《(最新)竖直u型地埋管换热器设计施工要点》

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1、竖直U型地埋管换热器设计施工要点【大中小】文章页数：[1]     地埋管地源热泵空调系统的核心技术是地埋管换热器的设计与施工，而地埋管换热器施工的关键是根据地埋管换热器的设计、实测的当地土壤热物性参数数据及地质勘察资料，进行合理的施工组织设计。目前制约地埋管地源热泵空调系统大力推广应用的重要因素就是地埋管换热器造价较高，因此在保证设计要求的前提下，合理进行施工组织设计，改进施工工艺，减低成本是地埋管换热器施工中应重点考虑的问题。   本文通过湖北出入境检验检疫局综合实验楼地埋管换热器的设计施工，对其设计及施工工艺进行探讨。    一、工

2、程概况：    1.1工程概况：   湖北出入境检验检疫局综合实验楼位于汉阳区琴台路及罗七路交叉处，是一座集办公、实验、对外接待的节能型办公大楼。总建筑面积为27242㎡，其中主楼建筑面积20000㎡，实验室及单身公寓7242㎡。本工程主楼采用竖直U型地埋管地源热泵空调系统。                                            1.3建筑物空调冷热负荷：   根据建筑实际情况，采用DEST--C软件模拟计算，其负荷结果如下：   1.3.1夏季空调逐时冷负荷综合最大值：主楼1830KW。   1.3.2冬

3、季空调总热负荷：主楼1300KW。                         1.3.3全年空调系统动态冷负荷总值：630000KWH（6月-1~9月-30）。   1.3.4全年空调系统热负荷总值：240000KWH（12月-15~3月-15）。   二、地埋管换热测试系统及测试结果（1）  为了解地埋管施工场地的土壤热物性参数及地质状况，优化地埋管换热器设计及施工，在其地埋管区域采用换热测试系统对土壤换热进行测试实验，并对其地质状况进行勘探。   2.1现场测试系统构成   测试系统主要由热泵机组、前置加热器、后置加热器、水泵及

4、地埋管等组成，其测试台流程见下图1。   2.2现场测试钻孔和地埋管的敷设  采用XY-300型钻机、合金及金刚石钻头，在工程所在区域的东南方地块靠近土建施工电源部分选取三个点位进行钻孔埋管的测试，三个点成三角型排列，孔间距均为5米，分别编号为①号井、②号井、③号井。   2.2.1钻孔埋管深度及水平管长度    ①号井，垂直单U，打井深度81.5米，埋管深度80米，水平管道2×16M。   图1     ②号井，垂直单U，打井深度81米，埋管深度80米，水平管道2×14M。   ③号井，垂直单U，打井深度91米，埋管深度90米，水平管道

5、2×19M。   2.2.2钻孔埋管采用PE100高密度聚乙烯管，外径25MM，壁厚2.3MM，承压1.6MPa。   2.2.3回填材料：泥岩部分采用膨润土混合水泥砂浆结合钻孔原浆，回填比例1:6；粘土部分则采用膨润土混合黄砂结合钻孔原浆，回填比例1:7。其中补浆部分则采用钻孔原浆。   2.2.4水平管连接保温采用橡塑保温,厚度为20mm,地埋管内循环液采用水为介质。  2.2.5钻孔孔径：180MM。   2.2.6下管：机械钻杆下带埋管。   2.2.7回填方式：加压反浆回填，保证回填效果。   2.2.8土壤测温点：在②号井中埋

6、设热敏铠装铂电阻一个，埋设深度80米，双位数据线连接。测得原始地温为18.7℃。   2.3现场测试时间   测试工程时间进度（2006.9.7~2006.10.5），前期准备：2天，钻孔埋管：12天，调试设备：1天，数据采集：11天。   2.4测试结果   2.4.1夏季地埋管放热量   在地埋管进口温度35.35℃，出口温度31.8℃，钻孔深度80M时，井深放热量为：61.5W/m,   2.4.2冬季地埋管取热量   在地埋管进口温度5.3℃，出口温度9.55℃，钻孔深度80M时，井深取热量为：49.1W/m,    三、地质勘察

7、结果及分析（1）   根据设计要求，在钻孔过程中，每隔一定深度采集地质样品，分析地质成份，为回填料的配置提供依据，同时也对钻机的钻进速度进行了记录，为日后地埋管地源热泵空调系统的优化设计和可靠运行提供保证，为施工工艺提供参考。   3.1地质勘察结果   ①号井成孔时间77小时，②号井成孔时间90小时，③号井成孔时间70小时。地质情况见表1。                                                                   表1深度（M）岩土层结构岩土体热物性钻孔难度  密度Kg/m3导热

8、系数w/(m.k)扩散率10-6m2/s 0~2.5M粘土19251.60.52容易2.5~3.4M卵石22702.10.92有塌孔现象,需加套管,钻进较慢3.4~32M粘土19251.60.