地源热泵大地换热器系统施工工艺及管理流程

地源热泵大地换热器系统地源热泵大地换热器系统施工工艺及管理流程施工工艺及管理流程美国美意节能先锋1935前言：环境污染和能源危机已成为威胁人类生存的头等大事，因为节约常规能源、充分利用可再生能源是国内外大趋势。在这种背景下，以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的空调系统应运而生。《中华人民共和国可再生能源法》第一章第二条：本法所称可再生能源，是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。地源热泵市场区域分析系统组成部件:1.地源热泵机房；2.室内末端水风系统；3.地下换热器部分（HDPE管、膨润土等）地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的中央空调系统。地源热泵——系统组成1、地埋管形式2、地下水形式3、地表水形式源热地泵——系统形式可使用地埋管（横埋管和立埋管）和地下水（直接或间接）的方式地源热泵——系统形式•将管水平放到地沟内；•较少的安装费用，但需占用较大的场地热源地泵——横埋横埋热交换器的构造：管沟最小间距1.5m埋管深度1.22m~1.83m1ftTrenchedLoops2ftTwo-PipeFour-PipeExtendedSlinky2ft2ft2ft2ft2ftBackHoeLoopsTwo-PipeFour-PipeSix-Pipe两管四管六管两管四管蛇形管OnePairTwoPairSeries/ParallelOnePaiAvgDepthAvgDepthAvgDepthWhenLoopsareshallowerthanonetonperloop单U双U串联单U地源热泵——立埋•垂直埋管深度50-150m左右，打孔孔径约150mm，管与孔壁用膨胀填料充注。•占用较少的场地•地质勘探，热响应实验•软件计算•雷诺数计算，确定紊流状态•大地换热器平面布置图地换热器设计大•地源热泵适用范围•地源热泵系统运行特点•地埋管面积大地换热器设计1.地源热泵方案确定•专业地质勘探资质•热响应实验报告大地换热器设计2.地质勘探，热响应实验•GroundLoopDesign（GLD）3.0•德国EarthEnergyDesigner（Version）2.0•美国多孔介质传热计算专业软件大地换热器设计3.软件模拟计算地源热泵大地换热器计算软件GroundLoopDesign（GLD）3.0地源热泵——计算软件地源热泵大地换热器计算软件德国EED地源热泵——计算软件BaseloadPeakcoolloadPeakheatloadYear25JANFEBMARAPRMAYJUNJULAUGSEPOCTNOVDECFluidtemperature[ºC]50454035302520151050-5地源热泵大地换热器计算软件德国EED地源热泵——计算软件PeakminPeakmaxBaseminBasemaxYear252015105Annualmin-maxfluidtemp.[?]403836343230282624222018161412108642天津外国语学院地埋管布置图美国多孔介质的计算专业软件的15年地下热平衡模拟注：土壤初始温度：15.9℃（即289K）⑴第五年10月末中部均温为290K，即大地温度升高1℃；⑵第十年10月末中部均温为290-291K，即大地温度升高0.8℃；⑶第十五年10月末中部均温为291-292K，即大地温度升高0.5℃；美国多孔介质的计算专业软件的每一年的模拟结果•《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366-2005）第4.3.9：地埋管换热器管内流体应保持紊流状态。大地换热器设计4.雷诺数计算，确定紊流状态•埋管区域，确定孔间距•埋管口数，垂直埋管长度及形式•分组分区、同程连接，是否需要区域集分水器及检查井•计算流速、确定管径大地换热器设计5.大地换热器平面布置地源热泵系统管材：地源热泵系统管材：•采用高密度聚乙烯HDPE管,地源热泵专用管材,原料及加工设备为德国进口；•HDPE管材PE100，SDR11，耐压1.6MPa；•耐腐蚀，抗酸碱，不易结垢；•该系统可保用50-70年；埋管及垂直管现场照片地源热泵地源热泵系统地源热泵系统UU型连接器：型连接器：•采用电接点连接方式，接触面均匀吻合，内壁平滑,热熔一次成型,不会产生渗漏；•探头内自带铸铁加重器，属于整体式探头；•整体式探头内的双U型回路含有过滤槽；双U型连接器照片地源热泵管材连接方式：管材连接方式：•热熔对接(D63以上)•热熔承插连接(D63以下)•电熔连接(D32以下)地源热泵钻凿竖井施工工艺钻凿竖井施工工艺：：•一般采用150工程钻机等•泥浆旋转钻孔方式•预挖泥浆池•控制钻井垂直度地源热泵水平埋管施工工艺水平埋管施工工艺：：•综合考虑室外管网,确定埋管深度•水平环路集管坡度为2‰•水平管路上下充填细砂保护层•桩旁钻孔,水平管穿地梁注意事项地源热泵管道试压与检漏管道试压与检漏：：•至少要满足地源热泵规范中要求的打压次数•不能以气压实验代替水压实验地源热泵回填材料的选择回填材料的选择：：•普通土质：膨润土+细砂+原浆•坚硬岩土：水泥基料灌浆•避免咸水层和淡水层的污染，可以选择黏土球或水泥进行回填地源热泵回填材料的选择回填材料的选择（天津地区）（天津地区）•多以粉质黏土和粉砂为主•对于粉质黏土，导热系数λ为1.4-1.9W/(m·K)，热扩散率α为(0.49-0.71)*10-6m2/s•对于粉砂，导热系数λ为2.8-3.8W/(m·K)，热扩散率α为(0.97-1.27)*10-6m2/s地源热泵回填施工工艺回填施工工艺：：•采用灌浆泵•采用多次灌浆回填•关注上返泥浆密度•确保钻孔灌浆密实，无空腔地源热泵地埋管室外检查井地埋管室外检查井：：•是否有必要制作室外检查井•具体做法按照标准图集制作•防水做法•与室外绿化等如何结合地源热泵防止热回流现象防止热回流现象：：•按照规范设置弹簧卡（或固定支卡），提高换热效果•采用提取式管卡地源热泵•人员管理•物料保管及现场管理•施工质量管理•安全文明管理•与各分包方协调管理地埋管施工管理施工人员管理施工人员管理：：•人员自身素质培养•各个工种统一着装•福利政策、奖惩制度等•管理人员和监理人员地埋管施工管理物料保管及现场管理：物料保管及现场管理：•专人记录和看守管材保护管材，人人有责•机具器材的爱护和保管•避免泥浆污染周围区域地埋管施工管理施工质量管理：施工质量管理：•必须按照有关规范执行•施工工序不紊乱•严格按照计划工期进行施工•管理及监理人员发挥作用地埋管施工管理安全文明管理：安全文明管理：•严格按照安全施工条例和文明施工条例执行•采取环境保护措施•采取降低噪声措施•管理及监理人员发挥作用地埋管施工管理与各个分包方协调管理：与各个分包方协调管理：•尊重他人，尊重自己•与各兄弟施工单位互帮互助•与甲方、总包、分包、监理多沟通•设计变动，顾全大局地埋管施工管理经济性比较经济性比较:(:(初期投入和运行费用初期投入和运行费用))•地源热泵系统•传统水冷机组+市政热网地源热泵与传统空调经济性比较经济性经济性初期投入分析初期投入分析((以以120W/120W/平米计算平米计算):):•地源热泵系统(约330元/平米)•传统水冷机组(约220元/平米)市政热网(约130元/平米)总共350元/平米地源热泵与传统空调经济性比较经济性经济性运行费用分析运行费用分析::以一万平米的办公业态为例以一万平米的办公业态为例((冷负荷按冷负荷按100W/m100W/m22计算计算))计算条件计算条件::1.1.夏季运行夏季运行9090天天,,冬季运行冬季运行120120天天2.2.每天运行每天运行1010小时小时3.3.商业用电价格为商业用电价格为0.70.7元元//度度地源热泵与传统空调经济性比较经济性经济性运行费用分析运行费用分析::•地源热泵系统夏季(约8元/平米);冬季(约12元/平米);全年运行费用总共约20元/平米•传统水冷机组夏季(约10元/平米)市政热网(约26元/平米)全年运行费用总共36元/平米地源热泵与传统空调经济性比较TheleaderInCustomHVAC谢谢美意中央空调70年的制造经验筑龙网