第三章--地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計及計算.doc

第三章 地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計及計算一說到設(shè)計，人們往往想到的是工程技術(shù)人員的計算和繪圖，當然這些都屬于設(shè)計領(lǐng)域里的工作，而尋找解決問題的途徑，也是設(shè)計任務(wù)之一。設(shè)計本身包括尋找解決問題的途徑，所以它不限于事先構(gòu)思，更不排斥實踐，而應(yīng)是思維活動與實踐活動的統(tǒng)一?？照{(diào)設(shè)計的任務(wù)及目的，就是把現(xiàn)有能效高的設(shè)備組織好、使用好、充分發(fā)揮它們的作用。現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)的不斷發(fā)展使建筑物內(nèi)的設(shè)施日益增多和復(fù)雜，這對改善人們的生活和工作環(huán)境有著積極作用，但同時也帶來了由于系統(tǒng)設(shè)計、工程施工和運行管理不當而造成對自然環(huán)境和人體健康有害的因素。所以反過來力求解決這些問題就成為一種主要的推動力，促使空調(diào)技術(shù)更進一步向前發(fā)展。目前，建筑節(jié)能的重要性越來越引起人們的關(guān)注。從建筑設(shè)計方面來看，提高隔熱保溫性能，采用合理的朝向，增設(shè)必要的遮陽等可以減少空調(diào)負荷，降低能耗。對于確定的空調(diào)負荷，提高設(shè)備的效率和優(yōu)化運行過程提供相應(yīng)的硬件軟件，都成為降低能耗的關(guān)健?？照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)計一般采用工況設(shè)計法，是以夏季和冬季室外空氣設(shè)計參數(shù)為依據(jù)的典型工況進行計算，并且是按最不利情況考慮，按照設(shè)備的額定工況選擇指標。所以，設(shè)備選型較大?？照{(diào)設(shè)備經(jīng)常處于部分負荷狀態(tài)下運行，必須要求設(shè)備在部分負荷運行時也能高效率運行。避免負荷變化了，而設(shè)備不能作相應(yīng)調(diào)節(jié)，出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象；或設(shè)備也能 調(diào)節(jié)負荷，但調(diào)節(jié)性能差，耗能指標落后。因此，設(shè)計的任務(wù)就是要用先進的自控技術(shù)將空調(diào)全工況下的性能調(diào)整到最佳程度，這就是所謂的過程設(shè)計方法。一、中央空調(diào)設(shè)計主要參考以下的規(guī)范及標準1、通用設(shè)計規(guī)范1)采曖通風及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019-2003（2003年版）；2)采暖通風及至氣調(diào)節(jié)制圖標準（GBJ11488）3)建筑設(shè)計防火規(guī)范（GBJ11687）4)高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（ GBJ004595）5)民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部分）（JGJ26-95）2專用設(shè)計規(guī)范：1)宿舍建筑設(shè)計規(guī)范（JGJ36-87）2)住宅設(shè)計規(guī)范（GB50096-99）3)辦公建筑設(shè)計規(guī)范（JG6789）4)旅館建筑設(shè)計規(guī)范（JGJ67-89）5)旅游旅館建筑熱土與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計標準（GB50189-93）6)地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范（JGJ1422004）7)地面輻射供暖技術(shù)規(guī)范（GB503662005）8)其它專用設(shè)計規(guī)范3專用設(shè)計標準圖集：1)暖通空調(diào)標準圖集2)暖通空調(diào)設(shè)計選用手冊（上、下冊）3)、其它有關(guān)標準二、空調(diào)冷、熱負荷計算空調(diào)負荷是指為保持室內(nèi)空氣設(shè)計條件，單位時間內(nèi)室內(nèi)空氣輸入或排出的熱量，前者稱為熱負荷，后者稱為冷負荷。熱負荷、冷負荷與濕負荷的計算以室外氣象參數(shù)和室內(nèi)要求保持的空氣參數(shù)為依據(jù)。冷熱負荷的計算是空調(diào)工程設(shè)計中最基礎(chǔ)的計算工作，負荷計算的準確性直接影響到建筑的能耗，工程的投資費用和整個系統(tǒng)的運行費用及使用效果。在設(shè)計時，一定堅持對建筑物作負荷分析計算，只有認真的負荷分析計算，才有熱泵機組合理的選型和正確土壤換器的設(shè)計。建筑冷熱負荷的分析計算依據(jù)：建筑物類型、地理位置、環(huán)境條件、外圍結(jié)構(gòu)、建筑物功能、人員狀況、新風量等?？刹捎媚芎姆治鲕浖M行適當?shù)貎?yōu)化分析，減少不必要的負荷浪費。設(shè)計院通常采用負荷逐時計算法，專業(yè)公司通常采用經(jīng)驗估算。1、室外空氣參數(shù)的確定：室外的計算參數(shù)取值的大小，將會直接影響室內(nèi)空氣狀態(tài)和空調(diào)運行費用。除有特殊要外，一律按規(guī)范中的規(guī)定。2、室內(nèi)空氣參數(shù)的確定室內(nèi)計算參數(shù)的確定，除了考慮所提出的一定必要外，空調(diào)房間的負荷要考慮下列因素：照明和設(shè)備散熱量、人體散熱量和散濕量、新風的熱量和濕量。還應(yīng)根據(jù)室外氣溫、經(jīng)濟條件和節(jié)能要求進行綜合考慮各種建筑物室內(nèi)空氣計算參數(shù)按國家標準采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019-2003）的具體規(guī)定。3、冷、熱負荷的計算負荷包括：圍護結(jié)構(gòu)傳熱、外窗太陽輻射、人體散熱、照明散熱、室內(nèi)物品的散熱、空氣的滲入帶來的熱量等形成的冷負荷。冷負荷的計算1）、圍護結(jié)構(gòu)傳熱引起的冷負荷： 其中： F外墻、屋頂?shù)挠嬎忝娣e m2，K外墻、屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù) W/m2.k， 查表 外墻、屋頂?shù)睦湄摵蓽囟鹊闹饡r值 ，查表。2）、玻璃窗的冷負荷，.傳熱引起的冷負荷：其中：窗口面積 m2，玻璃窗的傳熱系數(shù) W/m2.k，查表tn 室內(nèi)設(shè)計溫度 ，tt 玻璃窗的冷負荷溫度的逐時值 ，查表。.玻璃窗日射引起的冷負荷其中： 玻璃窗對太陽輻射直射的吸收率，玻璃窗對太陽輻射散射的吸收率，直射太陽輻射強度 W/m2， 散射太陽輻射強度 W/m2，玻璃吸收太陽輻射熱傳向室內(nèi)的比率，一般取0.319 3）電熱設(shè)備發(fā)熱引起的冷負荷 4）室內(nèi)濕源形成的濕負荷.人體散濕、熱形成的冷負荷，人體散熱與性別、年齡、衣著、活動強度以及環(huán)境條件等各種因素有關(guān)，在人體散出的熱量中，輻射約占40%，對流約占20%，其余40%.則為潛熱。.工藝設(shè)備散濕：隨著工藝流程可能有各種材料表面蒸發(fā)水汽或泄漏，其散濕量確定方法視具體情況而定，可從有關(guān)資料查出。5）冷、熱負荷的估算：在初步設(shè)計階段，由于設(shè)計基本數(shù)據(jù)不是很完備，所以一般是采用負荷指標估算冷熱負荷,目的是為了做投資預(yù)算的依據(jù)。a、建筑面積估算法不同地區(qū)建筑物的冷熱指標估算：b、不同用途的建筑物冷負荷概算指標.空調(diào)的熱負荷熱負荷包括圍護結(jié)構(gòu)的傳熱，外窗的散熱以及室內(nèi)設(shè)施的吸熱等形成的熱負荷。一般建筑的熱負荷量隨地質(zhì)不同有所差異，在我國四、五類區(qū)域，熱負荷均略小于冷負荷。.空調(diào)濕熱負荷濕空氣是由干空氣和水蒸汽所組成的，在工程計算上定0時干空氣的焓及飽和水的為0，則在溫度T 時干空氣的 可表示為：室內(nèi)濕源包括人體散濕和工藝設(shè)備的散濕。人的散濕量大約隨人的活動程度，輕微活動中等勞動重度勞動散濕量逐漸增加100250400g/h。三、能量采集系統(tǒng)的設(shè)計（一）水源熱泵系統(tǒng)：1、水源熱泵水井的確定如果考慮使用地下水水源熱泵系統(tǒng)，首先應(yīng)與當?shù)卣挠嘘P(guān)管理部門聯(lián)系，爭取得到他們的支持，允許使用地下水，然后再按照以下步驟工作：1） 委托當?shù)厮牡刭|(zhì)管理單位對水文地質(zhì)進行調(diào)查，在當?shù)乜辈椴块T進行勘查的總結(jié)資料的基礎(chǔ)上，對地下水源進行估測、評定，以表明所選的地點是否是安裝地下水系統(tǒng)的理想地點。2) 對水文地質(zhì)條件復(fù)雜并且當?shù)貨]有進行勘查工作的地區(qū)，就需要向當?shù)氐目辈椴块T提出勘查要求，由有資格的水文地質(zhì)工作者對當?shù)毓┧突毓嗑M行預(yù)期估測，提供滿足系統(tǒng)峰值流量要求的方案，并建議井的設(shè)置，包括水井的數(shù)量、間距和供水井回灌井的直徑、深度。3) 當?shù)貨]有做正規(guī)的勘查，但有零散的鉆井檔案，而且水文地質(zhì)條件簡單，或用水量不大的情況時，可不進行全面的勘查工作，但是在大面積建筑物水源熱泵系統(tǒng)工程確定方案以前，必須做水文地質(zhì)鉆探。通過鉆探可以更直接而且較準確地了解含水層的埋藏深度、厚度、巖性、分布情況、水位和水質(zhì)等。利用鉆井抽水試驗，注水試驗，從而確定含水層的富水性和水文地質(zhì)參數(shù)，譬如給水度，導(dǎo)水系數(shù)，滲透系數(shù)，儲水系數(shù)，水位傳導(dǎo)系數(shù)，補給系數(shù)及越流系數(shù)等。對地下水儲存量、補給量、容水量和水質(zhì)的評估，選定滿足系統(tǒng)峰值流量要求的最佳方案。4) 將方案報有關(guān)管理部門審批，取得合理開鑿地下水許可證。2、水井的設(shè)計 水井的設(shè)計將由有經(jīng)驗有資格的水文地質(zhì)工作者完成。1) 根據(jù)地下水總的取水量，確定單井的預(yù)期功能和容量、抽水井的取水量、抽水井的動態(tài)水位和回灌井回灌點。2) 井的位置要選在穩(wěn)定型水源地，確定井的幾何尺寸、鉆井數(shù)量、井間距及井的具體定位。3) 大水量用水時，要進行井群的干擾計算，將結(jié)果與設(shè)計的總水量、控制點的降深、回灌點的要求進行比較，盡量滿足要求。4) 井套管的選材、灌漿和回填材料的確定。5) 地下水輸送系統(tǒng)的排氣，防止水錘發(fā)生，消除氧氣腐蝕，避免水井間的虹吸作用等。6) 地下水系統(tǒng)是否允許供水井和回灌井在運行過程中互換。7) 在進行定期的維護避免出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象的條件下，回灌井的回灌量不能超出同一井供水量的2/3。 3、地下水資源的保護1)盡量減少水源熱泵機組對地下水的需求量。采用熱泵機組最低允許進液溫度與最高允許進液溫度之間溫度大的機組，充分利用地下水的能量，相應(yīng)減少地下水的應(yīng)用量。2)增設(shè)地下水流程中的過濾、除砂、重力沉淀設(shè)施，使回灌水清潔，避免回灌井的堵塞，擴大回灌量。3)抽水井和回灌井的深度必須在同一含水層，杜絕不同水質(zhì)的水層相互連通，防止被污染的潛水與其他承壓水混合。4)如果水源熱泵系統(tǒng)所確定的水源是已經(jīng)被污染的水層，可用物理化學(xué)法和生物凈化法對污染的地下水進行凈化，降低地下水的污染程度。4、舉例說明北京某辦公樓，建筑面積10000平方米，坐落在北京海淀區(qū)四季青鎮(zhèn)杏石口路，四季青鎮(zhèn)單井取水量為80立方/小時，回水量為70立方/小時?，F(xiàn)項目業(yè)主想采用水源熱泵系統(tǒng)冬天供暖、夏天制冷，請為業(yè)主計算應(yīng)該打多少口井？(二) 地源熱泵系統(tǒng)地源熱泵中央空調(diào)地熱交換系統(tǒng)可分為垂直式與水平式兩種。在選擇地熱交換器的形式時必須對建筑物的功能、環(huán)境和土質(zhì)水文做清楚的了解，和詳細的調(diào)研后，方可確定地熱交換器形式。1 水平式埋管（水平式）水平式埋管方式的優(yōu)點是在軟土層造價低，但受外界氣候影響。水平式埋管的方式可分為單層和雙層，如圖：單溝多管和雙溝多管。多選用32 的PE 管。水平平鋪，單溝單回路每延米管長換熱量34W/M。雙回路換熱量25W/M。四回路換熱量20W/M。六回路換熱量16W/M。不同地區(qū)有所差別。2、垂直式埋管（立式）垂直式埋管就是在地面向深處鉆孔，將U 型管安裝在井孔里，將孔填實，根據(jù)每孔實裝U 型管的數(shù)量可分為單U 型、雙U 型和多U 型。 鉆孔直徑與孔間距離單U 型 孔徑5080mm 孔間45m雙U 型 孔徑100150mm 孔間56m多U 型 孔徑200250mm 孔間6米以上 鉆孔深度空調(diào)系統(tǒng)分為單狀態(tài)運行和兩種狀態(tài)運行，單狀態(tài)運行和兩種狀態(tài)運行時間差大的土壤換熱器的鉆孔深度宜為4060m。兩種狀態(tài)運行時間差小的土壤換熱器的鉆孔深度宜100m 以下。熱泵系統(tǒng)兩種狀態(tài)運行時間較為平衡的土壤換熱器的鉆孔深度宜為150m以下。3、現(xiàn)場的調(diào)查與分析在決定采用地源熱泵系統(tǒng)地熱交換器的形式之前，應(yīng)收集有關(guān)資料并對工程施工現(xiàn)場實際情況進行準確的掌握，這就是現(xiàn)場勘測。1）仔細閱讀計劃建設(shè)的建筑物設(shè)計文件，掌握建設(shè)的規(guī)劃、規(guī)模、建筑物的用途，并了解在施工期間所有當?shù)匾?guī)章制度、政策性條例、地區(qū)性法規(guī)，以減少施工干擾。2）確定建筑物業(yè)主擁有的地表使用面積大小和地形，建筑物所在的方位、結(jié)構(gòu)、路邊附屬設(shè)備、地下公用設(shè)施、市政管道位置以及地下廢棄的設(shè)施，以避免因潛在因素造成不必要的損失，影響施工。3）查閱有關(guān)水文資料，包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖土的質(zhì)量深度等，對現(xiàn)場進行調(diào)研分析，做出現(xiàn)場對采用地源熱泵系統(tǒng)的適應(yīng)性評估。4、地址勘察選用地源熱泵系統(tǒng)后的第一件工作就是對現(xiàn)場地質(zhì)的勘測，包括松散土層的厚度、密度、砂型、含水量、巖床的深度、巖床的結(jié)構(gòu)。1） 鉆井勘測孔雖然大部分地區(qū)是適合安裝地源熱泵的，有時候現(xiàn)場也許會因為一些特殊情況，需增大鉆孔設(shè)備容量、增加鉆進難度，加大了成孔成本。在工程開始前，對現(xiàn)場情況的勘測，避免了在施工時可能遇到的潛在復(fù)雜問題，并且使用實際測量數(shù)據(jù)比使用假設(shè)數(shù)據(jù)更可以提高設(shè)計者在設(shè)計上的可靠性和準確性，同時也為工藝設(shè)計提供所需的資料，以便選擇最合適的鉆孔挖掘設(shè)備和鉆井鉆具。對于建筑面積小于3000m2 的建筑，建議使用一個測試井。對于大型建筑物至少使用2 個測試井。對于地耦管水平式熱交換器，挖一個35m 的深坑就能實現(xiàn)，對靠近地表處土質(zhì)狀況是否有巨石存在也能做一定了解。而對于垂直式熱交換器，就需要鉆勘探孔，并按有關(guān)規(guī)定格式做好記錄。2） 地下巖土熱物性參數(shù)的檢測地下巖土的熱物性參數(shù)是地源熱泵土壤換熱器設(shè)計中重要的依據(jù)。習慣的方法是根據(jù)所了解的現(xiàn)場地質(zhì)資料，憑經(jīng)驗假設(shè)一些系數(shù)進行設(shè)計計算，況且地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，影響土壤導(dǎo)熱系數(shù)的因素諸多，導(dǎo)致計算的地耦管的長度與實際長度有一定的偏差，有時甚至相差很大，因此現(xiàn)場的實際勘測是非常必要的。實際準確的熱物性參數(shù)可保證設(shè)計的可靠，是土壤換熱器不會出現(xiàn)負荷不足或規(guī)模過大現(xiàn)象。為了能更準確的為設(shè)計者提供可靠的設(shè)計依據(jù)，應(yīng)在現(xiàn)場按預(yù)計的深度鉆孔，并按確定的工藝完成一個獨立的單孔換熱器，再用專用巖土熱物性測量儀作仔細測量，記錄換熱器環(huán)路中水的流量、進出水的溫度、運行時間等相關(guān)數(shù)據(jù)和每延米孔深或每延米管長的換熱量（W/m）。5、勘測報告1）、勘測數(shù)據(jù)的計算勘測孔的鉆孔，U 型管的安裝，孔的回填均按設(shè)計方案，不得隨意更改。如需改變方案必須經(jīng)設(shè)計者簽字同意后方可執(zhí)行。根據(jù)勘測孔的實測數(shù)據(jù)，驗證設(shè)計計算的結(jié)果。1、勘測孔換熱能力換熱量 = 流量介質(zhì)比熱（進液溫度回液溫度）0.86 （kW）其中：流量(kg)，比熱（kcal/kg），溫度（）。2、U 型管的阻力 = 進液壓力 回液壓力3、確定U 型管的最小流量和最低流速保持最佳換熱量單位時間內(nèi)的最小流量和最低流速，為選定水泵提供依據(jù)。2）勘測報告內(nèi)容根據(jù)調(diào)查、勘測寫出水文地質(zhì)勘測與評估報告，為設(shè)計提供可靠依據(jù)，其內(nèi)容如下：1、建筑物業(yè)主擁有使用權(quán)的土地面積、范圍以及規(guī)劃設(shè)計方案；2土地表面的現(xiàn)有建筑的結(jié)構(gòu)、用途等，是否有其它的高架設(shè)施；3地面的公共設(shè)施、相關(guān)設(shè)施的位置和地下設(shè)施的用途、位置、深度等；4收集到的地質(zhì)資料和做出的評估；5鉆探勘測孔是掌握工程現(xiàn)場土壤熱工特性的重要手段之一，闡明鉆孔設(shè)備、鉆井方法、鉆井工具，勘測孔的孔深、孔徑，U 型管的數(shù)量、直徑、長度，回填料的配制以及回填設(shè)備。6U 型管內(nèi)的介質(zhì)、流量、流速、進液溫度、回液溫度，寫明測量結(jié)果，附有測量記錄數(shù)據(jù)。6、地源熱泵土壤換熱器的設(shè)計垂直埋管技術(shù)是國際土壤源熱泵組織所推薦的，特別適合于場地比較緊張的城市地區(qū)。工程上最多的是U 型管換熱器。關(guān)于垂直埋管換熱器傳熱分析數(shù)值計算的論文很多，而且計算方法各不相同，在應(yīng)用方面較少有通用性。本節(jié)主要闡述的是垂直式換熱器的設(shè)計計算。但是，因為垂直埋管換熱器傳熱問題影響因素眾多，涉及空間范圍大，計算時又很難查找有關(guān)可靠參考數(shù)據(jù)。所以，在當前的計算條件下用數(shù)值計算方法直接進行實際工程的設(shè)計計算還有一定的難度。目前，在實際工程中廣泛采用最大負荷估算法。設(shè)計計算是為了保證在地埋管換熱器的壽命周期中，循環(huán)介質(zhì)的溫度變化都在設(shè)計要求的范圍之內(nèi)。1）換熱器換熱量的確定查閱被選用的熱泵機組的樣冊，統(tǒng)計出夏季空調(diào)運行所需要的機組制冷量之和Q 冷以及冬季采暖運行所需要的機組吸熱量之和Q 熱，查出機組制冷運行和制熱運行的能效系數(shù)EER 和COP。夏季制冷時，土壤換熱器向大地排放的熱量為：冬季制熱時，土壤換熱器從大地吸收的熱量為：從實踐中得到，在地質(zhì)情況相同的條件下，熱泵機組允許的最低和最高進液溫度是確定熱交換器地耦管長度的主要因素。如果以允許最低進液溫度為確定因素，熱交換器的長度由吸熱負荷確定；如果以允許最高進液溫度為確定因素，熱交換器的長度由放熱負荷確定。在實際中，溫度只會達到最低或最高溫度限制值中的一個。降低機組的最高溫度允許值或升高機組最低溫度允許值，都要增加地耦管的長度。2）換熱器地耦管的選材常用的塑料管UPVC、PB、PP-R、PEX、ABC、PVC、PE 中，地耦管換熱器采用PE 管。選用的PE 管材要具備以下要求：a 耐腐蝕性能好：聚乙烯PE 管，耐化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，無電化學(xué)腐蝕，保證地耦管使用50 年以上；b 良好的柔性、延展性：聚乙烯PE 管是一種高柔性管材，其斷裂伸長率一般超過500%；c 流體阻力小：聚乙烯PE 管內(nèi)壁光滑，絕對粗糙度K 值不超過0.01mm，是鋼的20。內(nèi)壁光滑，使壁內(nèi)不易結(jié)垢，流體磨擦阻力?。籨 優(yōu)良的撓屈性：聚乙烯PE 管小于50 的較長的管可盤卷供應(yīng)，減少接頭；e 較好的耐沖擊性：聚乙烯PE 管耐沖擊強度高，不易破裂；f 導(dǎo)熱系數(shù)高：聚乙烯PE 管導(dǎo)熱系數(shù)大于0.42W/m；（土壤源換熱器專用管導(dǎo)熱系數(shù)大于0.65W/m）；g 良好的施工性能：聚乙烯PE 管材(1) 尺寸規(guī)格目前，國內(nèi)已有口徑 25400。(2) 顏色A、GBl5558.1 規(guī)定，燃氣用聚乙烯管道的顏色為黃色或黑色加黃條；B、GB13663 規(guī)定，給水用聚乙烯規(guī)定為藍色或黑色加藍條(3) 長度長度一般為12 米根(標準規(guī)定為6、9、12 米根)，小口徑管可盤卷(4) 性能指標短期靜液壓強度：在20、環(huán)向應(yīng)力9MPa 下，韌性破壞時間應(yīng)大于100 小時在80、環(huán)向應(yīng)力4.6MPa 下，脆性破壞時間應(yīng)大于165 小時熱穩(wěn)定性：在200下，應(yīng)大于20 分鐘耐應(yīng)力開裂：在80、環(huán)向應(yīng)力4MPa 下，應(yīng)不小于170 小時壓縮復(fù)原在80、環(huán)向應(yīng)力4MPa 下，應(yīng)大于170 小時縱向回縮率：在110下，應(yīng)不大于3斷裂延伸率：應(yīng)大于350(5) 壓力等級對于水管道，是按原材料的不同等級(PElOO、PE80、PE63 等)、標準尺寸比(SDR)給出的。MOP：最大允許工作壓力MRS：材料的最小要求強度SDR：標準尺寸比管件的分類根據(jù)管件的生產(chǎn)方式不同，可將管件分為注射管件及焊接管件兩大類。大部分管件都可用注射成型的方法制造。但對于一些壁厚、體積、重量都較大的管件，可采用焊接的方法制造。根據(jù)施工方法、用途的不同，可將聚乙烯管件分為電熱熔管件、熱熔對接管件、承插管件、鋼塑轉(zhuǎn)換接頭等類型。A、電熱熔管件：電熱熔管件在制作工藝過程中，將電熱絲布置于管件的內(nèi)表面，施工時將管子與管件配合后用專用的加熱控制電源將管件中的電熱絲通電加熱，使管件與管材的接觸表面熔化結(jié)合，冷卻后使管件與管材牢固、密封地結(jié)合在一起。由于施工快捷方便，焊接效果好，電熱熔管件是目前世界上聚乙烯管材連接件中應(yīng)用最為廣泛的一種。此種管件的缺點是制造成本較高。B、熱熔對接管件：熱熔對接管件是指適用于熱板對接焊的管件。C、熱熔承插管件：熱熔承插管件是用于承插焊連接的管件。一般口徑較小，主要用于32以下管件。D、鋼塑轉(zhuǎn)換接頭：鋼塑轉(zhuǎn)換是實現(xiàn)鋼管向塑管、塑管向鋼管轉(zhuǎn)換的專用管件。按工程習慣，聚乙烯管道系統(tǒng)的管件又可分為：套筒、彎頭、三通、鞍型、三通、變徑、法蘭、鋼塑轉(zhuǎn)換等。管件的性能：A短期靜液壓強度：在20、環(huán)向應(yīng)力9MPa 下，韌性破壞時間應(yīng)大于100 小時在80、環(huán)向應(yīng)力4.6MPa 下。脆性破壞時間應(yīng)大于165 小時B熱穩(wěn)定性：在200下，應(yīng)大于20 分鐘C加熱伸縮：管件外徑及長度變化不超過5，管件外形不允許有明顯變化。聚乙烯PE 球閥PE 球閥是聚乙烯管網(wǎng)系統(tǒng)中不可缺少的控制元件。它開啟、關(guān)閉的力矩小，閥門無腐蝕，不需維護和維修，使用壽命50 年，聚乙烯管網(wǎng)系統(tǒng)的完整性提高。整體式的閥體，免除了泄漏的可能，PE 球閥與PE 管道連接時，無需設(shè)置閥門井，直埋施工，閥體兩端的直口可使用對接焊或電熔焊方便的連接。聚乙烯PE 管管質(zhì)輕，焊接工藝簡單，管件與管材在材質(zhì)上同一性，實現(xiàn)了管件與管材焊接的一體的化。其接口的抗拉強度和爆破強度均高于管材本身，有效抵抗內(nèi)壓力產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力和軸應(yīng)力。（三）能量采集水系統(tǒng)的承壓在一般情況下，地埋管換熱器最低處是最高壓力點，系統(tǒng)停止運行時，等于系統(tǒng)的靜水壓力的差與大氣壓力之和，系統(tǒng)啟動的瞬間，最低處壓力等于靜水壓力的差、大氣壓與水泵全壓之和，系統(tǒng)正常運行時，最低處壓力等于靜水壓力的差、水泵全壓的一半與大氣壓力之和，PE 管的壓力等級管路所需承受的最大壓力等于大氣壓力、U 型管內(nèi)外液體重力作用靜壓差和水泵揚程總和。選用的管材允許工作壓力應(yīng)大于管路的最大壓力。在20輸送水的最大允許工作壓力：0.4 MPa.、 0.6 MPa、0.8 MPa 、1.0 MPa 、1.25 MPa、 1.6 MPa。（四）地耦管管徑的選擇在管流量部分，在工程中管徑的選擇既能使管道保持最小的輸送功率，又能夠使管道內(nèi)保持紊流，提高循環(huán)液體和管道內(nèi)壁之間的放熱系數(shù)。選擇管徑時必須滿足幾個原則：一是管道要大到足夠保持泵最小輸送功率，減少運行費用；二是管道要小到足夠使管道內(nèi)保持紊流以保證循環(huán)液體和管內(nèi)壁之間的傳熱；三是系統(tǒng)環(huán)路的長度不要過長。地耦管的管徑選擇要考慮到按U 型管的所需長度，成盤供應(yīng)，以減少埋管接頭數(shù)量，所需管件能低價供應(yīng)，降低工程成本。所以目前采用較多的地耦管直徑為PE100-SDR11-32 和PE100-SDR13.6-32。地耦管換熱系統(tǒng)管路的壓力損失主要在集路管，所以集路管管徑應(yīng)適當大一點，多采用PE100 （或PE80）-SDR1113.6。集路管的管徑、流量、阻力：從眾多工程項目施工中得到：地耦管的管徑在25mm50mm 時，以PE100-SDR13.6-32(GB/T13663-2000)為最佳。在換熱器的換熱量小的工程中，在保證質(zhì)量的條件下，盡量選用薄壁管，以提高換熱效果?？咨?0m 以內(nèi)用，壁厚可選2.4mm 的聚乙烯管（公稱壓力1.25）；孔深200m 以內(nèi)用，壁厚為3.0mm 的聚乙烯管（公稱壓力1.6）。影響地耦管長度的因素有換熱器的換熱量、管的材質(zhì)、土壤的結(jié)構(gòu)、埋管的形式以及連接方法等。（四）地耦管管長的計算：（五）、地耦管換熱器的鉆孔數(shù)量和孔的深度鉆孔數(shù)量和深度要根據(jù)建筑物周圍可使用面積，建筑物對中央空調(diào)的使用要求，土地的土壤結(jié)構(gòu)，PE 管的材質(zhì)以及鉆孔設(shè)備等來確定。在使用面積足夠大的條件下鉆孔數(shù)量加大，鉆孔深度可在40m80m，淺孔可降低材料成本，減少鉆孔費用。它適合單一運行狀態(tài)的空調(diào)系統(tǒng)，因為埋管周圍的地表淺層溫度平衡速度快，但淺層埋管土壤溫度波動大。地源熱泵系統(tǒng)的換熱器埋管在條件允許時，盡量采用100m200m 深孔埋管，因為大地溫度隨地區(qū)和季節(jié)不同的溫差在更深處消失，熱泵的兩種運行狀態(tài)基本能使埋管的局部區(qū)域維持溫度的平衡。根據(jù)地耦管的長度、埋管的形式和鉆孔深度，很容易就能確定鉆孔數(shù)量。1鉆孔的數(shù)量可用估算法：（Hq文章介紹一般取3550 W/m，不同地區(qū)在不同工況時，雙U 管實際測量記錄為：50130 W/m。單位孔深換熱量靠河畔、海岸地區(qū)取8090；巖土含水量大、水位高的平原地