淺談暖通工程中的地源熱泵技術

王海青

摘 要：地源熱泵作為一種環保節能的空調方式，目前正在我國迅速發展。作為一個新興的技術領域，它的成功應用還有待進一步得到驗證。本文通過分析地源熱泵的技術特點，探討了地源熱泵系統在暖通工程實踐中的應用問題，以期進一步推進地源熱泵技術在暖通工程的應用，對有效提升工程質量，提供理論依據。

關鍵詞：地源熱泵；暖通工程

地源熱泵是一種新的環保節能的空調方式和技術，由于其節能、無污染、效率高等特點，剛一出現就收到業界的廣泛關注，并得到迅速發展。但是，作為一個新的技術領域暫時還沒有得到有效的驗證。筆者根據多年從業經驗及對地源熱泵技術的理解，對這一技術做了介紹，并提出了推廣這一項環保技術的方案。

一、地源熱泵的技術特點

地源熱泵分為地下水源熱泵、地表水源熱泵和地埋管地源熱泵。地埋管地源熱泵系統為閉式系統，通過循環液(水或以水為主要成分的防凍液)在封閉的地下埋管中流動，實現系統與大地間的傳熱。

1、節能：地源熱泵制冷時比傳統中央空調系統運行效率要提高 30％ 50％；供暖時要比熱力管網集中供熱或燃油燃氣供熱系統降低20％～60％。

2、減排：以清潔能源代替燃煤供暖，系統無燃燒設備不產生CO，CO2等溫室氣體。房間內采用水作為循環介質，沒有氟利昂的泄漏。

3、環保：沒有燃燒過程，不存在污染物排放問題，屬綠色環保技術。

4、長效：冬季取出的熱量可在夏天得到補償，全年循環利用，有可再生性；沒有環境污染隱患并避免了對資源造成破壞，有可持續性。地源熱泵也有一些不足之處表現在：初投資偏高；其次，對當地的地質條件及氣候條件依賴性強等。

二、地源熱泵系統在暖通工程實踐中的應用

1、鉆孔施工

（1）鉆孔前應勘測現場，做好和其他專業(如土建、給排水、消防、電纜等)的交叉與銜接。根據施工鉆孔平面圖的孔數、行距和面積，進一步核實現場的施工面積以滿足打孔要求；

（2）核實無誤后，按施工平面圖檢查定位放線，排水、泥漿倒運工序，合理安排土方、泥漿池、安全通道及堆土場的位置，保持通道暢通無阻；

（3）鉆孔就位，要保證鉆機鉆桿垂直度，防止垂直偏差將已埋管道損壞。鉆井機械定位保證水平度偏差≤1％；保證垂直偏差≤0.5％；

（4）在鉆孔的兩孔之間挖l400mm×700mm×500mm泥漿池，位置在地埋管挖溝方向兩孔之間，用作鉆井機在施工中水循環載體，不至于流到其他地方，保證施工現場的整潔；

（5）根據在其他工程的施工經驗，可采用正循環回轉鉆井；

（6）鉆孔過程中安排質量檢查員隨時檢查鉆孔的位置，確保鉆孔位置的正確性，并做好檢查記錄工作，如發現偏差超過標準要求，應及時糾正重新進行定位；

（7）鉆孔完成后，檢查鉆孔深度和鉆孔的質量并做好隱蔽工程記錄報建設單位(監理)驗收；

（8）鉆孔過程中產生的土方和土方開挖的土壤應集中堆放，并用彩條布覆蓋；

（9）在鉆孔過程中為避免鉆孔塌方，在鉆孔過程中灌入泥漿對鉆孔的井壁進行泥漿凝固護壁，防止塌孔。

2、現場預組裝施工

（1）地埋U型管宜在現場預組裝，管材預組裝前應水平堆放在平整的地面上，不應局部受壓使管材變形，堆放高度不宜超過 2m；管件貯存應成箱存放在貨架上或碼堆在平整平面上，地面上碼堆高度不宜超過 2m。HDPE管運至工地采用彩條布覆蓋，嚴禁長時間太陽下暴曬；

（2）HDPE管連接時應注意熱熔管頭清潔，管材切割時當管徑≤de50時，采用旋轉切刀；當管徑 >de50時，采用手工木工鋸；

（3）HDPE管在地面連接完成，試壓、合格后方可埋管；井回填后再次試壓、合格后方可連接水平干管；水平總管連接完試壓、合格后方可回填土。總管連接完后進行系統試壓；

（4）HDPE管道的連接可采用熱熔連接r熱熔承插連接、熱熔對焊連接)，與金屬管道連接應采用法蘭連接；

（5）熱熔對接：管材外徑Φ ≥ 63mm的 HDPE管均可采用熱熔對接方式連接，該方法經濟可靠，其接頭在承拉和承壓時都比管材本身具有更高強度。熱熔連接溫度：200-210℃。使用該方法時，設備僅需熱熔對接機，步驟如下：①把待連接管材置于焊機夾具上并夾緊；②清潔管材連接端并銑削連接面；③校直兩對接件，使其端面錯位量不大于管道壁厚的 10％；④放入加熱板加熱；⑤加熱完畢，取出加熱板；⑥迅速接合兩加熱面，升壓至熔接壓力并保壓冷卻。

（6）HDPE管連接的注意事項：

①管道連接前應對管材、管件及附屬設備、閥門、儀表按設計要求進行核對，并在施工現場進行外觀檢查，符合要求方準使用。連接時應使用同一生產廠家的管材和管件，如確需將不同廠家(品牌)的管材、管件連接則應經試驗證明其可靠后方準使用。每次連接完成后，應進行外觀質量檢驗，不符合要求的必須返工；

②施工人員應進行上崗培訓；

③每次施工后，管口應臨時封堵；

④當室外溫度 <0℃時，塑料地埋管物理力學性能將有所降低，容易造成地埋管的損害，故當室外環境溫度<0℃時，盡量避免地埋管熱換器的施工，若趕工期，施工時應采用保護措施或調整施工工藝參數。

3、下管施工

鉆孔完成后應立即下管，下管前應對U型管進行試壓、沖洗。停留時間越長，孔內的積壓現象越嚴重，管子也就越難放。

采用預制砼導頭下井施工法。預制導頭直徑略小于鉆孔直徑，大于 4根HDPE循環管所占位置的直徑 (預制導頭制作后應進行試壓試驗 )。依靠導頭的重量和 HDPE管內水的重量下井，這樣既保證下管的速度又可保證 HDPE管能有效地到達地源井底，同時，還能保護 HDPE管材在下井過程中免受井壁尖石的刮傷、損壞。一般采用人工下管，下管時必須多人合作，提起管子時不得在地上拖拉，不應形成不自然的彎曲，更不允許產生角度。

為避免熱橋損失，U型管管間距應嚴格按設計要求，下管時盡量保持同心度并且管與管不要接觸太緊，施工時每隔2～4m設置固定支卡將U型管分開，以確保垂直地源換熱管的相對位置不變，垂直換熱管不會貼在一起。HDPE管下井完成后，須將 U型管兩個端口密封。

三、結束語

地源熱泵作為一種環保節能的空調方式，目前正在我國迅速發展。作為一個新興的技術領域，它的成功應用還有待進一步得到驗證。作為施工和管理人員都應該積極參與到推廣這項節能環保的新技術中，不斷總結經驗。本文通過分析地源熱泵的技術特點，針對地源熱泵系統在暖通工程實踐中的應用問題進行探討，以期進一步推進地源熱泵技術在暖通工程的應用，對有效提升工程質量，提供理論依據。

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