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地温梯度geothermal gradient又称“地热梯度”。表示地球内部温度不均匀分布程度的参数。一般埋深越深处的温度值越高，以每百米垂直深度上增加的数表示。不同地点地温梯度值不同，通常为(13)百米，火山活动区较高。又称地热梯度、地热增温率。指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率。在实际工作中，通常用每深100米或1千米的温度增加值来表示地热梯度；在地热异常区，也常用每深10米或1米的温度增加值来表示地热梯度。地壳的近似平均地热梯度是每千米25，大于这个数字就叫做地热梯度异常。近地表处的地热梯度则因地而异，其大小与所在地区的大地热流量成正比，与热流所经岩体的热导率成反比。因此，地热梯度的区域性变化可能来源于热流量的变化，也可能来源于近地表岩体的热导率的变化。而在整个地球内部，地温梯度随深度的增加逐渐降低。地热梯度的方向一般指向温度增加的方向，称正梯度。如果温度向下即随深度的增加反而降低时，称负梯度。热田钻孔穿透热储层后，常出现负梯度。地温梯度异常可以用来研究地质构造的特征，同时对研究矿产（金，石油等）的形成与分布也有重要作用。地热梯度的倒数称地热增温陡度(geothermal degree)，或称地热增温级(geothermal degree)，其物理意义可以理解为温度相差1时两个等温面之间的距离。地埋管地源热泵系统设计中几个问题摘要结合天津的一个空调面积为14000m2地埋管地源热泵空调工程的设计，介绍了对地埋管换热器的取热量和散热量进行测试的实验方法，为工程设计提供了可靠的依据。对天津地区不加防冻液地埋管地源热泵机组进行了讨论，并分析了热泵机组采用满液式蒸发器，节电效果更加明显。关键词 地埋管地源热泵，满液式蒸发器，防冻液一 引言在地埋管地源热泵空调工程设计中，尽管有一些单、双U型管地埋换热器的传热模型1,2，可模拟埋地换热器内部流体随钻孔深度变化而变化的温度分布，预测地下埋管的换热性能，但完善的地质资料和热物性参数很难获得。此外，系统是否采用 防冻液以及热泵机组选型都是地埋管地源热泵空调系统设计需要认真分析的。二井位设计 天津中冷暖通洁净工程技术有限公司2006年6月承接了天津市汇源印刷有限公司地埋管地源热泵空调工程的设计和施工工作。这是一个工业项目，空调面积14000m2，空调总冷负荷1575kW，空调总热负荷1122kW。本工程包括厂房及综合办公楼两个子项，厂房的空调型式为全空气系统；综合办公楼的末端设备为风机盘管。本工程共设计100m深双U型地埋管换热器264组，其布置见图1。由于场院面积不能满足埋设地埋管换热器的需求，征得业主同意，在库房房心地面下桩基之间埋设地埋管换热器144组。库房由北向南共分三跨，每跨埋设地埋管换热器三组，每组十二个，沿东西方向布置，行距5.6m，孔距5.9m，共12组。库房东山墙外设有地下分水器三个，每跨一个分水器连接三组地埋管换热器，库房西山墙外设有地下集水器三个，每跨一个，这样将地埋管换热器连成同程式。地下集水器井兼做放气井。厂区绿地、道路下共埋设地埋管换热器120个，分8组，每组15个，行距不小于5.8m，孔距5m。 热泵机房内设有地埋系统分水器、集水器，分、集水器上设有DN90接管8个，分别连接厂区院内8个回路，另设有一个DN250接管与库房系统连接，每个接管上装有阀门，通过调整阀门使各支路达到水力平衡。 本工程的特点是厂房中工艺设备发热量很大，即冷负荷远大于热负荷，地埋管换热器向土壤中散热量大于取热量，多年后造成热量不平衡使地温升高。设计中在热泵机房外设有开式冷却塔，在机房内设有板式换热器及冷却循环水泵。本工程将冷却塔循环水管、补水管、排水管及电源都做了预留。板式换热器及循环冷却水泵的基础都做好，设备暂时未安装，到需要时再进行安装。机房内地埋系统管路也都预留了接口。在天津市汇源印刷有限公司地埋管地源热泵工程设计工作中，结合以前多项地埋管地源热泵工程的设计3，本文对竖直地埋管换热器计算，对防冻液应用的看法，地埋管地源热泵机组选型有如下几点体会与同行交流。三竖直地埋管换热器计算 随着地源热泵技术在我国迅速的普及应用，地源热泵系统工程技术规范4起到了重要的指导作用，成为每位工程设计人员必备文件。根据我们工程设计实践，天津地区按以上规范计算地埋管换热器数量有些不太方便。 天津地区地质构造比较复杂，图2是地质勘察部门提供给某建筑设计院结构设计专业30m深度地质报告中的地质剖面图，从图中可以发现，在某一个勘察点天津地区地下土层变化较大，不同性质的土层种类较多，不同性质土层分界线也不平行。即同一土质层在不同位置厚度不相同，甚至某一土层在某一点可能消失。如能看到100m深度的地质剖面图，土层可能更加复杂了。 地源热泵系统工程技术规范中给出了竖直地埋管换热器钻孔长度计算方法。按照这个方法首先要计算出工程中地埋管换热器周围岩土体热物理参数，对天津地区来说就是要计算地埋管换热器深度范围内土壤的平均导热系数、热扩散率等参数。从图2中可以看到很难找到某一勘察点，使这一点各地质层导热系数、扩散率的平均值正好是工程所在地范围内的平均值。为了找到平均值就必须多打勘察孔，天津地区地埋管换热器深度多在100m以上，这样勘察费用太昂贵，使工程造价过高。 另外，地质勘察部门只能提供不同土层的土壤性质、密度等数据，很难从规范附录B“几种典型土壤、岩石及回填料的热物性”表中准确查到与勘查报告提供的土质，包括含水量、密度相对应准确客观的导热系数值、扩散率值，可能造成计算误差很大。特别是天津地区地下水位很高，据有关部门说地下水还有泾流，这就更增加了计算的不准确性。 基于以上考虑，我们认为在天津地区采用实测法还是可行的。天津中冷暖通洁净工程技术有限公司自己研制了“地源热泵测试台”，并取得了国家专利。 每项工程开工时利用工程地埋管换热器进行测试，按设定的工况从地埋管换热器流过定温定量冷、热水。做较长时间运行，使地下温度达到稳定后测取数据，确定该工程地埋管换热器的取热量和散热量。 每一项工程在埋管地域内不同位置测出几组数据求出平均值作为设计依据。通过多项工程的测试发现在每项工程的地域范围内，不同的地埋管换热器取热量、散热量基本相差不大，这个方法简便、可操作性强。通过多项工程测试，我们发现天津地区不同的工程区域，同样地埋管换热器结构的情况下取热量、散热量都不尽相同。各项工程必须一项一测，不能简单引用其它工程的测试数据，使工程质量得到保证。 已建成并投入使用的几项地埋管地源热泵空调工程实际运行效果都很好，得到了用户好评。 我们开始做过的几项地埋管地源热泵空调工程，地埋管换热器的长度计算时直接使用了按以上方法实测的取热量和散热量。通过回访发现这些工程的地埋管换热器运行季最终出水温度供暖期高于设定温度，供冷期低于设定温度。这个现象说明地埋管换热器数量偏多，设计偏于安全。我们分析这种现象产生的原因是：工程测试时是在地下平均温度下进行的。实际系统运行时地下土壤夏季储存了热量，而冬季储存了冷量，大地有很大的蓄热能力，有很大的热惰性，取热、放热工况更替时，地下温度场有一定更替周期延迟效应。另外，地埋管换热器长度的计算是以冷负荷或热负荷为基础，这些负荷数值是供冷期或供热期中一个较大的数值，大部分时间的即时负荷都小于这个数值，加上大地的热惰性，使计算出地埋管换热器的长度偏于安全。 针对以上现象，我们认为每项工程地埋管换热器计算时为了降低工程造价应当对实测数据进行修正，修正系数与空调建筑物使用性质、地埋管换热器布置方式和运行方式有关。四对防冻液应用的看法 在我国严寒地区，地埋系统循环水中必须加防冻液，这是不容置疑的。但是在寒冷地区，特别是天津地区，完全可以不加防冻液。 地埋管地源热泵工程地埋系统循环水中加防冻液有以下几点不利方面： （1）地埋管地源热泵工程中常用的防冻液主要是乙二醇溶液，这种溶液对金属锌有腐蚀作用。目前中央空调水系统DN50以下的管道大多采用镀锌钢管丝接，空调末端设备水空气换热器水的通道内也有镀锌保护层。大型热泵机组冬夏换向不可能采用制冷剂四通阀而是采用水系统阀门切换。供暖工况是末端水流经热泵机组的冷凝器，而地埋系统循环水流经热泵机组蒸发器，如果采用防冻液，则热泵机组蒸发器中充满了乙二醇防冻液。夏季供冷时，末端系统循环水要流经热泵机组的蒸发器，这样换向后蒸发器中的防冻液均进入末端系统管道，对镀锌造成腐蚀，当由供冷工况转入供热工况时冷凝器中的情况也是如此。当然可以将蒸发器、冷凝器中的防冻液全部放掉再进行清洗，但这样浪费太大，也给管理工作带来了很大的麻烦。 （2）目前水泵样本中的技术参数，各种水管道的比摩阻，热泵机组样本提供的蒸发器、冷凝器的水阻力都是按清水测得的。目前还找不到采用某一浓度乙二醇溶液后的修正办法。在设计中如何准确选用水泵扬程还很困难，只能采取多打富裕量的办法，这使水泵选型和运行费用都不经济。 （3）乙二醇价格昂贵会增加工程投资和系统运行费用。系统运行时要经常监测乙二醇防冻液的浓度，当溶液中浓度降低时要及时增补乙二醇，给运行管理带来麻烦。五 地埋管地源热泵机组选型 大家都知道，热泵机组的运行能耗是随着蒸发温度降低、冷凝温度的升高而加大的。有人粗略估算，在空调工况下蒸发温度每降低1能耗增加3。上面已提到防冻液的负面作用。我们认为在天津地区地埋管地源热泵机组的选型应满足两点要求： （1）尽量降低机组运行能耗。 （2）地埋系统循环水中不加防冻液。 在我国北方地区冬季地埋管地源热泵从土壤中取热时，由于地下恒温层温度不高，地埋管换热器的出水温度也不高。例如，我们在天津地区设定地埋管换热器进、出水温度为3.56，温差2.5，也就是说热泵机组蒸发器进、出水温度为63.5。如果地埋系统不加防冻液，希望机组蒸发温度在0以上，防止造成蒸发器冻结。也就是说热泵机组的蒸发温度与蒸发器出水温度差3.5，这个要求一般热泵机组都达不到。 为达到此目的，可以采用两种措施： （1）向热泵机组生产厂家提出要求，特制干式蒸发器，加大地埋系统循环水与机组工质间的换热面积，减少传热温差。 （2）选用满液式蒸发器热泵机组。工程实践中证实满液式蒸发器工质蒸发温度与蒸发器出水温差2。在我们设定的工况下完全不用加防冻液。一般水源热泵机组，工质的蒸发温度要比蒸发器出水温度低5。地埋管地源热泵技术目前很受人们青睐，主要是节能环保效果很明显。设计人在工程设计中要精打细算，真正达到节能效果。六结语在每项地埋管地源热泵工程设计初期，利用实验方法，对地埋管换热器进行测试，按设定的工况从地埋管换热器流过定温定量冷、热水，获得该工程地埋管换热器的取热量和散热量，可为该工程设计提供更加可靠的依据。 已经完成的几个工程实际运行情况表明，在天津地区，地埋管地源热泵机组完全可以不加防冻液，这对地埋管地源热泵设计有重要参考价值。热泵机组采用满液式蒸发器，在地埋系统循环水同样温度进、出热泵机组蒸发器情况下，蒸发温度较一般热泵机组高3以上，其运行能耗下降约10。随着地埋管地源热泵技术的不断普及，节电效果更加明显。地源热泵原理 热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能的设备，可以把消耗的高品位电能转换为3倍甚至3倍以上的热能，是一种高效供能技术。热泵技术在空调领域的应用可分为空气源热泵、水源热泵以及地源热泵三类。由于热泵是提取自然界中能量，效率高，没有任何污染物排放，是当今最清洁、经济的能源方式。在资源越来越匮乏的今天，作为人类利用低温热能的最先进方式，热泵技术已经在全世界范围内受到广泛关注和重视。地源热泵地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。地源热泵空调系统主要分为三个部分：室外地能换热系统、水源热泵机组系统和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机组主要有两种形式：水-水型机组或水-空气型机组。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。 地源热泵原理：地源热泵工作原理地源热泵工作原理是：冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统。地源热泵制冷原理：地源热泵系统在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收，最终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下的过程中，通过冷媒-空气热交换器（风机盘管），以13以下的冷风的形式为房供冷。地源热泵制热原理：地源热泵系统在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由室外地能换热系统吸收地下水或土壤里的热量，通过水源热泵机组系统内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以室内采暖空调末端系统向室内供暖。地源热泵技术包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河水方式等，抽取湖水或江河水方式造价最低，埋管方式最贵，但最好。只要有足够的场可地埋设管道（地下冷热交换装置）或政府允许抽取地下水的就应该优先考虑选择地源热泵中央空调。地源热泵中央空调如此节能是应为地源热泵技术借助了地下的能量，地下的能量还是来至于太阳能。地源热泵空调 地源热泵空调系统优点以及组成-随着空调工业的发展，先进的中央空调系统不断的出现，空调在现代建筑中扮演着越来越重要的角色。人们对空调的要求也不断提高，节能、环保、灵活成为今后共同追求的目标。近年来，随着国际经济技术合作的不断深入，地源热泵中央空调系统进入了我国，并通过在工程中的成功运用得到了空调界人士的认可和推崇，成为了我国中央空调发展的趋势，体现了节能、环保、灵活、舒适的新概念。美国环境保护局已经宣布，地源热泵系统是目前可使用的对环境最友好和最有效的供热、供冷系统。地源热泵空调组成- 地源热泵空调机组是一种水冷式的供冷/供热机组。机组由封闭式压缩机、同轴套管式水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀（或毛细膨胀管）、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过滤器、安全控制等所组成。机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置，是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调机组。地源热泵空调系统就是通过安装在地下的换热系统，从土壤中吸收能量，经过能量转换实现空调调节功能。“地热空调”有两种，一是利用热泵技术，把“恒温层”的地下水抽出来，热量交换后再排回去；一种是土壤源热泵，利用浅层常温土壤或地下水中的能量作为能源，在地下埋管，吸收热能。在地下“恒温层”，温度一般稳定在18度左右，地源热泵利用埋管温差传递，通过压缩机启动，能送上摄氏60度的热水和摄氏8度的冷水。通常地源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到5kW 以上的热量或4kW以上冷量,所以我们将其称为节能型空调系统。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, 因此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;由于地源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为1025,其制冷、制热系数可达3.54.4,其运行费用为普通中央空调的5060%。此外，这种空调不会破坏臭氧层。使用过程中也无任何排出物，对水资源不会造成消耗、破坏或影响。据测算，若安装地源热泵40万台，和采用“化石能源”比，相当于降低温室气体排放100万吨，和50万辆汽车的污染排放物。热泵空调在每个房间都有单独的能量分配器，可以自主调节温度。我国地热资源丰富发展空间巨大-我国是一个以中低温地热资源为主的国家，近10年来地热直接利用均以每年10%速率增长。地源热泵是一种值得推广的可再生能源利用技术。地热并不只存在于地壳深处或温泉等可开采的热水，地表浅层的“恒温层”就可大面积应用。“地源热泵中央空调”市场现状-早在上世纪50年代，地源热泵就在北欧国家使用，70年代石油危机时在西方世界得到推广。美国目前已安装了40万台地热空调，1998年，美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19，其中这项技术在新建筑中的应用高达30。美国能源部正在计划未来几年达到年装40万台地源热泵的目标。在国内，从进入90年代，我国就兴起了地热直接利用的高潮，尤其在高纬度寒冷的三北（东北、华北、西北）地区，加大了以地热供暖为主的开发力度。这项工作的开展不仅减少了大量有害物质的排放，而且还能取得明显的经济效益。除此之外，目前北京、天津、西安等地正在利用热泵技术等多种形式进行示范工程并逐渐推广。东南沿海地区在发展旅游业的同时利用地热进行制冷和烘干。需要特别加以指出的是随着热泵技术的发展和采用，中低温热水在全国正以强劲势头向规模化、产业化方向健康发展。特别在北京为保护环境及2008年的绿色奥运，地热作为一种绿色能源将得到更加广泛的利用。“地源热泵中央空调”节能更省钱-对普通居民来说，地热空调和普通家用空调，谁更划算？中央空调造价一般在300元/平方米，地源空调接近500元/平方米，一座300平方米的别墅，安装中央空调不到10万元，地热空调14万元多。但一旦运行后，地热空调运行费用要比中央空调低近一半，算上初始投资，四五年后二者总费用就相当。若是选择土质松软、接近河湖（地下水丰富）的地方，地热空调安装、运行费用还将大大降低。设备投资上，地源热泵聚乙烯换热管埋下去可用50年，空调机结构简单，运转部件少，20年不用维修，一次投入，长期受益。如今能源成为经济发展的“指南针”。国际能源专家普遍认为，新能源和可再生能源是21世纪将得到快速发展的能源。我国地热资源丰富，应该抓住这一良遇，加速地热的开发，为我国可持续发展及环境保护作出积极贡献。地源热泵系统设计安装地源热泵系统设计地源热泵系统设计以高效、节能、稳定、耐用和充分合理的利用自然能源为主导思想，结合建筑的使用功能、特点和现有的设施及资源，达到最佳的投资性能比。本设计为利用地源热泵系统解决冬季地板采暖供暖、夏季中央空调制冷、的整体方案。 冬季根据室外温度可以选择开启1台、2台台地源热泵，满足供暖需要，根据需要选择开启的设备数量，节制性开启设计能够节约大量的运行费用。 夏季同样可以根据室外的温度情况选择开启的设备数量，达到节电效果。系统原理 热泵系统能够把能量从温度低（低品位能量）传递到温度高（高品位能量）的设备系统。它是以花费一小部分高质能为代价，从自然环境中获取能量，并连同所花费的高质能一起向用户供热，从而有效地利用了低水平的热能。地源热泵系统设计描述：1）热泵系统 由地源热泵机组、源水循环水泵、负载循环水泵、直供（冷）循环水泵、制热水泵、热水循环水泵、水处理设备及电器控制组成。热泵主机是整个系统的“心脏”，负责制冷、制热和置换生活热水。热泵的工作原理与常规空调的制冷机组或风冷热泵机组大致相同，这里不再过多地描述，只对本方案系统进行介绍。本设计选用的热泵机组，冷暖负载（制冷、制热）模式机组内部转换，不需要操作（管道）系统阀门，一键式的单指操作，制冷制热的温度设置可调，具有多种检测（探测）和多项保护功能 ，不必专人管理、操作完全自动运行。地源热泵空调负荷，很可能会有较为明显的时间段，节假日或有重大赛事，会出现最高的冷暖、热水空调负荷，而在平时空调负荷不是很大，或者是完全停用。供暖季节（冬季）热泵如果停止工作，会导致系统设备、室内其他管道冻损，通常的做法是设低热泵机组和室内风机盘管控制的温度实现节能的目的。 地源热泵设计了地耦循环系统，利用自然能源保持系统和建筑物一定的温度。2）全热回收（热水）系统 利用热泵的余热回收系统，置换（加热）到45-60（可调）的生活热水，储水罐与热泵机组为承压密闭方式循环制热，循环水泵与机组联动并配有单独的控制和操作显示面板，自动运行，热水利用自来水的压力送出，在供水管路上设计安装一台循环水泵，并设有温度自动控制装置，使管道内的热水温度自动“恒温”消除冷水头，在提供热水的同时还承担节水的责任，制热储水罐根据热水用量定制,采用不锈钢材料加工制作，管道采用PP-R管材，系统安装完毕罐体及管道作保温处理。3）地耦循环供冷换热系统利用地耦系统的自然（土壤）温度为建筑物降温（保温），遇到空调峰值制冷负荷时直供系统与热泵机组接力供冷在冬季泵系统可作为防冻功能使用，较大的利用了自然能源，他是地源热泵系统的功能扩展，通过设在系统中的调节/分配装置，可实现自动运行（用户任选）。4）地耦（埋管）换热系统地藕换热系统最关键的是换热效率，效率又受多种因素的影响，涉及到的主要因素有：地质结构土壤成分； 地区（地域）自然环境、施工场地等。地耦系统的换热效率直接影响热泵的工况，也可以说地耦换热的效率等于热泵的效率，而热泵的效率直接影响运行成本，当然也直接影响初投资。地源热泵主机的选择 机组选择的正确与否，会影响空调效果、运行成本和使用寿命！根据建筑物冷/热负荷、热水所需的功率、热泵的工作特性，选择地源热泵机组，根据冷热负荷微电脑控制压缩机投入工作的数量非常节能，由于是单台启动，所以启动电流很小，一个压缩机一个独立的系统，相互联系、又相互备份又互不影响，单台压机出故障不影响空调使用。 人性化控，单指操作。冷暖转换只需轻轻一按，机组自动进入设置的工作模式，而无需操作任何水系统（管道）的阀门。机组设有多项保护和自检功能，并显示故障点。土壤源换热器设计 据系统排热量与吸热量的计算结果，并考虑机组运行工况的要求和当地的大地温度，确定换热器夏季的进口最高温度30，冬季换热器出口最低温度4，在此条件下确定土壤换热器的基本内容。 根据系统的热平衡与土壤源换热器的热力计算结果，结合当地的地质条件，确定换热器的总井深为多少延米，垂直埋管多少延米，需要多少口换热井。水平埋管根据换热器的平面布置来确定。地源热泵室外地埋管系统安装地源热泵室外地埋管一般选用垂直埋管方式，也叫直埋式。直埋式地源热泵施工时所需场地小,节省建筑空间,是一种经济、对环境无害的绿色能源利用方式。它运行时无噪声,可靠、持久,供热/ 制冷效果好,舒适感好,是一种值得推广的能源利用新技术。1）钻孔 直埋式地源热泵需要用钻机进行施工,要求钻机的钻进深度达到150200 m ,钻头的直径根据需要在100150 mm之间。由于钻孔深度较浅,一般采用常规的正循环钻进方法。在我国,可以选用普通的工程勘察钻机、岩心钻机,如DK- 300 型钻机、DPP100 型车装钻机等。 钻孔施工完成后孔壁必须保持完整。如果施工区地层土质比较好,可以采用裸孔钻进;如果是砂层,孔壁容易坍塌,则必须下套管。裸孔钻进时,要求泥浆的密度在1125 g/cm3 左右,以保证形成比较稳定的孔壁并逐渐降低泥浆浓度(加清水) ;成孔时,要求最后上返泥浆的密度1108 g/ cm3 左右,且泥浆中基本不含砂粒。2）U 型管的制备 按照事先设计好的接管方式,把PVC 型管制备好,要求尽可能让U 型弯接头的熔接作业在室内进行,以保证接头熔接的可靠性。在场地内展开U 型管,以使其最好地下入孔内。 注入防冻液。防冻液可以增加U 型管的整体重力,使下管更加容易,并作为传热介质。确保防冻液无泄漏后,在PVC 管的U 型接头处捆绑配重。配重一般选用815 mm的钢筋,长度为215 m 左右,根据下入PVC 管的根数决定配筋的数量,一般下入3 根PVC 管配1 根筋,下入5 根PVC 管配2 根筋。3）下U 型管 U 型管的下放是工程的关键,因为下入U 型管的深度决定着采取热量总量的多少,所以必须保证下入U 型管的深度。按照热交换原理,计算下入U 型管的深度,是以下管的长度计算,而不是按垂直距离计算。下U 型管的方法十分简单。一般采用人力下管,一方面人的感觉可以判断U 型管的完好与否;另一方面,人力也足以使其完全地下入孔内。在施工过程中,由于孔内情况复杂,下入U 型管时可能会遇到很大的阻力(主要来自孔壁对U 型管的摩擦阻力) ,可以采用如下方法进行下管:在PVC管上套上粗麻绳,辅以扶正机构,通过加力杠杆作用于粗麻绳上,以便下管。实践证明,这种方法很有效,一般可以增加下管深度1020 m。4）灌注 注浆是为了填充U 型管与钻孔孔壁间的间隙,使其具有更好的传热性能。填充材料的选择决定了传热率的大小,选择一种热阻抗比较小的材料,是提高整个系统效率的有效途径。美国、加拿大、日本等国的观点认为,最好是把钻孔所取出的岩土体进行回填,但是这在工程上实现起来比较困难,所以一般选用特殊物质制成的专门的灌注材料。灌注时,要求泥浆泵的泵压足以使孔底的泥浆上返至地表,当上返泥浆密度与灌注材料的密度相等时,认为注浆过程结束。注浆时,必须保证注浆的连续性,否则会降低传热效果,影响工程质量。注浆是由与U 型管一并下入孔内的注浆管完成的。首先要有基本理论知识。若是暖通或者相关专业毕业的话学习地源热泵建议看看地埋管热泵技术，地源热泵技术与建筑节能应用 地源热泵设计图集，地源热泵系统工程技术规范GB50366-2005（2009年版）中央空调的书籍也是相关的施工验收规范。比如通风与空调工程施工质量验收规范，采暖通风与空气调节设计规范GB 50019-2003实用供热空调设计手册第二版，还有一些图集及与机电安装相关类的书籍。地源热泵系统一次能源利用率、投资回收期、标准煤代替量计算公式（1）一次能源利用率系统全年一次能源利用率可以按下式进行计算：一次能源利用率=（系统供热量+系统供冷量）/系统全年消耗的一次能耗对于以电能驱动的热泵系统和水冷冷水机组制冷系统：E=Q/P/(12)+Pgl/(12)+NQdw/3600式中： Q供热季节总的供热（冷）量（kWh）； P热泵供热（冷）季内消耗的电能（kWh）； 1发电效率，本文采用火电发电效率，取35； 2输配电效率，取90； Pgl锅炉系统消耗的电能（kWh）； N燃气（或煤）耗量（m）或者（kg）； Qdw燃气（或煤）的低位发热量（KJ/m）或者（KJ/Kg）。（2）投资回收期土壤源热泵系统的投资回收期可以用下式计算： 式中: IHP土壤源热泵系统的初投资（元）； IB常规冷热源系统的初投资（元）； CHP土壤源热泵系统的年运营费用（元/年）； CB常规冷热源系统的年运营费用（元/年）。（3）标准煤替代量 a、供热季节标煤替代量： 式中: H1常规系统供热季的一次能耗（KJ）； H2土壤源热泵系统供热季的一次能耗（KJ）； Hce标准煤的发热值，29307KJ。供冷季节，土壤源热泵系统与常规系统消耗的都是电能，可以直接比较耗电量，然后利用电能与标准煤的折标系数来计算可替代标煤量。 b、供冷季节标煤替代量： 式中 : C1常规系统供冷季的耗电量（kWh）； C2土壤源热泵系统供冷季的耗电量（kWh）； 电能折标准煤的系数，取0.345Kg/kWh。根据计算的可替代标煤量还可以计算出采用土壤源热泵系统所带来的温室气体减排量、烟尘减排量和煤渣减排量。温室气体减排量PEG=（Thce+Tcce）（COEFCO2+COEFso2+COEFNOx）式中，COEFCO2、COEFso2、COEFNOx分别为每Kg标煤CO2、SO2、NOx的排放系数，这里分别取2660gCO2、6gSO2、9gNOx。不同供暖方式一次能源消耗量计算方法（1）热电厂 式中：Bd热电厂全年供热耗煤量，Kg/年； Q单位面积采暖期总耗热量，kWh/年； Gr热电厂供热标准煤耗，取40.7kg/GJ。（2）区域锅炉房 式中：Bg锅炉房全年供热耗煤量，Kg/年； 7000标准煤发热量，Kcal/kg； 1供热系统热网输配效率，现有供热系统取85，节能供热系统取90； 2锅炉热效率，现有供热系统取55，节能供热系统取68。（3）分散燃气锅炉房 式中：Bq燃气锅炉全年耗天然气量，Nm/年； 35600天然气发热量，KJ/Nm； 3分散燃气锅炉房热效率，取90。（4）单户式燃气炉 式中：Bdq单户式燃气炉全年耗天然气量，Nm/年； 4单户式燃气炉热效率，取88。（5）水源热泵 式中：Br水源热泵全年折算耗煤量，Kg/年； COP水源热泵的能效比，即一定条件下输出能量与输入能量的比值，取3.0； Gd热电厂供电标准煤耗，取0.408kg/kWh。地温空调产品特点 耗电省-只有一般空调1/10电耗，耗电省费用低，是家家买得起用得起的经济实用空调。 制冷快-制冷效果不受天气炎热影响，天气越热制冷效果越好。冷媒流量大、蒸发器换热面积大，从高温降到舒适温度过程比一般空调快。 无污染-不用氟利昂制冷剂，没有任何化学污染，没有废气废热排放，纯天然环境友好产品。 无噪音-采用气水分离技术彻底消除了空调内水流噪音。 节水-采用气水分离技术实行封闭式等量取水还水，不浪费不污染地下水源。 舒适-适度除湿不过分干燥，相对湿度始终保持60-65%人体最舒适水平，克服了井水空调过分潮湿和氟利昂空调过分干燥的缺陷。 健康-空气净化能力强，不断产生负离子，室温柔和清凉爽快森林般自然环境，不生空调病。 高效-采用气水分离技术提高水的密度提高水温传导效率，结合特制的蒸发器充分利用天然冷气，空调出风温度接近于水温，同等水温条件下可比用一般水温空调降低4-5。 取水还水-天然冷气地温空调节能环保运行费用低应该得到推广，只因一般井水空调没有很好解决井水回灌难题，大量开采地下水只抽不灌破坏生态环境，这是井水空调不能得到推广的根本原因。水是生命的源泉，水是宝贵的资源，利用地温空调省电不得以浪费和污染地下水源为代价。凌天科技为解决地温空调井水回灌难题研制了一系列取水还水设备，不仅小时流量几吨水的家用地温空调取水还水系统做得十分成熟，每小时几十吨甚至几百吨水的大流量地温中央空调取水还水工程也已积累了很多成功经验，形已经成了一整套地温空调取水还水地下工程设计施工理论，免费为经销商提供施工安装技术培训和工程设计技术支持。1、 节能：通过向水源热泵中央空调系统输入1kw电能，可以得到4.5kw以上的热量（冷量），能满足40-60m2建筑的空调要求。同时机组的单机能效比高，供热性能系数高达5.5，制冷能效比高达6.0以上，与采用风冷热泵空调形式相比，节约运行费用40%以上。2、 环保：水源热泵中央空调系统不排放对环境有害的污染物，不消耗、不破坏、不污染水资源，地下能量保持总体平衡。供热时替代锅炉系统，无燃烧过程，避免排烟污染；供冷时不需要冷却塔，避免了冷却塔噪音及霉菌污染，保持环境洁净。3、 节水：以水为源体，吸收或向其释放热量，从而达到供暖或制冷的作用，既不消耗水资源，也不会对其造成污染。4、 经济：初投资低于传统中央空调只是传统制冷制热投资的1/22/3，而运行费用仅为传统中央空调的50%左右。 5、 可靠：采用微电脑智能控制系统，具有远程监控功能。选用国际知名品牌的配套装置和零部件，使用寿命超过15年。6、 安全：不存在热河爆炸或燃烧安全隐患。7、 省地：机房占地面积小，机组布置灵活，可安置在地下室或任何楼房的房间内，不需要锅炉房以及与之配套的煤场和渣场，节省占地面积，节约建筑费用。8、 稳定：系统运行稳定，不受任何天气条件的影响。电能与热能的转换公式在物理学中，用电功率表示消耗电能的快慢电功率用表示，它的单位是瓦特（Watt），简称瓦（Wa），符号是电流在单位时间内做的功叫做电功率 以灯泡为例，电功率越大，灯泡越亮。灯泡的亮暗由电功率（实际功率）决定，不由通过的电流、电压、电能决定！作为表示消耗能量快慢的物理量，一个用电器功率的大小等于它在秒（）内所消耗的电能如果在t这么长的时间内消耗的电能，那么这个用电器的电功率就是/t（定义式） 电功率等于电压与电流的乘积（P=UI）1瓦=1焦/秒=1伏安符号意义及单位W电能焦耳（J） W千瓦*时（kW*h）t时间秒(s) t 小时（h） P用电器的功率瓦特（W） P千瓦(kW) (两套单位，根据不同需要，选择合适的单位进行计算) 有关电功率的公式还有:P=UIP=I2RP=U2/R每个用电器都有一个正常工作的电压值叫额定电压用电器在额定电压下正常工作的功率叫做额定功率用电器在实际电压下工作的功率叫做实际功率电功率是表示在一定时间电流做功的快慢P=W/t .因为W=UIt 所以P=UI还有相关公式 关系式（电功率等等） 串联电路 P（电功率）U（电压）I（电流）W（电功）R（电阻）T（时间） 电流处处相等 I1=I2=I总总电压等于各用电器两端电压之和 U总=U1+U2 总电阻等于各电阻之和 R总=R1+R2 分压原理 U1：U2=R1：R2 总电功等于各电功之和 W总=W1+W2 W1：W2=R1：R2=U1：U2 P1：P2=R1：R2=U1：U2 总功率等于各功率之和 P总=P1+P2 并联电路 总电流等于各处电流之和 I总=I1+I2 各处电压相等 U1=U2=U总 总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和 R总=（R1R2）/（R1+R2） 1/R=1/R1+1/R2总电功等于各电功之和 W总=W1+W2 分流原理 I1：I2=R2：R1 W1：W2=I1：I2=R2：R1 P1：P2=R2：R1=I1：I2 总功率等于各功率之和 P=P1+P2 同一用电器的电功率 额定功率比实际功率等于额定电压比实际电压的平方 Pe/Ps=(Ue/Us)的平方 2有关电路的公式 电阻 R 电阻等于材料密度乘以（长度除以横截面积） R=（L/S） 电阻等于电压除以电流 R=U/I 电阻