地埋管換熱系統技術規范

地埋管換熱系統技術規范

1 工程勘察

1.1 一般規定

1.1.1地源熱泵系統方案設計前。應進行工程場地狀況調查，并應對淺層地熱能資源進行勘察。

1.1.2對已具備水文地質資料或附近有水井的地區，應通過調查獲取水文地質資料

1.1.3工程勘察應由具有勘察資質的專業隊伍承擔。工程勘察完成后，應編寫工程勘察報告，并對資源可利用情況提出建議。

1.1.4工程場地狀況調查應包括下列內容:

1） 場地規劃面積、形狀及坡度;

2） 場地內已有建筑物和規劃建筑物的占地面積及其分布;

3） 場地內樹木植被、池塘、排水溝及架空輸電線、電信電纜的分布;

4） 場地內已有的、計劃修建的地下管線和地下構筑物的分布及其埋深;

5） 場地內已有的水井的位置。

1.2 地埋管換熱系統勘察

1.2.1地埋管地源熱泵系統方案設計前，應對工程場區內巖土體地質條件進行勘察。

1.2.2地埋管換熱系統勘察應包括下列內容:

1） 巖土層的結構;

2） 巖土體熱物性;

3） 巖土體溫度;

4） 地下水靜水位、水溫、水質及分布;

5） 地下水徑流方向、速度;

6） 凍土層厚度。

2 地埋管換熱系統

2.1 一般規定

2.1.1地埋管換熱系統設計前，應根據工程勘察結果評估地埋管換熱系統實施的可行性及經濟性。

2.1.2地埋管換熱系統施工時，嚴禁損壞既有地下管線及構筑物

2.1.3地埋管換熱器安裝完成后，應在埋管區域做出標志或標明管線的定位帶，并應采用2個現場的目標進行定位。

2.2 地埋管管材與傳熱介質

2.2.1地埋管及管件應符合設計要求，且應具有質量檢驗報告和生產廠的合格證。

2.2.2地埋管管材及管件應符合下列規定:

1） 地埋管應采用化學穩定性好、耐腐蝕、導熱系數大、流動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(PVC)管。管件與管材應為相同材料

2） 地埋管質量應符合國家現行標準中的各項規定。管材的公稱壓力及使用溫度應滿足設計要求，且管材的公稱壓力不應小于1.O MPa。地埋管外徑及壁厚可按本規范附錄A的規定選用

2.2.3傳熱介質應以水，也可選用符合下列要求的其他介質:

1） 安全，腐蝕性弱，與地埋管管材無化學反應;

2） 較低的冰點;

3） 良好的傳熱特性，較低的摩擦阻力;

4） 易于購買、運輸和儲藏。

2.2.4在有可能凍結的地區，傳熱介質應添加防凍劑。防凍劑的類型、濃度及有效期應在充注閥處注明。

2.2.5添加防凍劑后的傳熱介質的冰點宜比設計低運行水溫低3-5"C。選擇防凍劑時，應同時考慮防凍劑對管道與管件的腐蝕性，防凍劑的安全性、經濟性及其對換熱的影響。

2.3 地埋管換熱系統設計

2.3.1地埋管換熱系統設計前應明確待埋管區域內各種地下管線的種類、位置及深度，預留未來地下管線所需的埋管空間及埋管區域進出重型設備的車道位置。

2.3.2地埋管換熱系統設計應進行全年動態負荷計算，計算周期宜為1年。計算周期內，地源熱泵系統總釋熱量宜與其總吸熱量相平衡。

2.3.3地埋管換熱器換熱量應滿足地源熱泵系統吸熱量或釋熱量的要求。在技術經濟合理時，可采用輔助熱源或冷卻源與地埋管換熱器并用的調峰形式。

2.3.4地埋管換熱器應根據可使用地面面積、工程勘察結果及挖掘成本等因素確定埋管方式。

2.3.5地埋管換熱器設計計算宜根據現場實測巖土體及回填料熱物性參數，采用軟件進行。豎直地埋管換熱器的設計也可按本規范附錄B的方法進行計算。

2.3.6地埋管換熱器設計計算時，環路集管不應包括在地埋管換熱器長度內。

2.3.7水平地埋管換熱器可不設坡度。上層埋管頂部應在凍土層以下0. 4m，且距地面不宜小于0. 8m,

2.3.8豎直地埋管換熱器埋管深度宜大于20m，鉆孔孔徑不宜小于0.llm，鉆孔間距應滿足換熱需要，間距宜為3~6m。水平連接管的深度應在凍土層以下0.6m，且距地面不宜小于1.5m。

2.3.9地埋管換熱器管內流體應保持紊流流態，水平環路集管坡度宜為0.002。

2.3.10地埋管環路兩端應分別與供、回水環路集管相連接，且宜同程布置。每對供、回水環路集管連接的地埋管環路數宜相等。供、回水環路集管的間距不應小于0.6m。

2.3.11地埋管換熱器安裝位置應遠離水井及室外排水設施，并宜靠近機房或以機房為中心設置。

2.3.12地埋管換熱系統應設白動充液及泄漏報警系統。需要防凍的地區，應設防凍保護裝置。

2.3.13地埋管換熱系統應根據地質特征確定回填料配方，回填料的導熱系數不應低于鉆孔外或溝槽外巖土體的導熱系數。

2.3.14地埋管換熱系統設計時應根據實際選用的傳熱介質的水力特性進行水力計算。

2.3.15地埋管換熱系統宜采用變流量設計

2.3.16地埋管換熱系統設計時應考慮地埋管換熱器的承壓能力，若建筑物內系統壓力超過地埋管換熱器的承壓能力時，應設中間換熱器將地埋管換熱器與建筑物內系統分開。

2.3.17地埋管換熱系統宜設置反沖洗系統，沖洗流量宜為工作流量的2倍。

2.4 地埋管換熱系統施工

2.4.1地埋管換熱系統施工前應具備埋管區域的工程勘察資料、設計文件和施工圖紙，并完成施工組織設計。

2.4.2地埋管換熱系統施工前應了解埋管場地內已有地下管線、其他地下構筑物的功能及其準確位置，并應進行地面清理，鏟除地面雜草、雜物，平整地面。

2.4.3地埋管換熱系統施工過程中，應嚴格檢查并做好管材保護工作。

2.4.4管道連接應符合下列規定:

1） 埋地管道應采用熱熔或電熔連接。聚乙烯管道連接應符合國家現行標準《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》CIJ101的有關規定;

2） 豎直地埋管換熱器的U形彎管接頭，宜選用定型的U形彎頭成品件，不宜采用直管道偎制彎頭;

3） 豎直地埋管換熱器U形管的組對長度應能滿足插人鉆孔后與環路集管連接的要求，組對好的U形管的兩開口端部，應及時密封。

2.4.5水平地埋管換熱器鋪設前，溝槽底部應先鋪設相當于管徑厚度的細砂。水平地埋管換熱器安裝時，應防止石塊等重物撞擊管身。管道不應有折斷、扭結等問題，轉彎處應光滑，且應采取固定措施。

2.4.6水平地埋管換熱器回填料應細小、松散、均勻，且不應含石塊及土塊?；靥顗簩嵾^程應均勻，回填料應與管道接觸緊密，且不得損傷管道。

2.4.7豎直地埋管換熱器U形管安裝應在鉆孔鉆好且孔壁固化后立即進行。當鉆孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等導致成孔困難時，應設護壁套管。下管過程中，U形管內宜充滿水，并宜采取措施使U形管兩支管處于分開狀態。

2.4.8豎直地埋管換熱器U形管安裝完畢后，應立即灌漿回填封孔。當埋管深度超過40M時，灌漿回填應在周圍臨近鉆孔均鉆鑿完畢后進行。

2.4.9豎直地埋管換熱器灌漿回填料宜采用膨潤土和細砂(或水泥)的混合漿或灌漿材料。當地埋管換熱器設在密實或堅硬的巖土體中時，宜采用水泥基料灌漿回填。

2.4.10地埋管換熱器安裝前后均應對管道進行沖洗。

2.4.11當室外環境溫度低于。℃時，不宜進行地埋管換熱器的施工。

2.5 地埋管換熱系統的檢驗與驗收

2.5.1地埋管換熱系統安裝過程中，應進行現場檢驗，并應提供檢驗報告。檢驗內容應符合下列規定:

1） 管材、管件等材料應符合國家現行標準的規定;

2） 鉆孔、水平埋管的位置和深度、地埋管的直徑、壁厚及長度均應符合設計要求;

3） 回填料及其配比應符合設計要求;

4） 水壓試驗應合格;

5） 各環路流量應平衡，且應滿足設計要求;

6） 防凍劑和防腐劑的特性及濃度應符合設計要求;

7） 循環水流量及進出水溫差均應符合設計要求。

2.5.2水壓試驗應符合下列規定:

1 試驗壓力:當工作壓力小于等于1.O MPa時，應為工作壓力的1.5倍，且不應小于0.6MPa;當工作壓力大于1.OMPa時，應為工作壓力加0.5MPao

2 水壓試驗步驟:

1) 豎直地埋管換熱器插人鉆孔前，應做第1次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少15min,穩壓后壓力降不應大于3 %，且無泄 漏現象;將其密封后，在有壓狀態下插人鉆孔，完成灌漿之后保壓lh。水平地埋管換熱器放人溝槽前，應做第1次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少15min,穩壓后壓力降不應大于3%，且無泄漏現象。

2) 豎直或水平地埋管換熱器與環路集管裝配完成后，回填前應進行第二次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少3 0min,穩壓后壓力降不應大于3%，且無泄漏現象。

3) 環路集管與機房分集水器連接完成后，回填前應進行第三次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少2h,且無泄漏現象。

4) 地埋管換熱系統全部安裝完畢，且沖洗、排氣及回填完成后，應進行第四次水壓試驗。在試驗壓力下，穩壓至少12h,穩壓后壓力降不應大于3%}

3 水壓試驗宜采用手動泵緩慢升壓，升壓過程中應隨時觀察與檢查，不得有滲漏;不得以氣壓試驗代替水壓試驗

2.5.3回填過程的檢驗應與安裝地埋管換熱器同步進行。

條文說明

1 工程勘察

1.1 一般規定

1.1.1工程場地狀況及淺層地熱能資源條件是能否應用地源熱泵系統的基礎。地源熱泵系統方案設計前，應根據調查及勘察情況，選擇采用地埋管、地下水或地表水地源熱泵系統。淺層地熱能資源勘察包括地埋管換熱系統勘察、地下水換熱系統勘察及地表水換熱系統勘察。

1.1.2在工程場區內或附近有水井的地區，可調查收集已有工程勘察及水井資料。調查區域半徑宜大于擬定換熱區100一200m。調查以收集資料為主，除觀察地形地貌外，應調查已有水井的位置、類型、結構、深度、地層剖面、出水量、水位、水溫及水質情況，還應了解水井的用途，開采方式、年用水量及水位變化情況等。

1.1.4工程場地可利用面積應滿足修建地表水抽水構筑物(地表水換熱系統)或修建地下水抽水井和回灌井(地下水換熱系統)或埋設水平或豎直地埋管換熱器(地埋管換熱系統)的需要。同時應滿足置放和操作施工機具及埋設室外管網的需要。

1. 2 地 埋 管 換熱 系 統 勘 察

1.2.1巖土體地質條件勘察可參照《巖土工程勘察規范》GB50021及《供水水文地質勘察規范》GB 50027進行。

3.2.2采用水平地埋管換熱器時，地埋管換熱系統勘察采用槽

探、坑探或研探進行。槽探是為了了解構造線和破碎帶寬度、

地層和巖性界限及其延伸方向等在地表挖掘探槽的工程勘察技

術。探槽應根據場地形狀確定，探槽的深度一般超過埋管深度

lm。采用豎直地埋管換熱器時，地埋管換熱系統勘察采用鉆探

進行。鉆探方案應根據場地大小確定，勘探孔深度應比鉆孔至

少深5m.

巖 土 體 熱物性指巖土體的熱物性參數，包括巖土體導熱系

數、密度及比熱等。若埋管區域已具有部門認可的熱物性參

數，可直接采用已有數據，否則應進行巖土體導熱系數、密度及

比熱等熱物性測定。測定方法可采用實驗室法或現場測定法。

1 實 驗 室法:對勘探孔不同深度的巖土體樣品進行測定，

并以其深度加權平均，計算該勘探孔的巖土體熱物性參數;對探

槽不同水平長度的巖土體樣品進行測定，并以其長度加權平均，

計算該探槽的巖土體熱物性參數。

2 現 場 測試法:現場測試巖土體應在測試埋管狀況穩定后

進行。根據埋管深度或長度，測試一般應在測試埋管安裝完畢

72h后進行。對兩個勘探孔(槽)及兩個以上勘探孔(槽)的測

試，其測試結果取算術平均值。

2.4 地埋管換熱系統施工

2.4.3地埋管的質量對地埋管換熱系統至關重要。進人現場的地埋管及管件應逐件進行外觀檢查，破損和不合格產品嚴禁使用。不得采用出廠已久的管材，宜采用剛制造出的管材。聚乙烯管應符合《給水用聚乙烯(PE)管材》GB/T 13663的要求;聚丁烯管應符合《冷熱水用聚丁烯(PB)管道系統》GB/T19473. 2的要求。

地 埋 管運 抵工地后，應用空氣試壓進行檢漏試驗。地埋管及管

件存放時，不得在陽光「曝曬。搬運和運輸時，應小L輕放，采用

柔韌性好的皮帶、吊帶或吊繩進行裝卸，不應拋摔和沿地拖曳。

4.4.6回填料應采用網孔不大于15mm X15mm的篩進行過篩，

保證回填料不含有尖利的巖石塊和其他碎石。為保證回填均勻且

回填料與管道緊密接觸，回填應在管道兩側同步進行，同一溝槽

中有雙排或多排管道時，管道之間的回填壓實應與管道和槽壁之

間的回填壓實對稱進行。各壓實面的高差不宜超過30cm。管腋

部采用人工回填，確保塞嚴、搗實。分層管道回填時，應重點做

好每一管道層上方15cm范圍內的回填。管道兩側和管頂以上

50cm范圍內，應采用輕夯實，嚴禁壓實機具直接作用在管道上，

使管道受損。

4.4.7護壁套管為下人鉆孔中用以保護鉆孔孔壁的套管。鉆孔

前，護壁套管應預先組裝好，施鉆完畢應盡快將套管放人鉆孔

中，并立即將水充滿套管，以防孔內積水使套管脫離孔底上浮，

達不到預定埋設深度。

下管 時 ， 可采用每隔2-4m設一彈簧卡(或固定支卡)的

方式將U形管兩支管分開，以提高換熱效果。

4.4.8 U形管安裝完畢后，應立即灌漿回填封孔，隔離含水

層。灌漿即使用泥漿泵通過灌漿管將混合漿灌人鉆孔中的過程。

泥漿泵的泵壓足以使孔底的泥漿上返至地表，當上返泥漿密度與

灌注材料的密度相等時，認為灌漿過程結束。灌漿時，應保證灌

漿的連續性，應根據機械灌漿的速度將灌漿管逐漸抽出，使灌漿

液自下而上灌注封孔，確保鉆孔灌漿密實，無空腔，否則會降低

傳熱效果，影響工程質量。

當 埋 管 深度超過40m時，灌漿回填宜在周圍鄰近鉆孔均鉆

鑿完畢后進行，目的在于一旦孔斜將相鄰的U形管鉆傷，便于

更換。

4.4.， 灌漿回填料一般為膨潤土和細砂(或水泥)的混合漿或

其他灌漿材料。膨潤土的比例宜占4寫-6%。鉆孔時取出

的泥砂漿凝固后如收縮很小時，也可用作灌漿材料。如果地埋管

換熱器設在非常密實或堅硬的巖土體或巖石情況下，宜采用水泥

基料灌漿，以防止孔隙水因凍結膨脹損壞膨潤土灌漿材料而導致

管道被擠壓節流。

4.4.10系統沖洗是保證地埋管換熱系統可靠運行的必須步驟，

在地埋管換熱器安裝前、地埋管換熱器與環路集管裝配完成后及

地埋管換熱系統全部安裝完成后均應對管道系統進行沖洗。

4.4.11室外環境溫度低于。℃時，塑料地埋管物理力學性能將

有所降低，容易造成地埋管的損害，故當室外環境溫度低于。℃

時，盡量避免地埋管換熱器的施工。

4. 5 地 埋 管 換熱 系 統 的 檢 驗 與驗收

4.5.2地埋管換熱系統多采用聚乙烯(PE)管。聚乙烯(PE)

管是一種熱塑性材料，管材本身具有受壓發生蠕變和應力松弛的

特性，與鋼管不同。因此，對聚乙烯(PE)管水壓試驗期間壓

力降值的理解應更全面些，充分考慮到壓力下降并不一定意味著

管道有泄漏。

1 國 內 現有規范對水壓試驗的規定:

《通 風 與 空調工程施工質量驗收規范》GB5 0243中規定:

1) 冷 熱 水 、冷 卻水系統的試驗壓力，當工作壓力小于

等 于 l. OM Pa 時 ， 為 1. 5倍工作壓力，但低不小

于 。. 6M Pa ; 當 工作 壓 力 大于1.O MPa時，為工作壓

力加 0.5 M Pa ,

2) 系 統 試壓 : 在各分區管道與系統主、干管全部連通

后 ，對 整 個 系 統 的管 道進 行系統的試壓。試驗壓力以低 點 的 壓 力 為 準， 但低點的壓力不得超過管道與

組成 件 的 承 受 壓 力。 壓力 試驗升至試驗壓力后，穩壓

lOm in ， 壓 力 下降 不 得 大 于。.02 MPa，再將系統壓力

降至 工 作 壓 力 ， 外觀 檢查 無滲漏為合格。

3) 各 類 耐 壓 塑 料 管的強度試驗壓力為1.5倍工作壓力，

嚴密 性 工 作 壓 力 為 1. 15 倍的設計工作壓力。

《建 筑 給 水排水及采暖工程施工質量驗收規范》GB5 0242中

規定:

低 溫 熱 水地板輻射采暖系統:

1) 試 驗 壓力 為 工 作 壓力的1.5倍，但不小于。.6 M Pa.

2) 檢 驗 方 法 : 在試驗壓力下穩壓1h，壓力降不大于

0.0 5 M P a且不 滲 不 漏 。

采 暖 系 統:

1) 使 用 塑 料管 及 復 合管的熱水采暖系統，應以系統頂

點 工 作 壓 力 加 。 .2 M Pa做水壓試驗，同時在系統頂

點 的試 驗 壓 力 不 小于 。. 4M Pa,

2) 檢 驗 方 法 :使用塑料管的采暖系統應在試驗壓力下

1h 內壓 力 降 不 大 于 。 .05 MPa，然后降壓至工作壓力

的 1. 15 倍 ， 穩 壓 3h ，壓力降不大于0.0 3MPa，同

時 各 連 接 處 不 滲 、不 漏。

《建 筑 給 水聚乙烯類管道工程技術規程》CJJ/T 98中規定:

1) 試 驗 壓 力 應 為 管道系統設計工作壓力的1.5倍，但

不 得 小 于 0. 6 M Pa o

2) 水壓試驗應按下列步驟進行:

將 試 壓 管 段 各配水點封堵，緩慢注水，同時將管內

空 氣排 出 ;

管道 充 滿 水 后 ，進行水密封性檢查;

對 系 統 加 壓 ，應緩慢升壓，升壓時間不應小于

10 m in ;

升壓 至 規 定 的 試驗壓力后，停止加壓，穩壓1h，壓

力降 不 得 超 過 。.05M Pa;

在 工作 壓 力 的1.1 5倍狀態下穩壓2h，壓力降不得超

過 0.0 3 M P a ，同時檢查各連接處，不得滲漏。

《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》CJJ 101中規定:

1) 試 驗 壓力:水壓試驗靜水壓力不應小于管道工作壓

力 的 1. 5 倍 ，且試驗壓力不應低于0.8 M Pa，不得

以 氣 壓 試 驗 代替水壓試驗。

2) 管 道 水壓試驗應分預試驗階段與主試驗階段兩個階

段 進 行 。

3) 預 試 驗階段，應按如下步驟，并符合下列規定:

步驟 1: 將 試 壓管道內的水壓降至大氣壓，并持續

60m in 。 期 間應 確保空氣不進人管道。

步驟 2: 緩 慢 將管道內水壓升至試驗壓力并穩壓

30m in ， 期 間如 有壓力下降可注水補壓，但不得高于

試驗 壓 力 。 檢 查管道接口、配件等處有無滲漏現象。

當有 滲 漏 現 象 時應中止試壓，并查明原因采取相應

措 施 后 重 新 組織試壓。

步驟 3: 停 止 注水補壓并穩定60min。當60min后壓

力下 降 不 超 過 試驗壓力的70%時，則預試驗階段的

工作 結 束 。 當 60min后壓力下降到低于試驗壓力的

70 %時 ， 應 停 止試壓，并應查明原因采取相應措施

后 再 組 織 試 壓。

4) 主 試 驗階段，應按如下步驟，并符合下列規定:

步驟 1: 在 預 試 驗 階 段 結束后，迅速將管道泄水降

壓 ，降 壓 量 為 試 驗壓力 的 100-15%,

期間 應 準 確 計 量 降壓 所 泄出的水量，設為△V (L)o

按照 下 式 計 算 允 許泄 出的 水量AV_ (1_);

V- = 1. 2 VA P {1 / E W 十 d,/(e.E,)} (8 )

式中V 一試壓管段總容積(L);

pP— 降壓量(MPa) ;

EW— 水的體積模量，不同水溫時EW.值可按表2采用;

腸— 管材彈性模量(MPa)，與水溫及試壓時間有關;

d;- 一 管 材 內 徑(m);

e_— 管 材 公 稱壁厚(m)

當 △V 大 于AV- ，應停止試壓。泄壓后應排除管內過量空

氣，再從預試驗階段的“步驟2”開始重新試驗。

表 2 溫 度 與 體 積 模 . 關 系

溫度(0c> 體積模量(M】a) 溫度(℃) 體積模量(W O

匕一2080 一2170

10 2110 }{25 }

15 2140 }2230

步 驟 2: 每 隔 3m in 記 錄一次管道剩余壓力，應記錄

30m in 。 當 30 mi n內 管 道 剩余壓力有上升趨勢時，則

水 壓 試 驗 結 果 合 格。

步驟 3 ; 3 0 mi n內 管 道 剩 余壓力無上升趨勢時，則應

再 持續 觀 察 6 0m in 。當 整 個90min內壓力下降不超過

。.0 2M P a， 則 水 壓 試驗 結 果合格。

步 驟 4: 當 主 試 驗 階 段 上述兩條均不能滿足時，則水

壓 試驗 結 果 不 合 格。 應 查明原因并采取相應措施后

再 組 織 試 壓 。

2 國 外 地埋管換熱系統水壓試驗標準及方法

加拿 大 地 源熱泵系統設計安裝標準((Designa ndi nstallation

of earthenergy systems for commercial and institutional buildings))

CAN/CSA-C448.1(簡稱加拿大標準)中水壓試驗方法如

下:

試 壓 分 四個階段:

(1) 豎 直 地埋管換熱器插人鉆孔前，應充水進行水壓試驗后

再封堵。試驗壓力大于等于690kPa,穩壓15min,沒有明顯壓

力降低或泄漏。該壓力應保持到回填后lh

(2) 豎 直 或水平地埋管換熱器與環路集管裝配完成后，回填

前應進行水壓試驗。

(3) 各 環 路集管與機房分集水器連接完成后，回填前應充

水進行水壓試驗。試驗壓力應大于等于690kPa，且系統低

點壓力應小于管材破裂壓力。試壓持續至少21,，期間應無泄

漏現象。

(4) 地 埋 管換熱系統全部安裝完畢，且沖洗、排氣完成并回

填后應充水進行水壓試驗。試驗壓力應大于等于690kPa，且系

統低點壓力應小于管材破裂壓力。試壓持續至少12h，期間

壓力降沒有明顯變化(應不大于3%)0

分別 進 行 (3),( 4)兩階段水壓試驗的目的是為了保證水壓

試驗結果的正確性。因為系統進行第(3)階段試壓時，地埋管

環路可能會發生膨脹現象，一段時間后將導致壓力有所下降，容

易造成系統有泄漏的假象，故需要進行第(4)階段水壓試驗。

美國 地 埋 管地源熱泵系統設計與安裝標準《Closed一工oop/

GeothermalHeat Pump Systems -Design and Installation

Standards)1997(簡稱美國標準)中水壓試驗方法如下:

(1) 所 有 地埋管安裝前均應做壓力試驗，地埋管換熱器所有

部件回填前均應做壓力試驗。

(2) 壓 力 試驗應為水壓試驗，試驗壓力至少為管材設計壓力

的1.5倍或系統運行壓力的3倍。

(3 ) 試 驗時間30min，期間應無泄漏現象。

3 國 內 地埋管換熱系統應用時間不長，在水壓試驗方法上

缺乏試驗與實踐數據。《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》

cii 101適用于埋地聚乙烯給水管道工程，但其水壓試驗方法與

地埋管換熱系統工程應用實踐有較大差距，也不宜直接采用。加

拿大標準與美國標準相比，前者步驟清晰與目前地埋管換熱系統

工程應用實踐相一致，故本規范水壓試驗方法是建立在加拿大標

準基礎上，在試驗壓力上考慮了與國內相關標準的一致性。

4.5.3回填過程的檢驗內容包括回填料配比、混合程序、灌漿

及封孔的檢驗。

地源熱泵溫度監控系統施工方案

地源熱泵分布式溫度集中測控系統

礦井總線分散式溫度測量系統方案

礦井分散式垂直測溫系統

礦井測溫系統

TD-016C型 地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統【產品介紹】

    地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

   采集服務器通過總線將現場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數據發到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。 本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析 

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究 

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究 

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究 

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究 

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套先進的基于現場總線和數字傳感器技術的在線監測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa. 

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析 

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究 

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究 

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究 

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究 

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

   本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統系統功能： 

1、溫度在線監測 

2、 報警功能 

3、 數據存儲 

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印 

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度： 正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分  辨 率： 0.1℃

4、采樣點數： 小于128

5、巡檢周期： 小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長： 小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年 

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度： 小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1． 使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產品介紹】

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。

   由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統，硬件采取先進的ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據客戶距離進行封裝。目前該系統廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統進行地溫監測，本系統的可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監測方法：
　　為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

   為方便研究土壤、水質等環境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
   傳統的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統的精度差，會受環境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

    北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數據傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守?？蓪岜孟到y的長期運行穩定性、系統對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

推薦產品如下：

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地熱管理系統（geothermal management system）是為實現地熱資源的可持續開發而建立的管理系統。

我司深井地熱監測產品系列介紹：

1.0-1000米單點溫度檢測（普通表和存儲表）／0-3000米單點溫度檢測（普通顯示，只能顯示溫度，沒有存儲分析軟件功能）

2.0-1000米淺層地溫能監測/高精度遠程地溫監測系統（采集器采用低功耗、攜帶方便；物聯網NB無線傳輸至WEB端B/S架構網絡；單總線結構，可擴展256個點；進口18B20高精度傳感器，在10-85度范圍內，精度在0.1-0.2度）

3. 4.0-10000米分布式多點深層地溫監測（采用分布式光纖測溫系統細分兩大類：1.井筒測試 2.井壁測試）

4.0-2000米NB型液位／溫度一體式自動監測系統（同時監測溫度和液位兩個參數，MAX耐溫125攝氏度）

5.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體井下電視（同時監測溫度和視頻圖片等）

6. 微功耗采集系統／遙控終端機——地熱資源監測系統／地熱管理系統（可在換熱站同時監測溫度／流量／水位／泵內溫度／壓力／能耗等多參數內容，可實現物聯網遠程監控，24小時無人值守）

有此類深井地溫項目，歡迎新老客戶朋友垂詢！北京鴻鷗成運儀器設備有限公司

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