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1、联塑®L & S中国驰名商标中国名牌产品附录、竖直地埋管换热器的设计计算07附录、竖直地埋管换热器的设计计算07建设部产业化示范基地国家点高新技术企业地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump Engineering Technique Manual广东联塑科技实业有限公司Guangd ong Liansu Tech no logy Industrial Co.Jtd地源热泵 工程技术手册1Ground Source Heat PumpEngineering Technique ManualContents目录RUB01、系统简介 02二、产品特点 0
2、2三、产品性能 03四、产品规格 03五、应用领域 04六、工程勘察 05七、地埋管换热系统 05八、整体运转、调试与验收 06附录、竖直地埋管换热器的设计计算07I©联塑®L & S地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEngineering Technique ManualIJIJ H联塑地源热泵系统是按照GB/T13663-2000生产的 新型高性能供热管道系统，具有高效节能、运行稳定、 管材寿命长等诸多优点。可广泛用于别墅、宾馆、工厂、 商场等场所，有良好的推广应用前景和显著的社会效益 和经济效益，本手册是参照现行国家标准、技术规
3、程、规范及国 内能源、地源热泵和空调等行业内的有关专家建议基础 上编制而成，将工程设计施工更加具体化，属本公司的 应用推广资料。管道系统的设计、施工及验收，还应符 合国家和地方有关标准、技术规范或规程的要求。1地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump联塑®L & 5Engineering Technique Manual2地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump一、系统简介#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump#地源热泵工程技术
4、手册Ground Source Heat Pump堆源热泵是以大地为热源对建規物进行空调、供憬和热 水供应的技术。由于地层之下常年均保持恒定的温度。在厦 季.地下的温度曼比地面空汽温度低.在冬季却比地面空r 温度高。地源热泵正是利用大地的这个特点.通过埋藏在地 下的按热器，与土壊或岩石交涣热以实现冬孚供热、s 季供冷。冬李通过热泵把大地中的热量升高温度后对建疏供 热：夏季通过热泵把建贾物中的热传输给大地.对建筑物 降溫。同时.它还能供应生活热水。地源热泵一年四孚均能 可靠茨提供高品质的冷暖空气.为我们营造一个非常辭适的 室内环娓。系统工作原理示意图如下：夏孚和冬孚。#地源热泵工程技术手册Gro
5、und Source Heat Pump#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump地浪热泵系统在实际应用中.一般按照低溫热浪的类型和应用方式将地淑热泵系统分为以下四类:图1水平埋管地源热泵系统QB 2垂亘埋管地源热泵系统图3图4地下水热泵系统地表水热泵系统#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump1. 效节炭3.环境效益显署6.综合费用较低5.管材使用寿命 长达5府以上二、产品特点2.运行稳定可UL无踐音3地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpI&
6、#169;Engineering Technique Manual4地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump三. 产品性能项目指标断裂伸长率.%3350纵向回缩率(110X) %W3氯化诱导时间(200X ) min& 2020X. 100h不破製.不港漏PE100 12.4MPQ静液压强度80T. 165h不破裂.不港漏PE100 5.4MPO80X. lOOOh不破裂.不港漏PE100 5.0MPO80X. 165h不破裂.不港漏耐候性PE100 5.4MPO(经老化后试验)断製伸长率.%
7、>350氧化诱导时间(200X) minM10四、产品规格聚乙烯(PE)管外径及公称公称外径1临1平均外径公称壁厚/材料等级最小最大公称压力1.0MPa1.25MPa1.6MPa2020020.3 2525025.32.34O5/PE803232032.33.04/PE803.0-°7PE1004040040.43.ro,/PE8037"/PEK)O5050050.54严处804.6-°7PE1006363063.64.7“7PE804.7-0lZPElCX)5.8,o7PE1O07575.075.74.547POOO5.6O9/PE1006.8-/PE10
8、09090.090.954"7POOO6”7PE1008.2,t7PE100no110.0111.06.6-' /PflOO8 7PE100lO.O/PElOO1251250126.27.4”/PflOO9.2d7PE100mptioo140140.0141.38.3宀/注100W7PE100127'°/PE1001601600161.59.5* 7P£100H.8"/PE100146-,/PE1001801800181.710.7* 7FE10013.3*?C/PE1OO164n?/PE1002002000201.811.9-7PE10
9、0】4.7'7PE】0018.2-,6/PE1002252250227.113.4r/PE10016 6o,/PE100205"7PE100250250.0252314.8a3/PEK»18 4'7PE100227MS/PE100280280.0282616.6-n/PE10020.6“7PEKX)254ao/PE10031531503179187°7PE10023.2“VPElOO286*s7PE100355355.0358.221.r47PEK)026.r$?/PE10032.2h7PE10040040004036aa.r/PEioo294M/
10、PElOO36.3>n/PE100注：1、管封长度一般为6米和8米.如须其它长度须定制.2、公称外径20-63mm99»»q以盘皆供货。5地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump 2）管材直管直管直管盘管盘管（公称压力lOMPa）（公称压力1.25MPO）（公称压力1 6MP6 3）管件90°弯头直通加单U接头异径四通异径六通Engineering Technique Manual盘管（公称压力lOMPal 1公称压力1.25MP6（公称压力16MPa）90异径三通单U接头电熔套筒梅花管卡双U接头电熔套筒（加长）五、应用领域6地源热
11、泵工程技术手册Ground Source Heat Pump#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat Pump地源热泵应用范围广泛.q应用于别墅、宾馆、工厂、 学校、商场、医院、办公寻场所巻自用、公用、商用楼并能 实现区域妾中供热与制冷.#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEngineering Technique Manual联塑®L & S7地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEngineering Technique Manual#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat P
12、umpEngineering Technique Manual六. 工程勘察6.1 定6.1.1工程场地状况及浅层地热能资源条件是能否应用地源 热泵系统的基础。地源热泵系统方案设计前.应根据 调查及勘察情况，选择采用地埋管、地下水或地农水 也源热泵系统。浅层地热能仍源勘察包括地埋管涣热 系统勘察、地下水换热系统勘察及地表水换热系统勘6.1.2在工程场区内或附近有水井的地区.可调査收集已有 工程勘察及水井资料。调查区題半径宜大于拟定换热区100-200m。调查以收集资料为主.除观察地形地 視外.应调査有水井的位类型、结构、深度、地 层剖面、岀水歎 水位、水温及水质情况.还应了解 水井的用途.幵采
13、方式、年用水及水位变化fll况裁。6.1.3工程场地可利用面积应满足修建地浪水抽水构蹴物（地 表水涣热系统）或修建地下水抽水井和回灌井（地下水唤 衲系统I或埋设水平或翌11地埋管换热88（地埋管帳热系 统）的需要。同时应满足賈放和操作施工机具及埋设室 外管网的WSo#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEngineering Technique Manual#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEngineering Technique Manual地埋管换热系统#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEn
14、gineering Technique Manual7.1地tf管管材与传热介质7.1.1聚乙烯管应符合给水用聚乙烯（PE）管材GB/T13663 的雯求。7.1.2吿热介质的安全性包括壽性、易燃性及A5蚀性；良好 的传热特性和较低的摩擦阻力是指传热介质具有较大 的导热系数和较（氐的钻度。5采用的其他传热介质包 括氯化钠溶欢、氯化钙溶夜.乙二酹溶裁、丙醇溶裁、 丙二醇溶欢、甲酹溶護、乙鹊溶裁、皓酸钾溶液及碳7.2地埠樓热懑埠方式7.2.1定煙管换热關有水平和竖两种煙管方式。当勺利用 也农面积较大.浅层岩土体的温度及热物性受气候、 他水、埋设深度影Ofi较小时，宜采用水平地埋总涣热 壽。否则.宜
15、采用竖童地埋管换热88。图1为常见的水 平地埋管换热努形式.图2为新近幵发的水平地埋管换 粮器形式.图3为竖亶地埋管换热誌形式。在没有合适 的室外用地时.竖言地埋蠢涣热器还可以利用建貝物 的混礙土基桩埋设.即将U形管捆扎在基桩的钢筋网架 上.然后浇灌混凝工.使U形管固定在基桩内。I U IcJ 图2几种新近开发的水平地埋管换热器形式垂直排圈式；水平排圏式：水平螺旋式#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEngineering Technique Manual#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEngineering Techniqu
16、e Manual 图1几种當见的水平地埋管换热器形式单或双环路： 双或四环路： 三或六环路图3竖直地埋管换热器形式单U形管： 双U形管： 小直径螺旗盘管:大豪径螺脸盘管：立柱状：蜘蛛状：套管式8地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEngineering Technique Manual#地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEngineering Technique Manual9#7.3地il*换热系统施工7.3.1也埋管的质对地埠管换热系统至关SSo进入现场 的地埋管及件应逐件进行外观检查破损和不合格 产岛严禁便用。不得采用岀厂已久
17、的管材.宜采用刚 制造出的藍材。聚乙烯管应符合给水用聚乙烯(PE)管 材GB/T 13663的要求。也煙管运抵工地JS应用空r试压进行检漁试验。地 埋管及管件存放时.不得在阳光下IS晒。搬运和运谕 时.应旳轻放，采用柔韧性好的皮带、吊带或吊绳 进行装卸.不应抛摔和沿地拖曳。7.3.2回填料应采用网孔不大于15mm x 5mm的筛进行过筛. 呆证回填料不含有尖利的岩石块和其他碎石。为保证 回境均匀且回填料与管道紧壓授触.回填应在管道两 则同步进行.同一沟槽中有双排或多排管at时.道 之间的回填压实应与管道和惜毗 间的回填压实对称 进行。各压实面的高差不宜超过30cm。管1»部采用人 工
18、回填.确保塞严、捣实。分层管道回填时.应婁点 枚好毎m层上方15cm矩團内的回填。管道两测和 官I®以上50cm范團内.应采用轻夯实.严禁压实机貝 接作用在1L匕 紐受损。7.3.3沪童套管为下人钻孔中用以保护钻孔孔蟹的SSo钻 孔前，护壁套管应预先组装好.施钻完毕应尽快将套 管放人钻孔中.并立即将水充满套管.以防孔内枳水 脱离孔底上浮.达不到预定埋设深度。下管时.可采用每隔2-4m设一弹簧卡(或固定支卡)的 方式将U形管两支管分幵.以提高换热效果。7.3.4 U形萱安装完毕右.应立即灌浆回填封孔.隔离含水 屋。灌浆閱使用泥浆泵通过灌浆管将混合浆灌人钻孔 中的过程。泥浆泵的泵压足以便
19、孔底的泥浆上返至地 喪.当上返泥浆密度与灌注材料的壓度相粵时.认为 霍浆过程结束。灌浆时.应保证灌浆的连纸性.应根 齬机械灌浆的速度将灌浆管逐渐抽出.便灌浆液自下 而上潘注封孔.确保钻孔灌浆壓实.无空烷.否则会 降低传热效果.影响工程质量。当埋管深度超过40m 时.潘浆回填宜在冏围邻近钻孔均钻凿完毕JS进行. 孕的在于一日孔斜将相邻的U形萱钻伤便于更换。7.3.5溜浆回填料一般为蛇润土和细砂(或水泥)的混合浆或其 他专用潘浆材料。膨润土的比例宜占4%-6%o钻孔 时取岀的泥砂浆凌固后如收缩很小时.也可用作灌浆 材料。如豪地埋管换热器设在非常密实或坚8!的岩土 体或岩石情况下.宜采用水泥基料理浆
20、.以防止孔隙 水因冻结膨胀损坏膨润土灌浆材料而导致管道被挤压 节流。7.3.6系统冲洗是保证地埋管换热系统可靠运行的必须步贵 在地埋管换热器安装前.地埋管换热器与环路集管装 纭完成后及地埋换热系统全80安装芫成后均应对 這系统进行冲洗。7 3.7室外环蜩度(氐于0七时，田料地埋管物理力学性號将 脊所隆低.容易造成地埋管的损& 故当室外环侥温 度低于0龙时.尽园避免地埋管换热器的施工。7.4地壇竇換热系统的检脸场检收7.4.1地埋管换热系统多采用聚乙烯(PE)管。聚乙烯(PE)管罡 一种热S3性材料.管材本身具有受压发生嫌变和应力 松弛的特性.与钢管不同。因此.对聚乙烯(PE)管水压 试
21、验期间压力隆值的理解应更全面些.充分考虑到压 力下隆井不一定意味着管11有泄漏。国内现有规范对 水压试验的规定通风与空调工程施工质"较收规范 GB50243中规定：1) 冷热水、冷却水系统的试验压力当工作压力小于衿 "MPa时.为15倍工作压力.但最低不小于0 6MPa； 出工作压力大干l.OMPa时.为工作压力加0.5MPa,2) 系统试压:在各分区管灣与系统主、干管全部连通后 丈整个系统的管港进行系统的试压。试验压力以最低 点的压力为准.但最低点的压力不痔超过管道与组成 件的承受压力。压力试验升至试验压力后.QffilOmin. 压力下降不得大于0.02 MPa.再将系
22、统压力降至工作 压力.外双检查无潘漏为合格。各类耐压玻料管的强度试验压力为1.5倍工作压力.严 童性工作压力为15倍的设计工作压力。建筑给水排 水及采暧工程施工质星验收规范GB 50242中规定。#八、整体运转.调试与验收#8.1地源热泵系统试运转需测定与调整的主要内容包括：1系统的压力、Sftx汶辱各项技术数据应符合有关技 术文件的规定；2系统连续运行应达到正常平稳;水泵的压力和水泵电机的 电流不应出现大幅波动：3各种自动计量检测元件和执行机构的工作应正常.满足 建筑设备自动化系统对彼测定参数进行监测和控制的要 求；4控制和检测设备应能与系统的检测元件和执行机构正常 沟遇.系统的状态參数应能正确显示.设备连锁、自动 调节、自动保护应能正确动作。调试报告应包括调试前 的准备记录、水力平衡、机组及系统试运转的全部测试8.2地頑热泵系统的冬、夏两季运行测试包括室内空汽參数 及系统运行笺耗的测定。系统运行笺耗包梧所有水瀝热 泵机组、水泵和末端设备的能耗。#I©!W地源热泵工程技术手册Ground Source Heat PumpEngineering Technique Manual附录:为了便于工程计算.几种典型土瘪、岩石及回填料的热物性可参考下表谕定:10#几种典型土填、岩石及回填料的热物性11