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地源热泵系统的地埋管系统施工流程

更新时间：2020-05-23　点击量：1252

一、施工准备

地埋管地源热泵系统施工之前应首先做好现场勘察工作，熟悉现场及施工图纸，根据现场地质勘察资料及对工程的要求制定详细的施工组织方案，主要内容有：

1. 详细掌握打井区域地下管线、桩基及构筑物，了解打井区域未来规划的地下管线或其它构筑物。场地范围内及附近明显点上所出露的地下管线及其附属物设施应作详细调查记录和量测，隐蔽管线段应采用仪器跟踪探查地下管线的地面投影位置及埋深，查清管线的走向、埋深、规格、性质和施工的关系。

2. 确保地埋管换热器的位置位于规划红线以内。

3. 进行场地清理，铲除地面杂草、杂物，平整场地。

4. 因地制宜选择合适的钻井方式；根据工期要求，按设计方案布置好钻孔次序、钻机数目等。

5. 对进入现场的管材、管件必须逐渐进行外观检查。管道内外表面应清洁、光滑，不应该有气泡、明显的划伤、凹陷、杂质、颜色不均等缺陷；管端头应切割平整，并与管轴线垂直。施工所用地埋管应具备生产常见的合格证，不使用不合格产品。地埋管应按设计要求长度成捆供应，中间不应该有机械接口及金属接头。

6. 在每钻一孔前，U形管必须组装好。换热器的U形弯管要选用定型的U形弯头成品件，不能采用两个90°的弯管对接构成的U形弯管，以免增大阻力，降低连接器强度。U形管的组成长度应满足插入钻孔后与水平联箱的对接要求。

7. 在钻孔施工前需建设排水沟和泥浆池等清理设施，以排除和处理钻机时产生的大量水和泥浆。钻孔过程中产生的泥浆水会从钻孔位置冒出地面，可顺势挖出排水沟，并在沟的末端建泥浆池，钻孔过程中产生的泥浆在泥浆池中沉降，作为回填物备用。

二、钻孔施工

1. 参照现场建筑基准点和已有建筑物进行放线，按照施工图纸标定换热孔的位置，并根据现场基础桩基位置对钻孔进行适当调整，并用木桩标记和编号，以保证打孔位置准确。

2. 以钻孔点定位塔架底盘，采用水平尺对底盘横向、纵向进行找平，水平度≤0.5mm/m；底盘定位后，安装塔架竖杆，利用铅锤和直尺测量塔架的垂直度，保证塔架竖杆垂直；

3. 安装钻机头、钻机提升装置和钻头充水（泥浆）等附属装置；按要求每台钻机旁挖好泥浆沟，并使其畅通排向泥浆沉淀池内。

4. 检查每台钻机的动力电缆线、照明线路符合用电管理规范并绝缘是否良好。现场应设施工电源控制箱，并有专人看护。电源控制箱至钻机的电源线应架空敷设，不允许在地面随意拉扯，更不允许在水面或泥浆上摆放敷设。

5. 对钻机及附属装置接电、接水管，对每台设备进行点试，确定转向。

6. 开钻前须确定转向无误，并重新校核塔架底盘，竖杆的水平和垂直度。

7. 钻孔过程中应按5米/小时的速度为宜，密切注意钻机及附属设备的运行情况，发现异常应及时处理，防止拉断钻杆和接头丝扣、跌落钻头等现象发生，并时刻注意地层地质变化，做好记录。

8. 钻孔过程中安排专业质量检查员随时检查钻孔位置，确保管孔位置的正确性和钻孔的铅垂度，避免返工并作好检查记录工作。如发现偏差超过标准要求应及时纠正重新进行定位或调整钻机垂直偏差。

9. 钻孔过程中钻机长和操作手应定时对钻机及附属设备进行巡回检查，及时做好维护和保养工作，提高工作效率；当孔钻到要求深度后，应对孔反复进行通孔，为下换热管创造顺利条件。

10. 钻机移位或就位时，要保证钻机钻杆垂直度，防止钻孔的垂直偏差将已埋管道损坏。

11. 钻孔遇有多层地下水时，应采取回填封闭措施，以防止地下水受到污染；当钻孔孔壁不牢固或者存在空洞导致成孔困难时，采用泥浆护壁或加设护壁套管等保护措施。

12. 在保证设计埋管总长度的前提下，根据现场施工出现的特殊情况（如遇到坚硬的岩石层或泥沙层），可适当调整钻孔的位置、深度与数量。

13. 钻井完成后下U形管之前必要时应首*行洗井作业，并且洗井应在钻井完成后立刻进行，目的是清洗井内黏度较大的泥浆，以便下管，但应控制好清洗的强度。

14. 每钻完一口井后应检查打井的深度和打井的质量，做好隐蔽工程记录，报监理验收。

三、垂直下管与灌浆回填施工

1. 钻井完成后下U形管之前必要时应首*行洗井作业，并且洗井应在钻井完成后立刻进行，目的是清洗井内黏度较大的泥浆，以便下管，但应控制好清洗的强度。

2. 下换热管前，应先对系统管道用水冲洗，然后按设计要求进行第1次水压试验。在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象；将其密封保持有压状态，准备下管。

3. 为保证换热效果，防止支管间发生热回流现象，四根换热支管之间需保持距离，下管前采用分离定位管卡将四根换热管进行分离定位，分离定位管卡的间距为2-4米。

4. 当钻孔且孔壁固化后，应立即下管，检查是否要在换热器的底部安装配重，以防止内积水使套管脱离孔底上浮。

5. 下管时应将灌浆管和U形管一起插入孔中，根据钻孔深度的不同，有时须放入多根注浆管，以保证连续灌浆。U形管下部端头应设保护装置，灌浆管端头宜设置防堵装置，且灌浆时应能够请其冲开。

6. 下管采用下管机机械下管，速度要均匀，防止下管过程中损坏管道，注意保持管道与竖井的同心度，减少管材、管件与竖井管道的摩擦。如果遇有障碍和不顺畅现象，应及时查明原因，待做好处理后才能继续下管，地面上要保留2m左右的换热管，将换热管进行固定，防止下滑到井内，造成管道无法使用，甚至废井。

7. 换热管道到位后，提起下管钻杆，提杆过程中应防止换热器上浮，如发现上浮立即采取措施，确保管下到位。

8. 竖向地埋管换热器U形管安装完毕后，应立即灌浆回填封堵。由于地埋管深度超过40m，是100m左右，灌浆回填应在周围临近钻孔均钻凿完毕后进行。

9. 灌浆系统由高速搅拌机、搅拌池、低速搅拌机及泥浆泵和管路组成。灌浆前，先将填料按照设计比例放入搅拌机2-3min，然后排入到低速搅拌罐中搅拌均匀。灌浆时，先将阀门打开，把浆液排入储浆池，通过高压泥浆泵注入孔内，由导管导入孔底，在慢慢升至孔口，以免有残留空气和空隙，达到灌浆密实、无空腔。

10. 灌浆材料宜采用膨润土和细砂（或水泥）的混合浆或灌浆材料。

11. 回填完后将留在地面的管道管口进行封堵保护并进行标记，防止后续施工造成损坏。

12. 当室外温度低于0°时，不宜进行地埋管换热器的施工。

三、水平环路集管施工

1. 当室外换热器分区施工开始后，将各分区的汇总管道的位置及走向标示出来，对管道走向进行放线后进行管沟开挖。

2.在含水地层或软土、不稳定地层内开槽时，要进行施工排水、设置沟槽支撑或采取地基处理等措施。开挖沟槽时要严格控制槽底标高和防止扰动槽底原状土，槽底超挖部分要用细沙回填密实。槽底有弧石等坚硬物体时，要在清除后用细沙回填进行处理。

3. 按图纸要求将各分区内的U形管连接成系统，并分别引至机房主机安装位置。施工时水平管下垫沙层150mm，管道热熔或电熔连接时必须按照厂家施工技术规范标准进行。

4.分区内各垂直换热器支管就位后，应与水平环路集管进行连接。管路连接有焊接、承插和活接头三种方法，连接操作应符合《地埋聚乙烯给排水管道工程技术规程》的有有关规定。

5. 竖直地埋管换热器与环路集管装配完成后，回填前应进行第二次水压试验。在试验压力下，稳压至少30min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄露现象。试压合格后继续将系统密封、保压。

6. 水平管道回填。首先调整水平管的间距、平整度，施工时水平管下垫沙层150mm，连接完毕后管上回填250mm厚沙层，淋湿夯实，再上部用原土回填并进行夯实。

7. 总管系统连接。各分区管道连接并试压完毕后，将各分区分集水器连接到总分集水器，配置相应的控制阀和截止阀，并在在管道系统高点处加自动放气阀，低点处设管路排污装置。

8. 总管水平管沟回填前，进行的三次水压试压，试验压力0.8MPa，在试验压力下，稳压至少2小时，且无泄漏现象。然后进行回填，回填方式同各分区水平管道。

9.总分集水器管道连接到热泵机房，所有管道系统连接安装完毕后，进行系统注水冲洗、排气，系统冲洗约30分钟，直至出入水口的流量、清澈度都基本一致，并不再有气泡产生，必要时可用水泵进行冲洗、排气。

10.系统管道全部安装完毕，且冲洗、排气及回填完成后，进行第四次水压试验，试压压力是系统运行压力的1.5倍，稳压至少12小时，稳压后压力降不应小于3％，认为合格。试验合格后的测试报告留送操作人员参考。

四、地埋管换热系统的检验与验收

地埋管系统安装过程中，应进行现场检验，由专业检测机构来工地现场做试验鉴定，并应提供检验报告。检验报告应包括以下内容：

1.管材、管件等材料外观检查并应符合国家现行标准的规定；

2.钻孔、水平埋管的位置、深度以及地埋管的直径、壁厚及长度均应符合设计要求；

3.回填材料及其配比应符合设计要求；

4.地埋管换热器、环路集管及连接管水压试验应合格；

5.各环路流量应平衡，且应满足设计要求；

6.循环水流量及进出水温差均应符合设计要求；

7.各项施工记录、实验报告、隐秘工程以及竣工图均应符合实际和设计要求。

地源热泵温度监控系统施工方案

地源热泵分布式温度集中测控系统

矿井总线分散式温度测量系统方案

矿井分散式垂直测温系统

矿井测温系统

TD-016C型地源热泵能耗监控测温系统

产品关键词：地源热泵测温，地埋管测温

此款系统专门为地源热泵生产企业，新能源技术安装公司，地热井钻探公司以及节能环保产业等单位设计，通过连接我司单总线地热电缆，以及单通道或多通道485接口采集器，可对接到贵司单位的软件系统。欢迎各类单位以及经销商详询！此款设备支持贴牌，具体价格按量定制。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统【产品介绍】

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的测温电缆设计方法，单总线测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

采集服务器通过总线将现场与温度采集模块相连，温度采集模块通过单总线将各温度传感器采集到的数据发到总线上。每个采集模块可以连接内置1-60个温度传感器的测温电缆相连。本方案可以对大型试验场进行温度实时监测，支持180口井或测温电缆及1500点以上的观测井温度在线监测。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统：

1. 地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2. U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究，埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

竖直地埋管地源热泵温度测量系统，主要是一套*基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及分析系统。它能有对地源热泵换热井进行实时温度监测并保存数据，为优化地源热泵设计、探讨地源热泵的可持续运行具有参考价值。

二、RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统本系统的重要特点：

１．结构简单，一根总线可以挂接1-60根传感器，总线采用三线制，所有的传感器就灯泡一样，可以直接挂在总线上．

２．总线距离长．采用强驱动模块，普通线，可以轻松测量500米深井.

３．的深井土壤检测传感器，防护等级达到ＩＰ６８，可耐压力高达5Mpa.

４．定制的防水抗拉电缆，增强了系统的稳定性和可靠特点总结：高性价格比，根据不同的需求，比你想象的*．

针对U型管口径小的问题，本系统是传统铂电阻测温系统理想的替代品. 可应用于：

１.地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2.U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

本系统技术参数：支持传感器：18B20高精度深井水温数字传感器，测井深：1000米，传感器耐压能力：5Mpa ,配置设备：远距离温度采集模块＋测井电缆＋传感器，

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统系统功能：

1、温度在线监测

2、报警功能

3、数据存储

4、定时保存设置

5、历史数据报表打印

6、历史曲线查询等功能。

【技术参数】

1、温度测量范围：-10℃ ～ +100℃

2、温度精度：正负0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采样点数：小于128

5、巡检周期：小于3s（可设置）

6、传输技术： RS485、RF(射频技术)、GPRS

7、测点线长：小于350米

8、供电方式： AC220V /内置锂电池可供电1-3年

9、工作温度： -30℃ ～ +80℃

10、工作湿度：小于90%RH

11、电缆防护等级：IP66

使用注意事项：

防水感温电缆经测试与检测，具备一定的防水和耐水压能力，使用时，请按以下方法操作与使用：
1．使用时，建议将感温电缆置于U形管内以方便后期维护。
若置与U形管外，请小心操作，做好电缆防护，防止在安装过程中电缆被划伤，以保持电缆的耐水压能力和使用寿命。
2. 电缆中不锈钢体为传感器所在位置，因温度为缓慢变化量，正常使用时，请等待测物热平衡后再进行测量。
3. 电缆采用三线制总线方式，红色为电源正，建议电源为3-5V DC，黑色为电源负，兰色为信号线。请严格按照此说明接线操作。
4. 系统理论上支持180个节点，实际使用应该限制在150个节点以内。
5.系统具备一定的纠错能力，但总线不能短路。
6. 系统供电，当总线距离在200米以内，则可以采用DC9V给现场模块供电，当距离在500米之内，可以采用DC12V给系统供电。

【北京鸿鸥成运仪器设备有限公司提供定制各个领域用的测温线缆产品介绍】

由北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的地源热泵温度场测控系统，硬件采取*ARM技术；上位机软件使用编程语言技术设计，富有人性、直观明了；测温传感器直接封装在电缆内部，根据客户距离进行封装。目前该系统广泛应用于地源热泵地埋管、地源热泵温度场检测、地源热泵地埋换热井、地源热泵竖井及地源热泵温度场系统进行地温监测，本系统的可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

地源热泵诊断中土壤温度的监测方法：
　　为了实现地源热泵系统的诊断，必须首先制定保证系统正常运行的合理的标准。在系统的设计阶段，地下土壤温度的初始值是一个重要的依据参数，它也是在系统运行过程中可能产生变化的参数。如果在一个或几个空调采暖周期（一般一个空调采暖周期为1年）后，系统的取热和放热严重不平衡，则这个初始温度会有较大的变化，将会大大降低系统的运行效率。所以设计选用土壤温度变化曲线作为诊断系统是否正常的标准。
　　首先对地源热泵系统所控制的建筑物进行全年动态能耗分析，即输入建筑物的条件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、围护结构材料和房间功能等条件，计算出该区域全年供暖、制冷的负荷，我们根据该负荷，选择合适的系统配置，即地埋管数量以及必要的辅助冷热源，并动态模拟计算地源热泵植筋加固系统运行过程中土壤温度的变化情况，得到初始土壤温度标准曲线。采用满足土壤温度基本平衡要求的运行方案运行，同时系统实时监测土壤温度变化情况，即依靠埋置在地下的测温传感器监测土壤的温度，并且将测得的温度传递给地源热泵系统。

浅层地温能监测系统概况：

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇，对建筑物进行供热和供冷，在埋地管换热器设计中，土壤的导热系数是很重要的参数，而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长，测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地源热泵地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的地源热泵测温电缆设计方法，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的数字总线式测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

为方便研究土壤、水质等环境对空调换热井能效等方面的可靠研究或温度测量，目前地源热泵地埋管测温电缆对于地埋换热井，有口径小，深度较深等特点的测温方式,如果测量地下120米的地源热泵井，要放12路线PT100传感器。12根测温线缆若平均放置，即10米放一个探头，则所需线材要1500米，在井上需配置一个至少12通道的巡检仪，若需接入电脑进行温度实时记录，该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计，这口井进行地热测温至少成本在8000元，虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度，但对模拟量数据采集，提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数，即提供巡检仪的测量精度，若能够在长距离测温的条件下进行多点测温，能够做到0.5度的精度，则是非常不容易。针对这一需求，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出“数字总线式地源热泵地埋管测温电缆”及相应系统。矿井深部地温监测，地源热泵温度监测研究，地源热泵温度测量系统，浅层地热测温系统。

地源热泵数字总线测温线缆与传统测温电缆对比分析：
传统的温度检测以热敏电阻、PT100或PT1000作为温度敏感元件，因其是模拟量，要对温度进行采集，若需较高精度，需要选择12位或以上的AD转换及信号处理电路，近距离时，其精度及可靠性受环境影响不大，但当大于30米距离传输时，宜采用三线制测方式，并需定期对温度进行校正。当进行多点采集时，需每个测温点放置一根电缆，因电阻作为模拟量及相互之间的干扰，其温度测量的准确度、系统的精度差，会受环境及时间的影响较大。模块量传感器在工作过程中都是以模拟信号的形式存在，而检测的环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，每年需要进行校准，因而它们的使用有很大的局限性。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的总线式数字温度传感器，具有防水、防腐蚀、抗拉、耐磨的特性，总线式数字温度传感器采用测温芯片作为感应元件，感应元件位于传感器头部，传感器的精度和稳定性决定于美国进口测温芯片的特性及精度级别，无需校正，因数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做得很小，直径不大于12mm,且线路长短不会对传感器精度造成任何影响。这是传统热电阻测温系统*的优势。所以数字总线式测温电缆是地源热泵地埋管管测温、地温能深井和地层温度监测理想的设备。数字总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器，直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号，而每个传感器本身都有唯的识别ID，所以很多传感器可以直接挂接在总线上，从而实现一根电缆检测很多温度点的功能。

地源热泵大数据监控平台建设

一、系统介绍

1、建设自动监测监测平台，可监测大楼内室内温度；热泵机组空调侧和地源侧温度、

压力、流量；系统空调侧和地源侧温度、压力、流量；热泵机组和水泵的电压、电流、功率、

电量等参数；地温场的变化等，实现热泵机组运行情况 24 小时实时监测，异常情况预

警，做到真正的无人值守。可对热泵系统的长期运行稳定性、系统对地温场的影响以及能效

比等进行综合的科学评价，为进一步示范推广与系统优化的工作提供数据指导依据。

具体测量要求如下：

1）各热泵机组实时运行情况；

2）室内温度监测数据及变化曲线；

3）室外环境温度数据及变化曲线；

4）机房内空调侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

5）机房内地埋管侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

6）机房内用电设备的电流、电压、功率、电能等监测数据及变化曲线；

7）地温场内不同深度的地温监测数据及变化曲线；

8）能耗综合分析、系统 COP 分析以及系统节能量的评价分析。

2、自动监测平台建成以后可以对已经安装自动监测设备的地热井实施自动监测的数据分

析展示，可实现地热井和回灌井的水位、水温、流量实施传输分析，并可实现数据异常情况预

警，做到实时监管，有地热井运行的稳定性。

1）开采水量及回水水量的流量监测及变化曲线；

2）开采水温及回水水温的温度监测及变化曲线；

3）开采井井内水位监测及变化曲线；

地源热泵系统的地埋管系统施工流程

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