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地埋管地源熱泵系統

熱響應測試服務及設備選型手冊
TRT Server & Equipment Selection Guide

以上內容有節選，如有詳細需求，請下載文檔

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司 2019 年版

一、公司簡介

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司是一家從事地熱監測及其裝備開發的專業化公司，業務范圍涵蓋清潔能源利用的技術咨詢(地熱能、余廢熱、空氣能等)、智慧能源、智慧環境、裝備研發及銷售等。

在淺層地熱能開發利用方面，公司對外提供熱響應測試服務，并銷售熱響應測試設備等地熱裝備。

二、熱響應測試簡介

1、測試必要性

地埋管地源熱泵系統是以巖土體為低品位熱源，由熱泵機組、地埋管換熱器和末端組成的空調系統。它是以可再生的低品味地熱能為冷、熱源實現供暖、制冷的新型能源利用方式，與使用煤、氣、油等常規能源供暖空調方式相比，具有節能、環保、可再生等特點。地埋管地源熱泵系統設計的重點就是地埋管換熱器的設計，一旦地埋管換熱器設計不合理，可能導致地源熱泵系統投資增加或者運行效率降低甚至無法正常運行。

熱響應測試的目的就是通過原位測試及分析工作，獲得本地基本地質資料、地埋管換熱孔與周圍巖土體間的換熱規律、每延米地埋管換熱器的換熱量、巖土體的熱物性參數以及周圍溫度場的變化情況等，為確定換熱孔的鉆鑿施工工藝、設計地埋管換熱器以及整個熱泵系統提供依據。

根據 GB50366-2005 地源熱泵系統工程技術規范和 DZ/T 0225-2009 淺層地熱能勘查評價規范中的相關規定，地埋管地源熱泵項目在設計前應進行熱響應測試工作，通過測試獲得巖土體初始溫度、熱物性參數以及地埋管換熱器的換熱能力作為設計依據。

三、相關標準規范

行業內的規范有兩個，一個是國家標準 GB 50366-2005(2009 年版)地源熱泵系統工程技術規范，其關于測試方面的規定主要用于指導地源熱泵系統前期勘察;另一個是國土資源部的行業標準 DZ/T 0225-2009 淺層地熱能勘查評價規范，用于指導區域的淺層地熱資源勘查評估。

四、淺層地熱能熱響應測試儀

1、型號規則

2、設備選型表

淺層地熱能熱響應測試儀選型表

型號		單位	HOH9-MS/1	HOH12-M/1	HOH24-A/1	HOR24-A/1
移動形式			便攜式	組合式	組合式	組合式
電源		V	380	380	380	380
功率	配電	kW	12	15	27	33
	加熱	kW	9	12	24	24
	制冷	kW	—	—	—	9
水泵	流量	t/h	1.0(2.0)	2.0(3.0)	2.0(3.0)	1.8(2.6)
	揚程	m	6	20	20	20
	變頻	—	N	Y	Y	Y
精度	溫度	—	*	*	*	*
	流量	—	0.5 級	0.5 級	0.25 級	0.25 級
	壓力	—	—	—	0.5 級	0.5 級
	多功能電表	—	0.5 級	0.5 級	0.5 級	0.5 級
	互感器	—	0.5 級	0.5 級	0.5 級	0.5 級
	數采儀	—	0.5%	0.5%	0.5%	0.5%
功能		—	A、B1、F、G、 H	A、B1、F、G、 H	A、B1、C1、 D1、E1、F、G， H	A、B、C、D、 E、F、G、H

注:1)水泵流量為連接 100m 深換熱孔埋設 D32 雙 U 型 PE 管工況下的大流量，括弧內為進、出口短接工況的大流量;水泵揚程為大揚程;

2)全系標配5個溫度擴展接口，用于巖土體初始溫度和熱干擾測試;

3)公司根據客戶要求可提供定制服務。

3、熱響應測試儀功能

各個型號的設備根據配置不同實現的功能不同，詳見熱響應測試儀選型表的功能欄，所有功能如下:

A 巖土初始溫度測試;
B 穩定熱流模擬測試:B1 恒定熱量，B2 恒定冷量;
C 穩定工況模擬測試:C1 夏季工況，C2 冬季工況;
D 穩定工況間歇運行模擬測試:D1 夏季工況間歇運行，D2 冬季工況間歇運

行。該試驗在穩定工況模擬試驗的情況下，結合建筑功能要求的運行時間調整系統的工作和停機時間，從而測定在間歇運行情況下單位地埋管換熱器的換熱功率并計算綜合傳熱系數;

E 穩定工況多孔聯合測試，E1 夏季工況多孔聯合測試，E2 冬季工況多孔聯合測試;

F 巖土溫度恢復測試，地層溫度恢復測試是在地埋管換熱器進行完穩定熱流或穩定工況模擬試驗后，監測地層溫度變化，該溫度變化即為地層溫度的恢復狀態。通過地層溫度恢復測試，可分析春、秋過渡季節地層溫度的恢復狀況，評估地層溫度恢復能力，為全年冷熱平衡分析提供依據;

G 熱干擾測試，可在進行穩定熱流或穩定工況試驗的過程中監測距離測試孔不同距離的地層溫度變化情況，分析熱干擾半徑;

H 其它功能，H1 密碼保護，H2 各種電器安全保護及設備保護，H3 故障報警， H4 數據自動存儲，數據可輸出。

4、熱響應測試儀選配套件

淺層地熱能熱響應測試儀套件選型表

編號	套件名稱	套件內容	套件功能
1號	車載套件	滑軌、固定器	車載適配，實現設備上下搬運及車內固定
2號	平板拖車套件	平板拖車及固定器	設備可固定在拖車上，并由車輛拖曳
3號	履帶底盤套件	履帶底盤	泥濘道路運輸測試儀
4號	手推套件	便攜手推車	實現手推車運送設備
5號	防雨套件		測試過程防雨
6號	遠程套件	遠程網關、APP、Sim 卡	遠程設備操作
7號	野外套件	帳篷、睡袋、地墊、備用電源、便攜炊具、便攜桌椅	滿足野外測試的基本生活需求
8號	測井套件	視電阻率測井儀	視電阻率測井
9號	分層測試套件	光纖、主機、活動密封接口	分層熱物性測試
10 號	分析軟件套件	測試數據分析軟件	測試數據分析

注: 1)車載套件需滿足設備在車廂內的安裝空間;

2)平板拖車套件用戶需咨詢當地拖車管理規定;

五、現場測試流程

全自動野外地溫監測系統/凍土地溫自動監測系統

地源熱泵分布式溫度集中測控系統

礦井總線分散式溫度測量系統方案

礦井分散式垂直測溫系統/地熱普查/地溫監測哪家好選鴻鷗

礦井測溫系統/礦建凍結法施工溫度監測系統/深井溫度場地溫監測系統

TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，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。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測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統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,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩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、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩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據發到總線上。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測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

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值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套的基于現場總線和數字傳感器技術的在線監測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

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，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 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值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，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測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

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

【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】

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

淺層地溫能監測系統概況：

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

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統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、系統的精度差，會受環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的穩定性，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的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數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，因數據傳輸采用總線方式，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。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數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測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，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，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；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；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統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優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

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