌方。 5.1.6槽底标高允许偏差，开挖土方时应为±10mm 5.2. 地下障碍物的处理 5.2.1凡外线开沟处必须先行书面向建设单位提出地下障碍物情况调查表，经确认开挖处无地下障碍物建设单位代表要在书面文件上签字确认；有障碍物的要在调查表上明确其位置、埋深、大小、物品性质、物品名称等内容，并确定针对此障碍物如何处理的施工方法，该文件同样需要甲乙双方签字确认方可施工。 5.2.2土方开挖中发现事先未查到的地下障碍物时应停止施工。报项目经理并经有关单位同意后，再进行施工。 5.2.3施工前，根据设计要求对施工路线用白灰划线，当开挖管沟发现文物时，应采取措施保护并通知文物管理部门。 5.2.4土方施工中，对开槽范围内各种障碍物的保护措施应符合下列规定： 应取得甲方（总包）单位的同意和配合； 给水、排水、燃气、电缆等地下管线及构筑等必须能正常使用； 加固后的线杆、树木等必须稳固； 各相邻建筑物和地上设施在施工中和施工后，不得发生沉降、倾斜、塌陷。 5.3.土方回填 5.3.1管沟在回填细土前，管道下表皮下垫100mm厚细沙层，上表皮上铺100mm厚细沙层，且确保周围200mm范围内无石头及金属硬物。 5.3.2回填土应为细土，均匀且无石头、杂物。

33 四、地源热泵地下换热器施工 承插热熔器 对接热熔焊机 6、水平管的连接 6.1.PE管道连接方式
6.1.1埋管连接方法有热熔接法和电熔接法,其质量控制要求提供比管道本体更坚固的结构以避免泄漏。 6.1.2聚乙烯管根据管道的热接方式可以是承插或对接。 6.2.水平管的连接作业 6.2.1必须采用PE专用热熔工具。 6.2.2热熔前要保证受热管端或管件清洁，可以用干净的毛巾进行擦拭，干净后再进行热熔。 6.2.3用热熔机具施工时必须让受热管端和管件加热充分，达到热熔条件后要马上进行连接，连接时要用力以保证PE管与管件连接达到强度。 6.2.4每一单元熔接好后，要充水试压检漏，试验压力与立埋管试验压力一致，不小于0.8MPa。 承插热熔器 对接热熔焊机

34 四、地源热泵地下换热器施工 7、管道水压力试验
根据《地源热泵系统工程技术规范》GB 的规定：“水压试验：当工作压力小于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0.5 MPa。” 在进行地埋管换热器施工过程中，应对埋设管道进行以下水压力试验： 7.1.垂直地埋管的水压力试验 7.1.1在垂直地埋管插入钻孔前应进行第1次水压力试验，以检测管道在运输和搬送过程中有无损坏或擦伤，另外也是检验垂直管道与双U接头连接处是否漏水的重要步骤之一。试验压力为0.8MPa，稳压时间不少于15min，稳压后压力降不大于3%，且无泄露。 7.1.2垂直管在有压状态下插入钻孔，完成灌浆或竖井回填后再保压1h，确认无泄露后方可摘掉压力表。 7.2.水平地埋管的水压力试验 7.2.1水平地埋管在连接前应进行第1次水压力试验，以检测管道在运输和搬送过程中有无损坏或擦伤，试验压力为0.6MPa，稳压时间不少于30min，稳压后压力降不大于3%，且无泄露后方可进行连接工作。 7.2.2水平地埋管在每一单元连接完成后且土方没回填前再进行第2次水压力试验，以检测水平管熔接后有无漏水现象，试验压力为0.8MPa，稳压时间不少于2h，稳压后压力降不大于3%，且无泄露后方可进行土方回填。 7.2.3考虑到分集水器的安装工作较为滞后，在分集水器安装前，须对地埋管换热器每一组的水平管进行保压，以便在土建或其他施工单位在施工过程中可能会对埋设的管道有所损坏能及时发现并修补，该阶段保压压力为0.8MPa，直至在安装分集水器时方可摘掉压力表。 7.3.地埋管系统的水压力试验 当地埋管换热系统全部安装完成，且经冲洗排空后，还应进行最后一次水压力试验，试验压力为0.8MPa，稳压时间不少于12h，稳压后压力降不大于3%，且无泄露。 每次水压力试验后都须填写《管道压力试验记录》，并上交甲方代表或监理，待甲方代表或监理现场确认并签字后方可进行下一道工序。

35 四、地源热泵地下换热器施工 8、冲洗排空 在回填之前，所有地下环路系统都需经过冲洗和排空，并作流量、水压试验，以确保地下环路的各个部分能正常工作。 8.1.冲洗 8.1.1水流速度和压强达到计算值，以保证管道没有阻塞或任何形式的弯折。 8.2.排空 8.2.1维持每个管道内的流速不小于2m/s，用至少30分钟来排除所有的空气。 其它测试条件参照国际地源热泵协会（IGSHPA）的《地源热泵闭式环路/地源热泵系统设计和安装标准》、《地源热泵工程技术指南》和中华人民共和国国家标准《地源热泵系统工程技术规范》。 冲洗和试压系统图

36 三、地源热泵地下换热器施工 现场施工图片

37 三、地源热泵地下换热器形式与埋管 现场施工图片

38 目 录 一、地源热泵概述 二、地源热泵系统组成 三、地源热泵地下换热器设计 四、地源热泵地下换热器施工 五、地源热泵优点
六、地源热泵常见问题讨论

39 五、地源热泵优点 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（Earth Energy），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。 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30～40％的供热制冷空调的运行费用。 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，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。

40 五、地源热泵优点 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。 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。 

41 目 录 一、地源热泵概述 二、地源热泵系统组成 三、地源热泵地下换热器设计 四、地源热泵地下换热器施工 五、地源热泵优点
六、地源热泵常见问题讨论

42 六、地源热泵常见问题讨论 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选择； 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。 2．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。  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，受地面温度影响大，水泵耗电量大。  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。  

43 六、地源热泵常见问题讨论 3．地源热泵的运行费用怎样？经济性如何？      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30~70%；制冷节省运行费用40~50%。 4．地源热泵常见问题四：冬天从地下取热，夏天向地下排热，能达到真正的热平衡吗？ 对别墅而言，因为建筑周围有足够多的土壤埋管，不会存在热堆积问题；在南方地区， 年均制冷时间长于制热时间，但机组的热回收功能使机组在制冷同时回收余热制备生活 热水，消耗相当一部分废热，使土壤保持热平衡。在华东地区，地下水资源丰富，经流 动水冲刷，不易产生热量堆积。之所以很多人会关注热平衡问题，主要是较大的工程受 占地面积有限，致埋管较密集，不易散热，会产生热平衡问题，故，很多公用系统采用 混合能源系统。

44 谢谢！