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地源熱泵地埋部分計算
（一）管材選擇及流體介質(zhì)
一、管材
一般來講，一旦將地下埋管系統(tǒng)換熱器埋入地下后，基本不可能進(jìn)行維修或更換，因此地下的管材應(yīng)首先要保證其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐性。
1、聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）在國外地源熱泵系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。
2、PVC（聚氯乙烯）管的導(dǎo)熱性差和可塑性不好，不易彎曲，接頭處耐壓能力差，容易導(dǎo)致泄漏，因此在地源熱泵系統(tǒng)中不推薦用PVC 管。
3、為了強化地下埋管的換熱，國外有的提出采用薄壁（0.5mm）的不銹鋼鋼管，但目前實際應(yīng)用不多。
4、管件公稱壓力不得小于1.0Mpa，工作溫度應(yīng)在-20℃～50℃范圍內(nèi)。
5、地埋管壁厚宜按外徑與壁厚之比為11倍選擇。
6、地埋管應(yīng)能按設(shè)計要求長度成捆供應(yīng)，中間不得有機(jī)械接口及金屬接頭。
二、連接
1、熱熔聯(lián)接（承接聯(lián)接和對接聯(lián)接，對于小管徑常采用）
2、電熔聯(lián)結(jié)
三、流體介質(zhì)及回填料
流體介質(zhì)
南方地區(qū)：由于地溫高，冬季地下埋管進(jìn)水溫度在0℃以上，因此多采用水作為工作流體；
北方地區(qū)：冬季地溫低，地下埋管進(jìn)水溫度一般均低于0℃，因此一般均需使用防凍液。
（①鹽類溶液——氯化鈣和氯化鈉水溶液；②乙二醇水溶液；③酒精水溶液等）。
埋管水溫：
1、熱泵機(jī)組夏季向末端系統(tǒng)供冷水，設(shè)計供回水溫度為7—12℃，與普通冷水機(jī)組相同。地埋管中循環(huán)水進(jìn)入U管的高溫度應(yīng) <37℃，與冷卻塔進(jìn)水溫度相同。
2、熱泵機(jī)組冬季向末端系統(tǒng)供水溫度與常規(guī)空調(diào)不同，在滿足供熱條件下，應(yīng)盡量減低供熱水溫度，這樣可改善熱泵機(jī)組運行工況、減小壓縮比、提高cop值，并降低能耗。 地埋管中循環(huán)水冬季進(jìn)水溫度，以水不凍結(jié)并留安全余地為好，可取3—4℃。當(dāng)然為了使地埋管換熱器獲得更多熱量，可加大循環(huán)水與大地間溫差傳熱，然而大地的溫度是不變的，因此只有將循環(huán)水溫降至0℃以下，為此循環(huán)水必須使用防凍液，如乙二醇溶液或食鹽水。但這樣會提高工程造價、增加對設(shè)備的腐蝕。在嚴(yán)寒地區(qū)不得不這樣做，而在華北地區(qū)的工程中用水就可滿足要求，不一定要加防凍液。
地溫是恒定值，可通過測井實測。有關(guān)資料介紹某地地下約100米的地溫是當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁丶?℃左右。天津市年平均氣溫是12.2℃，實測天津市地下約100米的地溫約為16℃，基本符合以上規(guī)律。
回填材料
可以選用澆鑄混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料選擇要兼顧工程造價、傳熱性能、施工方便等因素。從實際測試比較澆鑄混凝土換熱性能好，但造價高、施工難度大，但可結(jié)合建筑物樁基一起施工。回填沙石或碎石換熱效果比較好，而且施工容易、造價低，可廣泛采用。
（二）埋管系統(tǒng)環(huán)路
一、埋管方式
1、水平埋管
水平埋管主要有單溝單管、單溝雙管、單溝二層雙管、單溝二層四管、單溝二層六管等形式，由于多層埋管的下層管處于一個較穩(wěn)定的溫度場，換熱效率好于單層，而且占地面積較少，因此應(yīng)用多層管的較多。（單層管佳深度1.2～2.0m，雙層管1.6～2.4m）
近年來國外又新開發(fā)了兩種水平埋管形式，一種是扁平曲線狀管，另一種是螺旋狀管。它們的優(yōu)點是使地溝長度縮短，而可埋設(shè)的管子長度增加。
2 、垂直埋管
根據(jù)埋管形式的不同，一般有單U 形管，雙U 形管，套管式管，小直徑螺旋盤管和大直徑螺旋盤管，立式柱狀管、蜘蛛狀管等形式；按埋設(shè)深度不同分為淺埋（≤30m）、中埋（31～80m）和深埋（>80m）。
1）U 形管型：是在鉆孔的管井內(nèi)安裝U 形管，一般管井直徑為100～150mm，井深10~200m，U 形管徑一般在φ50mm以下。
2）套管式換熱器：的外管直徑一般為100～200mm，內(nèi)管為φ15～φ25ｍｍ。其換熱效率較U 形管提高16.7%。缺點：⑴下管比較困難，初投資比U 形管高。⑵在套管端部與內(nèi)管進(jìn)、出水連接處不好處理，易泄漏，因此適用于深度≤30m 的豎埋直管，對中埋采用此種形式宜慎重。
二、地下埋管系統(tǒng)環(huán)路方式
1、串聯(lián)方式
優(yōu)點：①一個回路具有單流通通路，管內(nèi)積存的空氣容易排出；
②串聯(lián)方式一般需采用較大直徑的管子，因此對于單位長度埋管換熱量來講，串聯(lián)方式換熱性能略高
缺點：①串聯(lián)方式需采用較大管徑的管子，因而成本較高；
②由于系統(tǒng)管徑大，在冬季氣溫低地區(qū)，系統(tǒng)內(nèi)需充注的防凍液（如乙醇水溶液）多；
③安裝勞動成本增大；
④管路系統(tǒng)不能太長，否則系統(tǒng)阻力損失太大。
2、并聯(lián)方式
優(yōu)點：①由于可用較小管徑的管子，因此成本較串聯(lián)方式低；
②所需防凍液少；
③安裝勞動成本低。
缺點：
①設(shè)計安裝中必須特別注意確保管內(nèi)流體流速較高，以充分排出空氣；
②各并聯(lián)管道的長度盡量一致（偏差應(yīng)≤10%），以保證每個并聯(lián)回路有相同的流量；
③確保每個并聯(lián)回路的進(jìn)口與出口有相同的壓力，使用較大管徑的管子做集箱，可達(dá)到此目的。
從國內(nèi)外工程實踐來看，中、深埋管采用并聯(lián)方式者居多；淺埋管采用串聯(lián)方式的多。
三、地埋管打孔孔徑
孔徑：
根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，鉆孔孔徑可以是Ф100、Ф150、Ф200或Ф300，天津地區(qū)地表土壤層很厚，為了鉆孔、下管方便多采用Ф300孔徑。
（三）地下埋管系統(tǒng)設(shè)計
一．地下?lián)Q熱量計算
地下?lián)Q熱量可以由下述公式計算：
Q1'= Q1*(1+1/COP1)kW
Q2'= Q2*(1-1/COP2)kW
其中Q1'——夏季向土壤排放的熱量，kW
Q1——夏季設(shè)計總冷負(fù)荷，kW
Q2'——冬季從土壤吸收的熱量，kW
Q2——冬季設(shè)計總熱負(fù)荷，kW
COP1——設(shè)計工況下水源熱泵機(jī)組的制冷系數(shù)
COP2——設(shè)計工況下水源熱泵機(jī)組的供熱系數(shù)
一般地，水源熱泵機(jī)組的產(chǎn)品樣本中都給出不同進(jìn)出水溫度下的制冷量、制熱量以及制冷系數(shù)、供熱系數(shù)，計算時應(yīng)從樣本中選用設(shè)計工況下的 、。若樣本中無所需的設(shè)計工況，可以采用插值法計算。
二、地下熱交換設(shè)計
1.水平埋管：
確定管溝數(shù)目:
埋管管長的估算：利用管材“換熱能力”，即單位埋管管長的換熱量。水平埋管單位管材“換熱能力”在20～40W/m（管長）左右，；設(shè)計時可取換熱能力的下限值，即20 W/m。
單溝單管埋管總長具體計算公式如下： L=Q/20
其中L ——埋管總長，m
Q ——冬季從土壤取出的熱量，w
分母“20”是每m 管長冬季從土壤取出的熱量，W/m
單溝雙管、單溝二層雙管、單溝二層四管、單溝二層六管布置時分別乘上0.9、0.85、0.75、0.70 的熱干擾系數(shù)（熱協(xié)調(diào)系數(shù)）。
確定管溝間距：
為了防止埋管間的熱干擾，必須保證埋管之間有一定的間距。該間距的大小與運行狀況（如連續(xù)運行還是間歇運行；間歇運行的開、停機(jī)比等）、埋管的布置形式（如單行布置，只有兩邊有熱干擾；多排布置，四面均有熱干擾）等等有關(guān)。
建議串聯(lián)每溝1 管，管徑1/4"～2"；串聯(lián)每溝2 管， 1 又1/4"～1 又1/2"。并聯(lián)每溝2 管， 1"～1 又1/4"；并聯(lián)每溝4～6 管，管徑13/4"～1"。
管溝間距：每溝1 管的間距1.2m，每溝2 管的間距1.8m，每溝4 管間距3.6m。管溝內(nèi)上面管子的管頂?shù)降孛娴牡男「叨炔恍∮?.2m。
2、豎直埋管
確定豎井埋管管長
一般垂直單U 形管埋管的換熱能力為60～80 W/m(井深)，垂直雙U 形管為80～100W/m(井深)左右，設(shè)計時可取換熱能力的下限值。
一般垂直埋管為70～110W/m(井深)，或35～55W/m(管長)，水平埋管為20～40W/m（管長）左右。
設(shè)計時可取換熱能力的下限值，即35W/m（管長），雙U管設(shè)計具體計算公式如下： L=Q1/25
其中 L——豎井埋管總長，m
Q1——夏季向土壤排放的熱量， W
分母“35”是夏季每m管長散熱量，W/m
確定豎井?dāng)?shù)目及間距
國外，豎井深度多數(shù)采用50～100m，設(shè)計者可以在此范圍內(nèi)選擇一個豎井深度H，代入下式計算豎井?dāng)?shù)目: N=L/(4*H)
其中 N——豎井總數(shù)，個
L——豎井埋管總長，m
H——豎井深度，m
分母“2”是考慮到豎井內(nèi)埋管管長約等于豎井深度的2倍。
然后對計算結(jié)果進(jìn)行圓整，若計算結(jié)果偏大，可以增加豎井深度，但不能太深，否則鉆孔和安裝成本大大增加。
關(guān)于豎井間距有資料指出：U型管豎井的水平間距一般為4.5m，也有實例中提到DN25的U型管，其豎井水平間距為6m，而DN20的U型管，其豎井水平間距為3m。若采用串聯(lián)連接方式，可采用三角形布置來節(jié)約占地面積。
工程較小，埋管單排布置，地源熱泵間歇運行，埋管間距可取3.0m；工程較大，埋管多排布置，地源熱泵間歇運行，建議取間距4.5m；若連續(xù)運行（或停機(jī)時間較少）建議取5～6m
注意事項
1、垂直地埋管換熱器埋管深度應(yīng)大于30m，宜為60m～150m；鉆孔間距宜為3m～6m。水平管埋深應(yīng)不小于1.2m。
2、地埋管換熱器水平干管坡度宜為0.3%，不應(yīng)小于0.2%。
3、地埋管環(huán)路之間應(yīng)并聯(lián)且同程布置，兩端應(yīng)分別與供、回水管路集管相連接。每個環(huán)路集管連接的環(huán)路數(shù)宜相同。
4、地埋管換熱器宜靠近機(jī)房或以機(jī)房為中心設(shè)置。鋪設(shè)供、回水集管的管溝宜分開布置；供、回水集管的間距不應(yīng)小于0.6m。
三、管徑與流速設(shè)計
1、確定管徑
在實際工程中確定管徑必須滿足兩個要求：
（1）管道要大到足夠保持輸送功率；
（2）管道要小到足夠使管道內(nèi)保持紊流以保證流體與管道內(nèi)壁之間的傳熱。
顯然，上述兩個要求相互矛盾，需要綜合考慮。一般并聯(lián)環(huán)路用小管徑，集管用大管徑，地下熱交換器埋管常用管徑有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm，管內(nèi)流速控制在1.22m/s以下,對更大管徑的管道，管內(nèi)流速控制在2.44m/s以下或一般把各管段壓力損失控制在4mH２O/100m當(dāng)量長度以下。
備注：
① 地下埋管換熱器環(huán)路壓力損失限制在30～50kPa/100m為好，不超過50kPa/100m。同時應(yīng)使管內(nèi)流動處于紊流過渡區(qū)。
② 地下埋管系統(tǒng)單位冷噸（1 冷噸=3024kcal/h=3.52kW）水流量控制在0.16～0.19L/s．t
③ 管內(nèi)流速（流量）：在相同管徑、相同流速下，水的雷諾數(shù)大。所以采用CaCl2 和乙二醇水溶液時，為了保證管內(nèi)的紊流流動，與水相比需采用大的流速和流量。
2、校核管材承壓能力
管路壓力應(yīng)小于管材的承壓能力。若不計豎井灌漿引起的靜壓抵消，管路所需承受的壓力等于大氣壓力、重力作用靜壓和水泵揚程一半的總和[1]，即：
P=P0+ρgH+0.5Ph
其中p——管路壓力，Pa
P0——建筑物所在的當(dāng)?shù)卮髿鈮海琍a
ρ——地下埋管中流體密度，kg/m3
g——當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋琺/s2
H——地下埋管點與閉式循環(huán)系統(tǒng)高點的高度差，m
Ph——水泵揚程，Pa
3其它
3.1與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)類似，需在高于閉式循環(huán)系統(tǒng)高點處（一般為1m）設(shè)計膨脹水箱或膨脹罐，放氣閥等附件。
（四）設(shè)計舉例
一．設(shè)計參數(shù)
上海某復(fù)式住宅空調(diào)面積212m2。
1、室外設(shè)計參數(shù)
夏季室外干球溫度tw＝34℃, 濕球溫度ts＝28.2℃
冬季室外干球溫度tw＝-4℃, 相對濕度φ＝75％
2、室內(nèi)設(shè)計參數(shù)
夏季室內(nèi)溫度tn＝27℃, 相對濕度φn＝55％
冬季室內(nèi)溫度tn＝20℃, 相對濕度φn＝45％
二．計算空調(diào)負(fù)荷及選擇主要設(shè)備
1、參考常規(guī)空調(diào)建筑物冷熱負(fù)荷的計算方法，計算得到各房間冷熱負(fù)荷并選擇風(fēng)機(jī)盤管型號；考慮房間共用系數(shù)（取0.8），得到建筑物夏季設(shè)計總冷負(fù)荷為24.54kW，冬季設(shè)計總熱符負(fù)荷為16.38kW，選擇NOBO SI20TR型地源源熱泵機(jī)組1臺，本設(shè)計舉例工況下的 COP1＝5.9， COP2＝4.2。
2、計算地下負(fù)荷
根據(jù)公式（1）、（2）計算得
Q1'= Q1*(1+1/COP1)=24.54*(1+1/5.9)=28.7kW
Q2'= Q2*(1-1/COP2)=16.38*(1-1/4.2)=12.48kW
取夏季向土壤排放的熱量 進(jìn)行設(shè)計計算。
3、確定管材及埋管管徑
選用聚乙烯管材PE63（SDR11），并聯(lián)環(huán)路管徑為DN20，集管管徑分別為DN25、DN32、DN40、DN50，如圖1所示。
4、確定豎井埋管管長
根據(jù)公式（3）計算得
L=28.7*1000/25=1148 m
5、確定豎井?dāng)?shù)目及間距
選取豎井深度50m，根據(jù)公式（4）計算得
N=L/(4*H)=5.74個
圓整后取 6 個豎井，豎井間距取 4 m。
6、計算地埋管壓力損失
參照本文2.6介紹的計算方法，分別計算1－2－3－4－5－6－7－8－9－10─11─11′－1′各管段的壓力損失，得到各管段總壓力損失為40kPa。再加上連接到熱泵機(jī)組的管路壓力損失，以及熱泵機(jī)組、平衡閥和其他設(shè)備元件的壓力損失，所選水泵揚程為15mH2O。
7、校核管材承壓能力
南京夏季大氣壓力 P0＝100250 Pa，水的密度ρ＝1000kg/m3，
當(dāng)?shù)刂亓铀俣?nbsp; g＝9.8 m/s2，高度差 H＝50.5 m
重力作用靜壓ρgH＝494900 Pa
水泵揚程一半 0.5Ph＝7.5 mH2O＝73529 Pa
因此，管路大壓力 P=P0+ρgH+0.5Ph＝673550Pa（約0.7Mpa）
聚乙烯PE-100額定承壓能力為1.6MPa，管材*設(shè)計要求。
地源熱泵溫度監(jiān)控系統(tǒng)施工方案
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(chǎn)品關(guān)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(chǎn)企業(yè)，新能源技術(shù)安裝公司，地?zé)峋@探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設(shè)計，通過連接我司單總線地?zé)犭娎|，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(jīng)銷商詳詢！此款設(shè)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(chǎn)品介紹】
地源熱泵空調(diào)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(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導(dǎo)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(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的測溫電纜設(shè)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(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)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(wù)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(nèi)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(jìn)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?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究，埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)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*基于現(xiàn)場總線和數(shù)字傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測及分析系統(tǒng)。它能有對地源熱泵換熱井進(jìn)行實時溫度監(jiān)測并保存數(shù)據(jù)，為優(yōu)化地源熱泵設(shè)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(jié)構(gòu)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(qū)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(hù)等級達(dá)到ＩＰ６８，可耐壓力高達(dá)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(jié)：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(yīng)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?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。
本系統(tǒng)技術(shù)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(shè)備：遠(yuǎn)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(shè)置
5、歷史數(shù)據(jù)報表打印
6、歷史曲線查詢等功能。
【技術(shù)參數(shù)】
1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃
2、溫度精度： 正負(fù)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(shè)置）
6、傳輸技術(shù)： RS485、RF(射頻技術(shù))、GPRS
7、測點線長： 小于350米
8、供電方式： AC220V /內(nèi)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(hù)等級：IP66
使用注意事項：
防水感溫電纜經(jīng)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(nèi)以方便后期維護(hù)。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護(hù)，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(jìn)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(fù)，蘭色為信號線。請嚴(yán)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(yīng)該限制在150個節(jié)點以內(nèi)。
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(dāng)總線距離在200米以內(nèi)，則可以采用DC9V給現(xiàn)場模塊供電，當(dāng)距離在500米之內(nèi)，可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。
【北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司提供定制各個領(lǐng)域用的測溫線纜產(chǎn)品介紹】
地源熱泵空調(diào)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(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導(dǎo)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(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。
由北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統(tǒng)，硬件采取*ARM技術(shù)；上位機(jī)軟件使用編程語言技術(shù)設(shè)計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內(nèi)部，根據(jù)客戶距離進(jìn)行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應(yīng)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)的設(shè)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(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個或幾個空調(diào)采暖周期（一般一個空調(diào)采暖周期為1年）后，系統(tǒng)的取熱和放熱嚴(yán)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(shè)計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標(biāo)準(zhǔn)。
首先對地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進(jìn)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(hù)結(jié)構(gòu)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(fù)荷，我們根據(jù)該負(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(diào)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(jìn)行供熱和供冷，在埋地管換熱器設(shè)計中，土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù)，而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導(dǎo)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(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的地源熱泵測溫電纜設(shè)計方法，北京鴻鷗成運儀器設(shè)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(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)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(zhì)等環(huán)境對空調(diào)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(jìn)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(jìn)行地?zé)釡y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(zhuǎn)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(jìn)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(shè)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(yīng)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?zé)釡y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(jìn)行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉(zhuǎn)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(dāng)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(jìn)行校正。當(dāng)進(jìn)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(zhǔn)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(chǎn)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(jìn)行校準(zhǔn)，因而它們的使用有很大的局限性。
北京鴻鷗成運儀器設(shè)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(yīng)元件，感應(yīng)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(jìn)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(shè)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(zhuǎn)換器和現(xiàn)場總線管理器，直接將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合遠(yuǎn)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(shè)
一、系統(tǒng)介紹
1、建設(shè)自動監(jiān)測監(jiān)測平臺，可監(jiān)測大樓內(nèi)室內(nèi)溫度；熱泵機(jī)組空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、
壓力、流量；系統(tǒng)空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、壓力、流量；熱泵機(jī)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(jī)組運行情況 24 小時實時監(jiān)測，異常情況預(yù)
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(jìn)行綜合的科學(xué)評價，為進(jìn)一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)依據(jù)。
具體測量要求如下：
1）各熱泵機(jī)組實時運行情況；
2）室內(nèi)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(jī)房內(nèi)空調(diào)側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；
5）機(jī)房內(nèi)地埋管側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；
6）機(jī)房內(nèi)用電設(shè)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(nèi)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(jīng)安裝自動監(jiān)測設(shè)備的地?zé)峋畬嵤┳詣颖O(jiān)測的數(shù)據(jù)分
析展示，可實現(xiàn)地?zé)峋突毓嗑乃弧⑺疁亍⒘髁繉嵤﹤鬏敺治觯⒖蓪崿F(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預(yù)
警，做到實時監(jiān)管，有地?zé)峋\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(nèi)水位監(jiān)測及變化曲線；
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地?zé)峁芾硐到y(tǒng)（geothermal management system）是為實現(xiàn)地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)而建立的管理系統(tǒng)。
我司深井地?zé)岜O(jiān)測產(chǎn)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(yuǎn)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(wǎng)NB無線傳輸至WEB端B/S架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)；單總線結(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展256個點；進(jìn)口18B20高精度傳感器，在10-85度范圍內(nèi)，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(xì)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(jī)——地?zé)豳Y源監(jiān)測系統(tǒng)／地?zé)峁芾硐到y(tǒng)（可在換熱站同時監(jiān)測溫度／流量／水位／泵內(nèi)溫度／壓力／能耗等多參數(shù)內(nèi)容，可實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)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(shè)備有限公司
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