簡介:通過國稅局辦公大樓采用土壤源(垂直埋管)熱泵的空調設計，介紹土壤源熱泵的設計方法、施工工藝。同時根據(jù)該空調工程實際運行模式的參數(shù)測量、數(shù)據(jù)處理，得出土壤源(垂直埋管)熱泵是一種節(jié)能、環(huán)保的空調能源。關鍵字:土壤源熱泵，垂直埋管，節(jié)能

近年來隨著能源和環(huán)境的問題日益嚴重，在滿足人們健康、舒適要求的前提下，合理利用能源，保護環(huán)境，減少常規(guī)能源消耗、節(jié)約能源已成為暖通空調行業(yè)需要面對的一個重要課題。土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)是通過吸收大地(包括土壤、井水、湖泊等)的冷熱量，冬季從大地吸收熱量，夏季從大地吸收冷量，再由熱泵機組向建筑物供冷供熱而實現(xiàn)節(jié)能，是一種利用可再生能源的高效節(jié)能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調系統(tǒng)。為了合理利用能源、減少常規(guī)能源消耗、節(jié)約能源，大力推廣這種新型節(jié)能空調系統(tǒng)，對設計、施工運行指導，國家建設部相繼頒布了民用建筑及公共建筑節(jié)能設計標準，地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范。本文對寧波鄞州區(qū)國稅局土壤源(垂直埋管)熱泵空調設計、施工、調試及運行情況作了較詳細的論述，供同行借鑒參考。

一、 工程概況

寧波市鄞州區(qū)國稅局辦公樓坐落在風景優(yōu)美的寧波鄞州區(qū)鄞縣大道旁，它是一幢辦公性質綜合樓。本建筑地上十九層，地下一層(主要為設備層及車庫)。其中一至三層主要功能區(qū)為大廳、納稅大廳、辦公室、餐廳、活動室，四至九層以及十一至十九層主要功能區(qū)為辦公室、會議室、多功能廳、招待所，十層為信息中心、辦公室，總建筑面積約為26000平方米，空調面積約為19000平方米。建筑高度為71.1米。

建筑外景

二、設計參數(shù)及空調冷熱負荷

1、室外計算參數(shù):(參見寧波地區(qū)氣象參數(shù))

2、室內設計參數(shù):

3、本工程空調逐時冷負荷綜合大值:2400KW，空調總熱負荷:1600KW。

三、空調系統(tǒng)設計

1、空調系統(tǒng)劃分

本工程空調系統(tǒng)由兩個系統(tǒng)組成:K---1 由五臺美國*的Waterfurce熱泵機組(每臺機組的制冷負荷為88Kw)，供十層、十五層、十四層局長辦公室、十八層、十九層使用，該系統(tǒng)主要是滿足十層計算機房、局長辦公室、接待、多功能廳等特殊的場所的用途。K---2 由兩臺意大利克萊門特熱泵機組(每臺機組的制冷負荷為968Kw)，供一至九層、十一至十三層、十六、十七層辦公使用。

2、空調系統(tǒng)主要設備選擇

選擇五臺 Waterfurce制冷量 Q=88Kw熱泵機組、兩臺制冷量 Q=968Kw意大利克萊門特熱泵機組。

五臺小機組，夏冬季的制冷、制熱轉換是通過機組內置的電動四通換向閥轉換制冷劑的流向來達到制冷、制熱轉換。而兩臺大機組通過外面設置的十二個手動閥門切換冷凍、冷卻水來實現(xiàn)夏冬季制冷、制熱轉換。

3、空調水系統(tǒng)設計

(1)空調冷凍水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，管道附設采用豎向同程、水平同程。

(2)空調冷卻水系統(tǒng)采用一次泵定流量系統(tǒng)，管道附設采用十四個水平同程環(huán)路。

4、空調系統(tǒng)方式

(1)一~四層大廳、餐廳采用空調風柜加低速風道系統(tǒng)。

(2)辦公采用風機盤管加新風系統(tǒng)。

5、空調系統(tǒng)的自動控制:采用DDC控制系統(tǒng)。

四、室外垂直埋管換熱器設計

由于埋管換熱器中循環(huán)介質與大地巖土間的換熱情況相當復雜，因此土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)的設計難點主要集中在地下?lián)Q熱器的設計上。埋管形式、埋管或豎井的間距、埋深、管徑、循環(huán)介質的流量等既是影響埋管換熱器與大地巖土間換熱的重要因素，又是構成埋管換熱器具體形式的主要參數(shù)。此外，埋管地點的地質狀況、氣候特征、建筑物的負荷變化狀況也都影響換熱器的換熱，其中地下巖土的熱物性對傳熱的能力影響很大。

由于設置室外垂直埋管換熱器的主要費用是鉆孔工程的費用,因此正確設計室外垂直埋管換熱器埋管的長度對于保證空調系統(tǒng)的效果和經濟性十分重要。目前，國內外已開發(fā)了一些地熱換熱器設計計算軟件，如:清華大學的DEST軟件 2003年，美國地源熱泵協(xié)會的GLHEPRO軟件 3.03版,可以避免在設計中盲目估算帶來的失誤。

在工程設計中，室外垂直埋管換熱器設計應根據(jù)埋管建筑物的地質勘察報告、氣候特征等資料采用有關設計計算軟件進行設計計算。

(一)本工程地質勘察報告資料

1、建筑物土壤地質資料

由本工程鉆孔堪察結果提供的資料，分析得出，土壤在0-70米深范圍內大致可分為如下幾層:

2、大地熱工特性表

詳細準確的建筑地質工程堪察資料是土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)設計的重要依據(jù)。 在設計中應注意地下巖土的溫度場變化有二個主要特性:一是達到一定深度后溫度基本上保持一個定值,這個值接近該地區(qū)的年平均氣溫(寧波地區(qū)年平均氣溫16.2度);二是在地表以下一定范圍內溫度呈周期性變化,但波動幅度小于氣溫的波幅,而且存在時間上的延遲,隨著深度的增加波幅減小,延遲度增大。這二點都有利于熱泵系統(tǒng)工作能效比的提高。

(二)室外垂直埋管換熱器設計

1、可行性及經濟性

應根據(jù)巖土體地質勘察結果評估土壤源(垂直埋管)熱泵系統(tǒng)實施的可行性及經濟性。

根據(jù)建筑物室外總平面及實驗鉆孔情況，采用DN32,U型垂直埋管換熱器，在地埋管方案設計中經過初步估算:鉆孔數(shù)300口，間距5米，埋深65米，總埋長度39000米，鉆孔施工費用140萬RMB。

因此，經過比較分析:土壤源(垂直埋管)熱泵系統(tǒng)方案是可行的，且是較經濟的。

2、建筑物室外各種管線附設情況

建筑物室外總平面中主要有排水管幾各中電纜管、深度在地下2m以上，埋管區(qū)域地埋管水平干管埋深在地下2.5m以下，同時預留了進出重型設備及車道位置。

3、地埋管材及管件的選用

設計中采用了化學穩(wěn)定性好、耐腐蝕、導熱系數(shù)大、流動阻力小的塑料管及管件，d32 3.0 0.5/PE80 1.25MPa。

4、傳熱介質的選用

因寧波地區(qū)冬季室外氣溫較高，冬季凍土深度較淺，因此本工程設計中采用了水作為傳熱介質。未考慮在地埋管循環(huán)水中添加防凍劑。但為了防止冷卻循環(huán)水管內循環(huán)水在氣溫下結凍，采用感溫自控系統(tǒng)啟動循環(huán)泵。當系統(tǒng)循環(huán)回水溫低于4 ℃時，由自控系統(tǒng)啟動循環(huán)泵驅動循環(huán)水并且報警提示，可以有效的避免地埋管內水結凍問題的出現(xiàn)。

5、土壤源熱泵系統(tǒng)總吸熱量與總釋放量相平衡的措施

在土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)設計中，土壤源熱泵系統(tǒng)總吸熱量與總釋放量相平衡的措施對于保證大地巖土的熱穩(wěn)定性、土壤源熱泵系統(tǒng)的經濟性及空調實際運行效果十分重要。

本工程經過技術經濟比較，設計中采用輔助冷卻源與地埋管換熱器并用的調峰形式。利用室外530m3消防噴泉水池輔助散熱來消除熱月峰值負荷。

6、鉆孔回填材料的選用

本工程鉆孔回填材料采用了原土回填。

7、土壤源熱泵系統(tǒng)地埋管水系統(tǒng)設計

設計采用了十四個水平同程環(huán)路與機房集水器及分水器相連。地埋管水系統(tǒng)采用一次泵定流量系統(tǒng)。

8、土壤源熱泵系統(tǒng)運行方式

(1)、5臺小熱泵機組夏季冷卻由室外噴泉水池散熱實現(xiàn)，冬季制熱熱源來自地埋管系統(tǒng)。

(2)、2臺大熱泵機組夏季冷卻由地埋管散熱實現(xiàn)，冬季制熱熱源來自地埋管系統(tǒng)。

(3)、5臺小機組，夏冬季的制冷、制熱轉換是通過機組內置的電動四通換向閥轉換制冷劑的流向來達到制冷、制熱轉換。而2臺大機組通過外面設置的十二個手動閥門切換冷凍、冷卻水來實現(xiàn)夏冬季制冷、制熱轉換。

9、室外垂直埋管換熱器設計計算及調整后的主要數(shù)據(jù)

采用美國俄克拉荷馬州Oklahoma大學開發(fā)的GLHEPRO軟件程序進行計算。

室外垂直埋管材質選擇:采用PE管U型單排管 d32 3.0 0.5/PE80 1.25MPa

(1)、井間距:5*5米

(2)、井徑:D110

(3)、井深:73米

(4)、打井數(shù)量:14組(每組約為26個)，總共370個、管徑D32

(5)、總埋管長度:54625米

(6)、指標:制冷44w/米, 制熱30w/米。

(7)、鉆孔回填材料:原土回填。

注:因室外總平面中有富裕的埋管區(qū)域，經業(yè)主要求，為確保空調效果，總埋管長度及打井數(shù)量在設計計算的基礎上加大了15%。

五、室外垂直埋管系統(tǒng)主要施工工藝

1、采用的設備:

鉆機采用XY-1，XY-1B，往復式泥漿泵采用BW-250。

2、材質:采用PE管U型單排管 d32 3.0 0.5/PE80 1.25MPa

3、. 井下垂直PE管預制

(1)、預制程序

目測PE管的外觀質量，查驗三證和理化報告，合格并簽證后方可預制。

(2) 、減少磨損

安裝單位按圖紙要求截取PE管所需長度并要求在此長度的地面上鋪上細砂，以減少管子與地面的磨損。

(3) 、熱熔焊接

該PE管采用熱熔連接。連接方法應按熱熔承插連接和熱熔對口連接。熱熔機采用臺式和便攜式。具體工序要求:削平需焊的二管口工作面使其在同一工作面上，保證與管線垂直，并標出兩管連接軸線。加熱熔接溫度:承插式260℃±10℃;對接式200℃-210℃。焊接后焊接處強度應大于管子本身強度。先焊好管線底部的“U”形彎。然后注水加壓至試驗壓力1.2Mpa,保持15分鐘，壓降小于0.001Mpa合格泄壓。保留管內清水，焊好封頭。

(4) 、PE管下井頭部定位針制作

為了使PE管順利插入井底并定位，施工制作1.65m頭部帶箭頭的直徑16mm螺紋鋼，在距箭頭50cm位置焊一條“7”字形的15cm長，直徑10mm圓鋼，以利于放管和定位。1.5m長，直徑16mm螺紋鋼綁扎在PE管中間，帶箭狀的頭部伸出U形彎底部15cm。

(5) 、管口標記

若埋底不露管頭的還應在PE管的悶蓋處扎一條紅色醒目的條帶以便挖土時尋找管頭，另一悶蓋處扎一條施工尼龍繩來控制落管的深度，控制管頭與地面的尺寸,要保證線的強度，以免斷線造成管子滑下而取不出管。

(6) 、管間距控制

一口井內的兩條管子必須保持一定的間隙，應用標準d32PE管制成圈套，用電纜扎帶以4m一檔扎緊。

4、放管監(jiān)控

(1) 、FTS搭接關系

FTS時距為零時，就說明本鉆井工作與其緊后放管工作之間的緊密銜接。因此安裝打完一口井時應立即放管，停留時間越長，井下的擠壓現(xiàn)象越嚴重，管子也就越難放。

(2) 、嚴禁管道彎曲翅角

放管時必須多人合作，提起管子不得在地上拖拉 ，不應該形成不自然的彎曲，更不允許角度產生，然后鉆桿套住直徑10mm圓鋼，利用鉆桿壓力將管子緩緩放下直到設計深度。

(3) 、定位控制

管子底部的螺紋鋼箭頭直插井底中心，因井下土質較軟，管子會繼續(xù)下沉，為了控制落管尺寸，施工人員要拉住施工尼龍繩使管不再下滑，在達到尺寸要求后鎖定位置，迅速灌沙定位。在同一型號、同一場地的管子頂部尺寸要盡量保持一致。在放管和制作過程中嚴禁在地面上拖拉PE管，車輛進出時切勿碰撞滾壓PE管。管頭露出地面的勿用。

(4) 、回填材料

在上述放管工作完成后，應立即向井內回填材料，穩(wěn)定管子在井中的位置。不讓管在井中移動和沉浮。因為井中的泥漿比重很大，沙子不容易沉落，這時應向井內注入清水調稀泥漿，減小泥漿比重，使砂便于沉落井底。灌砂的深度應是井深的50%-60%，其余部分自然會被泥石填充。

六、空調系統(tǒng)運行狀況及節(jié)能經濟分析:

1、冬季調試記錄時間(2004-12---26)，正值寧波地區(qū)近年來的低氣溫-7℃。初始時，地源側出水溫度19℃，經一天(24h)不間斷運行，熱泵機組熱水出水溫度在40-45℃間，地源側的出水溫度穩(wěn)定在11--13℃。室內實測氣溫:20--22℃。

冬季運行了一個多月，每天地源側的初始時的出水溫度在18-19℃間，空調系統(tǒng)運行9h后，地源側的出水溫度在11--13℃間。

2、夏季運行記錄時間(2005-9---.8 pm4:30)，熱泵機組冷凍水進出水溫度在11.8/7.5℃間，冷卻水進出水溫度在27.2/32.8℃。室內實測氣溫:24--26℃。

3、節(jié)能分析:冬季地源側的出水溫度穩(wěn)定在11--13℃，熱泵機組的能效比達到4.0以上，顯然，土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)冬季供熱比空氣源熱泵空調系統(tǒng)及燃氣鍋爐供熱要環(huán)保節(jié)能，不存在空氣源熱泵冬季需化霜、氣溫下供熱效果不理想的問題;夏季土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)冷卻水進出水溫度在27.2/32.8℃，與常規(guī)空調冷水機組冷卻水進出水溫度在32/37℃相比，在滿負荷運行時，機組能耗要節(jié)約15%,在70%負荷運行時, 機組能耗要節(jié)約35%,在50%負荷運行時, 機組能耗要節(jié)約60%。

4、經濟分析:本工程土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)總投資960萬RMB.。其中:室外地埋管工程:168萬RMB，30元/米;工程單位造價:370元/平方米。2004年冬季及2005年夏季空調實際運行費用為:62萬RMB/年，26元/平方米;本工程若采用常規(guī)空調冷水機組 燃氣鍋爐供熱系統(tǒng)，經計算分析，空調系統(tǒng)總投資需860萬RMB，工程單位造價:330元/平方米，運行費用需100萬RMB/年，38元/平方米;本工程土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)與常規(guī)空調冷水機組 燃氣鍋爐供熱相比較，總投資增加12%，100萬RMB;但是全年空調運行費用要節(jié)約38%，3年可回收成本。若業(yè)主不要求加大15%設計計算總埋管長度及打井數(shù)量，則2年可回收成本。

經過2004年冬季及2005年夏季運行,空調效果理想,達到了設計及甲方使用要求,節(jié)能*。本工程獲2005年浙江省“錢江杯”獎，其中成功采用環(huán)保節(jié)能的土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)是獲獎的重要因素。

七、結論:

1、本工程土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)與常規(guī)空調冷水機組 燃氣鍋爐供熱相比較，總投資增加12%，全年空調運行費用要節(jié)約38%，3年可回收成本。

2、土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)設計難點主要集中在地下?lián)Q熱器的設計上。地下?lián)Q熱器的主要費用是鉆孔工程的費用，因此正確設計室外地下?lián)Q熱器對于保證空調系統(tǒng)的效果和經濟性十分重要。

3、土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)設計要注意土壤源熱泵系統(tǒng)總吸熱量與總釋放量相平衡措施的采用，以防空調系統(tǒng)設計失敗。

4、土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)是應大力推廣應用的新型節(jié)能環(huán)保空調系統(tǒng)。

參 考 文 獻

1GB50019- 2003 采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范

2徐偉 等譯 《地源熱泵工程設計指南》

3陸耀慶，主編， 實用供熱空調設計手冊

4清華大學 江億 等DEST軟件 2003年

5美國地源熱泵協(xié)會,GLHEPRO軟件:3.03版

6土壤換熱器設計換熱尺寸的影響因素 北京工業(yè)大學 于鳳菊等

7夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能技術 付祥釗主編

全自動野外地溫監(jiān)測系統(tǒng)

地源熱泵分布式溫度集中測控系統(tǒng)

礦井總線分散式溫度測量系統(tǒng)方案

礦井分散式垂直測溫系統(tǒng)

礦井測溫系統(tǒng)

TD-016C型 地源熱泵能耗監(jiān)控測溫系統(tǒng)

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫

此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產企業(yè)，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節(jié)能環(huán)保產業(yè)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(tǒng)。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(jiān)測系統(tǒng)【產品介紹】

    地源熱泵空調系統(tǒng)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(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)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(tǒng)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(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，因可靠性和穩(wěn)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(xiàn)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(shù)據(jù)發(fā)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(jiān)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(jiān)測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)：

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(tǒng)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(shù)值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統(tǒng)，主要是一套先進的基于現(xiàn)場總線和數(shù)字傳感器技術的在線監(jiān)測及分析系統(tǒng)。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監(jiān)測并保存數(shù)據(jù)，為優(yōu)化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續(xù)運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)本系統(tǒng)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(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點總結：高性價格比，根據(jù)不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測溫系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)值模擬與實驗研究。

   本系統(tǒng)技術參數(shù)：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數(shù)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(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)功能： 

1、溫度在線監(jiān)測 

2、 報警功能 

3、 數(shù)據(jù)存儲 

4、定時保存設置

5、歷史數(shù)據(jù)報表打印 

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數(shù)】

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(shù)： 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(tǒng)理論上支持180個節(jié)點，實際使用應該限制在150個節(jié)點以內。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現(xiàn)場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統(tǒng)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】

地源熱泵空調系統(tǒng)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(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)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。

   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(tǒng)，硬件采取先進的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(jù)客戶距離進行封裝。目前該系統(tǒng)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(tǒng)進行地溫監(jiān)測，本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)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(jiān)測方法：
　　為了實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷，必須首先制定保證系統(tǒng)正常運行的合理的標準。在系統(tǒng)的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據(jù)參數(shù)，它也是在系統(tǒng)運行過程中可能產生變化的參數(shù)。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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進行全年動態(tài)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(qū)域全年供暖、制冷的負荷，我們根據(jù)該負荷，選擇合適的系統(tǒng)配置，即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源，并動態(tài)模擬計算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)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(tǒng)實時監(jiān)測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監(jiān)測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測系統(tǒng)概況：

地源熱泵空調系統(tǒng)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(shù)是很重要的參數(shù)，而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長，測試時工況穩(wěn)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(tǒng)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(fā)的數(shù)字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，因可靠性和穩(wěn)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(huán)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(jù)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(tǒng)的測溫精度，但對模擬量數(shù)據(jù)采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數(shù)，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(shù)字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測，地源熱泵溫度監(jiān)測研究，地源熱泵溫度測量系統(tǒng)，淺層地熱測溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測溫線纜與傳統(tǒng)測溫電纜對比分析：
   傳統(tǒng)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(huán)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(tǒng)的精度差，會受環(huán)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(huán)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(tǒng)的穩(wěn)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(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數(shù)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(wěn)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(shù)據(jù)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(tǒng)熱電阻測溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢。所以數(shù)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(jiān)測理想的設備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉換器和現(xiàn)場總線管理器，直接將溫度數(shù)據(jù)轉換成適合遠距離傳輸?shù)臄?shù)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(xiàn)一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺建設

一、系統(tǒng)介紹

1、建設自動監(jiān)測監(jiān)測平臺，可監(jiān)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(tǒng)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(shù)；地溫場的變化等，實現(xiàn)熱泵機組運行情況 24 小時實時監(jiān)測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性、系統(tǒng)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(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導依據(jù)。

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(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

3）室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評價分析。

2、自動監(jiān)測平臺建成以后可以對已經安裝自動監(jiān)測設備的地熱井實施自動監(jiān)測的數(shù)據(jù)分

析展示，可實現(xiàn)地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預

警，做到實時監(jiān)管，有地熱井運行的穩(wěn)定性。

1）開采水量及回水水量的流量監(jiān)測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測及變化曲線；

3）開采井井內水位監(jiān)測及變化曲線；

推薦產品如下：

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地熱管理系統(tǒng)（geothermal management system）是為實現(xiàn)地熱資源的可持續(xù)開發(fā)而建立的管理系統(tǒng)。

我司深井地熱監(jiān)測產品系列介紹：

1.0-1000米單點溫度檢測（普通表和存儲表）／0-3000米單點溫度檢測（普通顯示，只能顯示溫度，沒有存儲分析軟件功能）

2.0-1000米淺層地溫能監(jiān)測/高精度遠程地溫監(jiān)測系統(tǒng)（采集器采用低功耗、攜帶方便；物聯(lián)網NB無線傳輸至WEB端B/S架構網絡；單總線結構，可擴展256個點；進口18B20高精度傳感器，在10-85度范圍內，精度在0.1-0.2度）

3. 4.0-10000米分布式多點深層地溫監(jiān)測（采用分布式光纖測溫系統(tǒng)細分兩大類：1.井筒測試 2.井壁測試）

4.0-2000米NB型液位／溫度一體式自動監(jiān)測系統(tǒng)（同時監(jiān)測溫度和液位兩個參數(shù)，MAX耐溫125攝氏度）

5.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體井下電視（同時監(jiān)測溫度和視頻圖片等）

6. 微功耗采集系統(tǒng)／遙控終端機——地熱資源監(jiān)測系統(tǒng)／地熱管理系統(tǒng)（可在換熱站同時監(jiān)測溫度／流量／水位／泵內溫度／壓力／能耗等多參數(shù)內容，可實現(xiàn)物聯(lián)網遠程監(jiān)控，24小時無人值守）

有此類深井地溫項目，歡迎新老客戶朋友垂詢！北京鴻鷗成運儀器設備有限公司

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