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地源熱泵系統的地埋管系統施工流程

更新時間：2020-05-23　點擊量：1279

一、施工準備

地埋管地源熱泵系統施工之前應首先做好現場勘察工作，熟悉現場及施工圖紙，根據現場地質勘察資料及對工程的要求制定詳細的施工組織方案，主要內容有：

1. 詳細掌握打井區域地下管線、樁基及構筑物，了解打井區域未來規劃的地下管線或其它構筑物。場地范圍內及附近明顯點上所出露的地下管線及其附屬物設施應作詳細調查記錄和量測，隱蔽管線段應采用儀器跟蹤探查地下管線的地面投影位置及埋深，查清管線的走向、埋深、規格、性質和施工的關系。

2. 確保地埋管換熱器的位置位于規劃紅線以內。

3. 進行場地清理，鏟除地面雜草、雜物，平整場地。

4. 因地制宜選擇合適的鉆井方式；根據工期要求，按設計方案布置好鉆孔次序、鉆機數目等。

5. 對進入現場的管材、管件必須逐漸進行外觀檢查。管道內外表面應清潔、光滑，不應該有氣泡、明顯的劃傷、凹陷、雜質、顏色不均等缺陷；管端頭應切割平整，并與管軸線垂直。施工所用地埋管應具備生產常見的合格證，不使用不合格產品。地埋管應按設計要求長度成捆供應，中間不應該有機械接口及金屬接頭。

6. 在每鉆一孔前，U形管必須組裝好。換熱器的U形彎管要選用定型的U形彎頭成品件，不能采用兩個90°的彎管對接構成的U形彎管，以免增大阻力，降低連接器強度。U形管的組成長度應滿足插入鉆孔后與水平聯箱的對接要求。

7. 在鉆孔施工前需建設排水溝和泥漿池等清理設施，以排除和處理鉆機時產生的大量水和泥漿。鉆孔過程中產生的泥漿水會從鉆孔位置冒出地面，可順勢挖出排水溝，并在溝的末端建泥漿池，鉆孔過程中產生的泥漿在泥漿池中沉降，作為回填物備用。

二、鉆孔施工

1. 參照現場建筑基準點和已有建筑物進行放線，按照施工圖紙標定換熱孔的位置，并根據現場基礎樁基位置對鉆孔進行適當調整，并用木樁標記和編號，以保證打孔位置準確。

2. 以鉆孔點定位塔架底盤，采用水平尺對底盤橫向、縱向進行找平，水平度≤0.5mm/m；底盤定位后，安裝塔架豎桿，利用鉛錘和直尺測量塔架的垂直度，保證塔架豎桿垂直；

3. 安裝鉆機頭、鉆機提升裝置和鉆頭充水（泥漿）等附屬裝置；按要求每臺鉆機旁挖好泥漿溝，并使其暢通排向泥漿沉淀池內。

4. 檢查每臺鉆機的動力電纜線、照明線路符合用電管理規范并絕緣是否良好。現場應設施工電源控制箱，并有專人看護。電源控制箱至鉆機的電源線應架空敷設，不允許在地面隨意拉扯，更不允許在水面或泥漿上擺放敷設。

5. 對鉆機及附屬裝置接電、接水管，對每臺設備進行點試，確定轉向。

6. 開鉆前須確定轉向無誤，并重新校核塔架底盤，豎桿的水平和垂直度。

7. 鉆孔過程中應按5米/小時的速度為宜，密切注意鉆機及附屬設備的運行情況，發現異常應及時處理，防止拉斷鉆桿和接頭絲扣、跌落鉆頭等現象發生，并時刻注意地層地質變化，做好記錄。

8. 鉆孔過程中安排專業質量檢查員隨時檢查鉆孔位置，確保管孔位置的正確性和鉆孔的鉛垂度，避免返工并作好檢查記錄工作。如發現偏差超過標準要求應及時糾正重新進行定位或調整鉆機垂直偏差。

9. 鉆孔過程中鉆機長和操作手應定時對鉆機及附屬設備進行巡回檢查，及時做好維護和保養工作，提高工作效率；當孔鉆到要求深度后，應對孔反復進行通孔，為下換熱管創造順利條件。

10. 鉆機移位或就位時，要保證鉆機鉆桿垂直度，防止鉆孔的垂直偏差將已埋管道損壞。

11. 鉆孔遇有多層地下水時，應采取回填封閉措施，以防止地下水受到污染；當鉆孔孔壁不牢固或者存在空洞導致成孔困難時，采用泥漿護壁或加設護壁套管等保護措施。

12. 在保證設計埋管總長度的前提下，根據現場施工出現的特殊情況（如遇到堅硬的巖石層或泥沙層），可適當調整鉆孔的位置、深度與數量。

13. 鉆井完成后下U形管之前必要時應首*行洗井作業，并且洗井應在鉆井完成后立刻進行，目的是清洗井內黏度較大的泥漿，以便下管，但應控制好清洗的強度。

14. 每鉆完一口井后應檢查打井的深度和打井的質量，做好隱蔽工程記錄，報監理驗收。

三、垂直下管與灌漿回填施工

1. 鉆井完成后下U形管之前必要時應首*行洗井作業，并且洗井應在鉆井完成后立刻進行，目的是清洗井內黏度較大的泥漿，以便下管，但應控制好清洗的強度。

2. 下換熱管前，應先對系統管道用水沖洗，然后按設計要求進行第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；將其密封保持有壓狀態，準備下管。

3. 為保證換熱效果，防止支管間發生熱回流現象，四根換熱支管之間需保持距離，下管前采用分離定位管卡將四根換熱管進行分離定位，分離定位管卡的間距為2-4米。

4. 當鉆孔且孔壁固化后，應立即下管，檢查是否要在換熱器的底部安裝配重，以防止內積水使套管脫離孔底上浮。

5. 下管時應將灌漿管和U形管一起插入孔中，根據鉆孔深度的不同，有時須放入多根注漿管，以保證連續灌漿。U形管下部端頭應設保護裝置，灌漿管端頭宜設置防堵裝置，且灌漿時應能夠請其沖開。

6. 下管采用下管機機械下管，速度要均勻，防止下管過程中損壞管道，注意保持管道與豎井的同心度，減少管材、管件與豎井管道的摩擦。如果遇有障礙和不順暢現象，應及時查明原因，待做好處理后才能繼續下管，地面上要保留2m左右的換熱管，將換熱管進行固定，防止下滑到井內，造成管道無法使用，甚至廢井。

7. 換熱管道到位后，提起下管鉆桿，提桿過程中應防止換熱器上浮，如發現上浮立即采取措施，確保管下到位。

8. 豎向地埋管換熱器U形管安裝完畢后，應立即灌漿回填封堵。由于地埋管深度超過40m，是100m左右，灌漿回填應在周圍臨近鉆孔均鉆鑿完畢后進行。

9. 灌漿系統由高速攪拌機、攪拌池、低速攪拌機及泥漿泵和管路組成。灌漿前，先將填料按照設計比例放入攪拌機2-3min，然后排入到低速攪拌罐中攪拌均勻。灌漿時，先將閥門打開，把漿液排入儲漿池，通過高壓泥漿泵注入孔內，由導管導入孔底，在慢慢升至孔口，以免有殘留空氣和空隙，達到灌漿密實、無空腔。

10. 灌漿材料宜采用膨潤土和細砂（或水泥）的混合漿或灌漿材料。

11. 回填完后將留在地面的管道管口進行封堵保護并進行標記，防止后續施工造成損壞。

12. 當室外溫度低于0°時，不宜進行地埋管換熱器的施工。

三、水平環路集管施工

1. 當室外換熱器分區施工開始后，將各分區的匯總管道的位置及走向標示出來，對管道走向進行放線后進行管溝開挖。

2.在含水地層或軟土、不穩定地層內開槽時，要進行施工排水、設置溝槽支撐或采取地基處理等措施。開挖溝槽時要嚴格控制槽底標高和防止擾動槽底原狀土，槽底超挖部分要用細沙回填密實。槽底有弧石等堅硬物體時，要在清除后用細沙回填進行處理。

3. 按圖紙要求將各分區內的U形管連接成系統，并分別引至機房主機安裝位置。施工時水平管下墊沙層150mm，管道熱熔或電熔連接時必須按照廠家施工技術規范標準進行。

4.分區內各垂直換熱器支管就位后，應與水平環路集管進行連接。管路連接有焊接、承插和活接頭三種方法，連接操作應符合《地埋聚乙烯給排水管道工程技術規程》的有有關規定。

5. 豎直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30min，穩壓后壓力降不應大于3%，且無泄露現象。試壓合格后繼續將系統密封、保壓。

6. 水平管道回填。首先調整水平管的間距、平整度，施工時水平管下墊沙層150mm，連接完畢后管上回填250mm厚沙層，淋濕夯實，再上部用原土回填并進行夯實。

7. 總管系統連接。各分區管道連接并試壓完畢后，將各分區分集水器連接到總分集水器，配置相應的控制閥和截止閥，并在在管道系統高點處加自動放氣閥，低點處設管路排污裝置。

8. 總管水平管溝回填前，進行的三次水壓試壓，試驗壓力0.8MPa，在試驗壓力下，穩壓至少2小時，且無泄漏現象。然后進行回填，回填方式同各分區水平管道。

9.總分集水器管道連接到熱泵機房，所有管道系統連接安裝完畢后，進行系統注水沖洗、排氣，系統沖洗約30分鐘，直至出入水口的流量、清澈度都基本一致，并不再有氣泡產生，必要時可用水泵進行沖洗、排氣。

10.系統管道全部安裝完畢，且沖洗、排氣及回填完成后，進行第四次水壓試驗，試壓壓力是系統運行壓力的1.5倍，穩壓至少12小時，穩壓后壓力降不應小于3％，認為合格。試驗合格后的測試報告留送操作人員參考。

四、地埋管換熱系統的檢驗與驗收

地埋管系統安裝過程中，應進行現場檢驗，由專業檢測機構來工地現場做試驗鑒定，并應提供檢驗報告。檢驗報告應包括以下內容：

1.管材、管件等材料外觀檢查并應符合國家現行標準的規定；

2.鉆孔、水平埋管的位置、深度以及地埋管的直徑、壁厚及長度均應符合設計要求；

3.回填材料及其配比應符合設計要求；

4.地埋管換熱器、環路集管及連接管水壓試驗應合格；

5.各環路流量應平衡，且應滿足設計要求；

6.循環水流量及進出水溫差均應符合設計要求；

7.各項施工記錄、實驗報告、隱秘工程以及竣工圖均應符合實際和設計要求。

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*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】

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*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。可對熱泵系統的長期運行穩定性、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；

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地源熱泵系統的地埋管系統施工流程

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