的换热管间距在 1.5m 较适合,长时间连续运行的间距在 3m 较适合。为了研究不同间距对管群换热的影响该实验基地的埋管间距为 1.5m ,利用阀门的切换来研究不同间距对换热的影响。埋管对称布置,其平面如图 3 所示 :

4 水环路系统设计
研定平面布置后,即可进行水系统设计。对于每一支管沟的三个孔,由于管道水平距离较近,因此考虑为串联式,全系统有五组串联支路,五组串联支路之间采用并联形式,组成同程式管道系统,每组串联换热进出口均设截止阀与主管连接,以便单独对串联支路进行实验和调节。主管道安装在 断面为 400 × 500mm 的主管沟里。

供水主管进入室内后接水泵,板式换热器和空调器,膨胀水箱置于室内,构成一个水 - 空气热泵系统。在竖直埋管换热器的水进入板式换热器之前,还设计了一个可进入地板下平行管的并联环路,以供冷热地板实验用。系统连接见图 4 。
5 主要设备与管材选择
(1) 水泵
系统水流量 W=7742 × 0.86/(40-35)=1332kg/h
水泵流量 W=1.1 × 1332=1465kg/h
水泵扬程 H=1.2 × 980=1.176kPa
根据 W 和 H 选择水型号为 20SG3-14
(2) 板式换热器
选用舒瑞普 (SWEP) 公司 CBE 钎焊式 B10 型, 40 片,换热面积 40 × 0.031=1.24m2 ,最大水流量 3m3/h 。
(3) 管材
考虑到长期埋入地下,必须要使用耐久、耐腐蚀、热阻小、造价低的管材,国外较普遍使用的聚乙烯塑料 (PVC) 管,因此本试验装置管材全部采用 PVC 管。
6 施工方法
地源热泵地下管群换热器施工一般可按下列步骤进行。
6.1 施工前的准备工作
施工前应对埋管场地的工程地质状况和地质剖面图进行研究,以确定钻机型式和埋管布局,还应对地面进行清理,即清除地面杂草和杂物,并铲除地表浮土。清理地面后要对埋管位置进行放线,根据管道平面布置图确定钻孔的具体位置和系统各管道的标高。主管沟的具体位置和尺寸确定后, 即可进行开挖。在主管沟末端要挖一个泥浆池,钻孔过程中产生的泥浆可顺管沟流入泥浆池中沉积
6.2 钻孔及安装套管
当做好管道沟和泥浆池后,要接通水源和电源。开钻之前还要在钻孔位置上挖出一个 20cm 深 2 倍钻孔孔径的小坑,然后就可以施钻了。
经验表明,有两个问题必须注意 : 其一,施钻完毕钻孔内有大量积水,水的浮力使安放套管有一定的困难,其二,由于钻孔中的泥沙沉积,设计钻孔深度和实际深度可能不一致而影响套管安装。为此,换热器的组装应和钻孔相配合,即每钻完一孔前,套管必须组装好,施钻完毕应尽快将套管放入钻孔中,并立即将水充满套管,以防孔内积水使套管脱离孔底上浮,达不到预定埋设深度。
6.3 管件及管道的连接方法
管道连接有焊接、承插和活接头三种方法。对于埋深不大或场地允许时,应在地面把套管连接好,然后利用钻塔进行放管。对于承插式连接,一定注意在活性胶干了之后才能使用。活接头连接,优点是比较灵活方便,但造价较高。一般的管道和套管中的内管,可采用活接头连接以利于今后的 检修。
由于该项目是实验性质的,因此在套管放入钻孔以前,套管外放置了一定数量的热电偶。方法是在安放热电偶的地方用细砂布把 PVC 管打磨干净,然后把热电偶紧贴管壁,涂上硬聚乙烯粘结剂,硬化后用防水绝缘带固定,外面再用透明胶带将其裹紧。
套管入下去后,将准备好的套头 ( 含进、出水管接头 ) 套在套管上,套头结构形式如图 5 所示。

6.4 施工中的几点体会
(1) 对于壁厚≤ 3.5mm 的塑料管,不宜采用焊接,应该使用活接头或承插连接。埋管深度 >10m 的套管,使用活接头连接方法较好。
(2) 对于