暖通工程中地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用與施工

武大偉

摘 要：地源熱泵技術(shù)是一種解決建筑制冷供暖的新型技術(shù)，與傳統(tǒng)的建筑制冷供暖技術(shù)相比，該技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、高效等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景非常良好。有鑒于此，文章以山南劇院暖通工程為例分析了地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)際施工，旨在為同行業(yè)工作人員提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：地源熱泵技術(shù)；暖通工程；工程施工

1 工程概況

根據(jù)淮南市山南劇院項(xiàng)目的《地源熱泵系統(tǒng)工程地埋管測(cè)試報(bào)告》，夏季平均每米井深換熱量為：54.7W/m，冬季平均每米井深換熱量為：42.3W/m，在施工前對(duì)工程進(jìn)行了土壤熱工測(cè)試。根據(jù)測(cè)算結(jié)果可知本工程地源熱泵地埋管系統(tǒng)換熱量：夏季為：2797kW，冬季為：1960kW。根據(jù)計(jì)算，工程選擇使用高密度HDPE100型dn32雙U型管土壤換熱器，有效長(zhǎng)度為：120m。按冬季空調(diào)熱負(fù)荷設(shè)計(jì)地埋管。所需換熱孔數(shù)量為426個(gè)。

另外，為了使地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期利用地?zé)嵩吹哪康?，使土壤每年的取熱和放熱總量達(dá)到平衡。工程設(shè)計(jì)中采用地源熱泵加輔助冷卻塔的復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)，利用冷卻塔承擔(dān)冷熱負(fù)荷差，以保持土壤的熱平衡。

2 山南劇院暖通工程中地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用與施工

2.1 暖通工程中地源熱泵技術(shù)的施工流程圖

在施工開始之前，參照以往的經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合工程的實(shí)際情況，設(shè)定了科學(xué)的施工流程，確保工程施工安全、質(zhì)量。

2.2 暖通工程中地源熱泵技術(shù)的實(shí)際施工

將地源熱泵技術(shù)應(yīng)用到暖通工程中不僅可以有效的節(jié)約能源，同時(shí)還可以大大提高暖通系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及其環(huán)保性能，因此其發(fā)展是非常有必要的?，F(xiàn)以山南劇院暖通工程為例介紹地源熱泵技術(shù)的實(shí)際施工。

2.2.1 鉆孔

（1）在進(jìn)行鉆孔前充分仔細(xì)勘察現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件和具體情況，

同時(shí)，與其他專業(yè)的相關(guān)銜接工作做充分準(zhǔn)備。鉆孔過程應(yīng)嚴(yán)格遵照施工圖紙執(zhí)行，包括鉆孔的行間距、鉆孔數(shù)量等參數(shù)，進(jìn)行準(zhǔn)確放線定位。（2）鉆孔過程中首先應(yīng)保證鉆桿能夠自始至終保持垂直狀態(tài)，鉆孔過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔偏差，實(shí)際操作過程中應(yīng)保證水平偏差在1%范圍內(nèi)，垂直偏差在0.5%范圍內(nèi)。（3）鉆孔過程中泥漿池的作用是十分關(guān)鍵的，泥漿池是鉆孔所用泥漿的容器，可以避免鉆孔所用的泥漿四處流動(dòng)，保證泥漿及施工現(xiàn)場(chǎng)的干凈整潔：鉆孔過程會(huì)產(chǎn)生很多廢棄的土壤，應(yīng)將這些廢棄物進(jìn)行集中堆放。

2.2.2 組裝管道和下管工作

（1）地埋式用到的U形管一般情況下在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝、切割是最合理的，以滿足有可能出現(xiàn)的設(shè)計(jì)變更，尤其是鉆孔深度的需要。組裝前應(yīng)做好材料的進(jìn)場(chǎng)工作，所需材料應(yīng)整齊碼放，避免管材堆放不整齊、堆放過高等原因產(chǎn)生的局部受壓情況的出現(xiàn)，防止管材受壓變形影響使用效果，應(yīng)嚴(yán)格限制管材的堆放高度。同時(shí)，HDPE管道進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)做好防曬工作，盡量采用集中裝箱的方式儲(chǔ)存，或用遮陽布等將其進(jìn)行覆蓋，避免因長(zhǎng)時(shí)間的陽光照射影響其質(zhì)量。（2）每隔3m左右應(yīng)將U形管道用支卡隔開，這樣做可以有效的避免熱橋效應(yīng)的出現(xiàn)。同時(shí)，施工前應(yīng)對(duì)管道間距離進(jìn)行合理的規(guī)劃，防止由于設(shè)計(jì)不合理使管道緊貼。此外，下管工作完成后應(yīng)對(duì)管道兩端進(jìn)行封閉處理。

2.2.3 管道壓力的試驗(yàn)

在暖通工程地源熱泵技術(shù)施工過程中，管道的壓力試驗(yàn)最少要進(jìn)行五次，以便于最大程度的確保管道運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。（1）垂直下管之前開展相應(yīng)的管道壓力試驗(yàn)，也就是通常所說的帶壓下管；（2）水平管道和垂直管道在進(jìn)行熔接之前還要第二次的管道壓力試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果符合相關(guān)規(guī)定后才可以繼續(xù)對(duì)管道進(jìn)行施工；（3）管道在熔接完成之后還要再次進(jìn)行管道壓力試驗(yàn)；（4）分區(qū)集、分水器和各回路水平管連接完成之后還要再次進(jìn)行管道壓力試驗(yàn)，并且本次試驗(yàn)的時(shí)間應(yīng)該大于等于四小時(shí)；（5）暖通工程全部完工之后應(yīng)

該開展最后一次管道壓力試驗(yàn)，本次管道壓力試驗(yàn)的時(shí)間應(yīng)該大于等于48小時(shí)。這有這樣，才能夠最大程度的確保暖通工程的效果。

3 地源熱泵技術(shù)施工質(zhì)量控制對(duì)策

3.1 鉆孔質(zhì)量的控制對(duì)策

（1）在開展鉆孔作業(yè)之前，依據(jù)實(shí)際的施工情況對(duì)鉆孔現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施清理，在將場(chǎng)地清理好之后，開始布線，最后確定好實(shí)際施工的鉆孔位置。（2）鉆機(jī)的鉆桿要擁有非常優(yōu)良的垂直度，以便于最大程度的避免鉆機(jī)鉆桿在鉆孔過程中出現(xiàn)垂直偏差，對(duì)管道造成影響。（3）在實(shí)際鉆孔作業(yè)中，相關(guān)質(zhì)量監(jiān)管工作人員要隨時(shí)對(duì)鉆孔位置進(jìn)行檢查和記錄，使鉆機(jī)在正確的位置進(jìn)行鉆孔作業(yè)。（4）在鉆孔作業(yè)竣工之后，還要對(duì)鉆孔的深度以及質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查無誤之后向監(jiān)理報(bào)批，準(zhǔn)備驗(yàn)收。（5）地埋換熱管下管過程中應(yīng)對(duì)下管深度進(jìn)行確認(rèn)，且應(yīng)帶壓下管，假如在下管作業(yè)中工作人員發(fā)現(xiàn)壓力存在快速變化的情況，應(yīng)該將施工所用的管道抽出，選擇新的壓力試驗(yàn)合格的管道進(jìn)行帶壓下管作業(yè)。完成之后分析出現(xiàn)這種問題的情況，并制定好相應(yīng)的整改措施。（6）地源熱泵技術(shù)實(shí)際施工中的埋管作業(yè)要盡可能的連續(xù)作業(yè)，施工中途停止或者休息的時(shí)間不可以大于15min。（7）在鉆孔作業(yè)中為了防止鉆孔出現(xiàn)塌方狀況，應(yīng)該向鉆孔中灌注泥漿。

3.2 回填質(zhì)量的控制對(duì)策

回填工序也稱為灌漿封井，該工序主要有兩個(gè)目的：第一，增強(qiáng)埋管和鉆孔壁二者之間的熱傳遞性能；第二，對(duì)工程進(jìn)行密封，以便于防止工程對(duì)地下水層造成污染。（1）井孔中地埋管換熱器埋設(shè)完畢后，用原漿、細(xì)砂的混合漿進(jìn)行灌漿回填，確保填充物沉淀密實(shí)后，在孔內(nèi)鏟入細(xì)砂進(jìn)行封孔，必須將管和孔井之間空隙填實(shí)，確保換熱效果。（2）在水平總管連接前，水平溝溝底平整后應(yīng)先回填一層細(xì)沙，待管道連接完成后再回填細(xì)砂或細(xì)土將管道覆蓋，回填壓實(shí)過程要均勻，回填料應(yīng)與管道接觸緊密，且不得損傷管道。至此，回填完畢。

4 地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）擁有極好的穩(wěn)定性：地能的熱資源溫度通常都處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，基本上始終維持在10℃-20℃，冬季溫度高于外界環(huán)境，夏季其溫度低于外界環(huán)境，這就使得地源熱泵始終可以不受外界因素的影響而處于可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。（2）節(jié)能高效。地源熱泵技術(shù)所使用的能源為地?zé)嵋约半娔埽渲械責(zé)釣橹?，電能為輔，因此，使用該技術(shù)可以極大的節(jié)約電能。相關(guān)實(shí)踐證明，地源熱泵在冬季對(duì)電能的利用率可以達(dá)到100%，這相比于常規(guī)的中央空調(diào)而言可以節(jié)約40%的電能。（3）環(huán)?？稍偕５卦礋岜眉夹g(shù)在使用過程中不產(chǎn)生任何污染，不產(chǎn)生廢氣，也不產(chǎn)生固體廢棄物，是一種環(huán)境友好型的技術(shù)。另外，地源熱泵是一種可以再生能源，符合能源可持續(xù)性發(fā)展的趨勢(shì)，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。

5 結(jié)束語

綜上所述，地緣熱泵技術(shù)是一種非常優(yōu)質(zhì)的建筑供暖制冷技術(shù)，具有著非常良好的應(yīng)用前景。在該技術(shù)的實(shí)際使用與施工過程中，鉆孔與管道施工是其中最為重要的施工環(huán)節(jié)，因此要加強(qiáng)對(duì)這兩個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，確保工程施工安全開展。

參考文獻(xiàn)

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