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垂直套管式土壤换热器埋管方式 热井式土壤换热器埋管
地热换热器的传热性能在很大程度上依赖于土壤的热物理性质。由于岩土类型（包括粘土、砂石或岩土等）、岩土湿度在不同国家、不同地区、不同城市，甚至在同一城市的不同片区都互不相同。因此，设计和安装地热换热器有许多不确定的因素。这些不确定因素都不同程度地影响着地热换热器的传热性能，进而影响地源热泵空调系统的正常运行。设置在不同场合的竖直埋管地热换热器会涉及不同的地质结构，包括各地层的材质、含水量和地下水的运动等，这些必然会影响到地热换热器的传热性能和地源热泵空调系统的正常运行。在设计过程中应该尽可能地弄清楚这些因素对地热换热器性能的影响，包括进行必要的现场测试，土壤热物性好在现场用的仪器进行测定。

水平管工艺流程：
确认放入U型管桩基位置——开挖时保护U型管,确定U型管换热器露出灌注桩切割处— —冲洗试压——测量、开挖横沟、布置水平管——水平管熔接、保压——系统试压——封口
①确认放入U型管桩基位置
在土建单位开外整体坑基时确定放入了U型管的灌注桩的位置，编号。
②开挖时保护U型管,确定U型管换热器露出灌注桩切割处
在土建单位开挖坑基，切割多余部分灌注桩时，应与土建单位协调配合，防止损坏U型管，确定U型管露出灌注桩切割处。
③冲洗检查
对每组灌注桩内的U型管进行冲洗，检查U型管是否完好。
④测量、开挖横沟、布置水平管
根据系统设计，分配每个回路上的所连接的U型管位置，确定水平管位置走向，开挖水平横沟，水平横管配管。
⑤水平管熔接、试压
按各回路连接各U型管，待该回路所有接口都熔接好后，在试验压力下，稳压至少30min，且无泄露。确定系统可靠性后回填该回路。
⑥检查井安装
按照检查井详图，在确定的检查井位置完成管路及阀件安装，安装完成后由土建单位砌筑检查井，做好检查井防水处理，并在底部设置排污管至集水井。
⑦系统试压
竖直和水平地埋管系统与环路集管装配完成后，回填前应进行水压试验，在试验压力下，稳压至少30min，且无泄露。
环路集管与机房集分水器连接完成后，回填前，应进行水压试验，，在试验压力下，稳压至少2h,且无泄漏。
⑧封口
在所有地埋管系统试压回填后，主管道接至机房内，留一法兰接口，封口，保压。
说明：
(1) 本示意图把施工全过程划分为几个主要施工阶段加以排列。
(2) 视施工条件的不同和变动，各施工阶段可以进行调整和交叉，有些地块暂不能进设备，需要管理人员根据现场情况合理调配、统一部署。
a.施工准备阶段
抓紧施工图纸深化设计，要求甲方组织好图纸会审。提出施工方法和现场临时工棚的搭设。按照本施工组织设计规定的时间，组织人员、施工机械和施工材料与设备进场。做好材料预算和技术交底，安全交底工作。

文明管理
项目部贯彻文明施工的要求，推行现代管理方法，科学组织施工，协调邻里关系，作好施工现场的各项管理工作。
2）施工项目部应该按照施工总平面布置图，布置施工设备及各项临时设施，堆放大宗材料，成品、半成品和机具设备,不得侵占场内疲乏路和安全防护等措施。
3）施工机械进场进行安全检查,经过检查合格以后方可使用，是施工机械操作人员建立机组责任制，依照有关规定，持证上岗，严禁无证人员操作。
4）施工项目部应该施工现场道路畅通，排水系统处于良好状态，保持场容、场貌的整洁,作业班组切实做到工完料净、场地清,确保文明安全长效的管理.
5）施工现场应设置各类必要的职工生活设施,并符合卫生、通风.、照明等要求，严禁在施工现场随地大小便，职工的膳食、供水等应符合卫生要求。
6）施工现场发生的工程建设重大事故，依照《工程建设重大事故报告和调查程序规定》进行处理。
7）工程竣工验收完毕后，做好一切移交工作，十天以内撤离现场。

系统是由下列部分所组成：模块式地源热泵机组、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室内温控器等。
　　地源热泵机组采用标准构件,需要时各部件的修配和更换很方便。因为设计简单，并不需要高技术的操作工程人员的服务。需要经常保养的是空气过滤网和凝结水盘的清洁。
　　系统设计简单，灵活、安装快速。机组己在工厂组装好并自带温度控制装置，现场工作只是少量低压风管、电气连接装置和不需要保温的水管的连接。管道可采用钢管、铜管或塑料管。维修方便快捷，机组结构坚固，寿命长久。热泵机组的功率系数(COP)可达到4以上，即1千瓦电输入，有4千瓦多冷量输出的率。
　　优势
　　1. 地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和湖泊中的能量，循环再生，实现对建筑物的供暖和制冷。因而运行费用较低。
　　2. 地源热泵比风冷热泵节能40％，比电采暖节能70％。比燃气炉效率提高48％。所需电费制冷季比一般热泵空调减少50％。

运行的环境条件
　　 1.与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。
　　 2.地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60%[13]。
　　运行费用分析：
　　以北京市的物价水平-天然气价1.90元/m3、电0.44元/kWh来比较[14]。如果利用天然气来采暖，天然气热值为33500kJ/m3，利用热效率90%计，则燃烧1m3可以获得热量为：Q=33500×0.9=30150kJ。
　　如果使用地热热泵，取COP=3.5，则获得同样的热量需要耗电量为：
　　W=Q/COP=30150/35=8614.3(kJ)=2.4(kWh)
费用比较可知：
　　热泵供暖电费=0.44(元/Kwh)×W=0.44×2.4=1.056(元)
　　而1m3的天然气费用=1.90(元)
　　因此，用地热热泵供暖（热）可减少运行费用：
　　y=(1.9-1.056)/1.9=44.4%
二、工程实例投资及经济性对比分析：
　　现在再来通过实例来比较以地源热泵为冷热源与常规冷热源的户式中央空调的经济性比较[15]：
表2 投资及经济性对比分析
系统类型 总投资（万元） 年运行费用（万元） 年节约运行费用（万元） 节约率
冷水机组加市政管网供热 8.4 1.6 0 0
地源热泵冷暖空调系统 10.1 0.7 0.9 56％

前景展望
　　在我国夏热冬冷地区及寒冷地区利用地源热泵可实现夏冬两季冷暖联供，其中有利的地区是夏热冬冷地区。这个地区年平均温度高，一般居住建筑均无集中供热系统供暖，而其气候特点是夏季炎热，湿度大；冬季阴冷潮湿，属我国居住热环境质量差的地区之一。该地区夏季供冷冬季供暖天数相当，同一地区地源热泵系统进行空调可以充分发挥地下蓄能系统的作用。如果在这些地区大力发展地源热泵空调系统技术，必将大大改善当地人民的居住热环境，为国家节约大量的建筑能耗。
　　如果按空调的制冷或制热面积来计算空调的价格，户式中央空调的价格应远比中央空调的价格便宜，但和普通空调比起来又略高一些，不过其价格又在人们的承受能力之内，而且户式中央空调的性能不逊于中央空调，豪华舒适性也优于普通家用空调，室外机只有一台，可以选择安装在住房楼顶或者其它隐蔽性的地方，丝毫不影响楼房的外观。
　　总之，将地源热泵技术应用于户式中央空调的技术可以满足于新世纪空调的发展需要，并且具有很强的可行性，是一种需要大力发展的新型能源利用技术。随着地源热泵应用于户式中央空调技术研究的进展，必然会对我国能源的科学利用起到良好的促进作用。