暖通工程建設中的地源熱泵施工技術

黎啟蒙

(中建三局第一建設工程有限責任公司，湖北 武漢 430040)

1 地源熱泵技術的工作原理

和其他采暖技術不同，地源熱泵技術的工作原理是借助地表潛藏的熱量，利用地表淺層地熱資源調整室內的溫度為室內供暖，如圖1所示。從能量轉換的角度分析，地源熱泵技術實質上是熱能的轉化，其能夠將熱量從高溫熱源轉移到低溫熱源上，使兩者保持熱量的平衡，從而達到均勻散熱、供熱的目的。地源熱泵技術有著很好的運用條件，可以通過自身的優點改善室內的環境，從而提高人們的生活質量[1]。

圖1 地源熱泵系統原理示意圖

2 暖通工程中地源熱泵技術的應用優勢

2.1 地源熱泵技術有利于提升可再生能源的利用率

建筑行業在發展的過程中，不同種類能源的運用十分廣泛。在此背景下，要對可再生能源展開合理的利用以及開發，以盡量避免對不可再生資源的浪費。在地源熱泵技術的實際運用中，要和實際相結合，采用有針對性的辦法，實現對地熱能源的合理利用，從根本上控制建筑物的不可再生能源消耗，實現理想的節能目的。和傳統的空調系統比較，地源熱泵技術的效率不僅能提高30%～50%，而且1 kW的能量消耗能夠給用戶提供5 kW以上的能量或4 kW以上的冷量，節省23%～28%的能源，所以，在確保盡可能滿足社會發展需求的基礎上，可以將其看作是未來發展的趨勢。

2.2 地源熱泵技術有利于突出環境效益

在施工的過程中，工程項目需要耗費大量的能源，在前期的成本投入是非常大的，在施工時和地源熱泵技術結合，這一措施在環境保護方面有很重要的影響，同時能夠獲得很好的經濟效益。在節能減排理念的背景之下，想要從根本上實現對環境的保護，就一定要意識到地源熱泵技術的重要之處。在此技術的應用過程中，并不會對環境或者是建筑物產生影響，也不會對地下水造成污染。住宅建筑不同采暖空調方式的供熱運行污染物排放量比較如圖2所示，可看出，運用地源熱泵技術的建筑污染物排放量是最少的[2]。

圖2 現有住宅建筑不同采暖空調方式供熱運行污染物排放量比較圖

3 暖通工程建設中地源熱泵施工技術

3.1 鉆孔施工

1)要根據施工的平面圖進行定位放線，按照排水和泥漿倒運的施工工序，和現場的實際情況相結合，確定土方、泥漿池、安全通道和推土場等現場的具體位置，要注意所有通道的順暢程度。

2)撞擊的鉆桿要垂直鉆孔，避免垂直偏差的鉆桿損壞已經埋好的管道，而且鉆井的定位要保持水平偏差為1%，垂直偏差度為0.5%。

3)要在兩孔之間挖出500 mm×700 mm×1 400 mm的泥漿池，當作鉆井機在現場施工過程中的水循環載體。

4)采用正循環回轉的鉆井模式。

5)鉆孔的過程中，要隨時安排質檢員核對鉆孔和施工鉆孔拼圖的吻合度，保證所有的鉆孔位置正確，且要做好記錄，如果發現偏差超過設定的標準，應該及時進行改正并且重新定位。

6)當鉆孔施工完畢之后，應該及時檢查鉆孔的深度和質量，并且做好記錄工作以備建設單位驗收。

7)在鉆孔時，要集中堆放產生的土方和土壤。

8)避免鉆孔出現塌方的現象，在鉆孔的過程中灌入泥漿并且對鉆孔的井壁進行護壁，防止出現塌孔的現象。

3.2 現場預組裝施工

1)首先應該埋入U型管，在對管材進行組裝之前，應該水平堆放在平整的地面上，而且堆放的高度不可以超過2 m；同時管件的存儲應該成箱放在貨架上，或者放在平整的地面之上，同時在地面上的高度不可以超過2 m。HDPE管在運輸到工地的時候，應該用彩條布覆蓋，不可以暴露在陽光下。

2)連接HDPE管的過程中，應該徹底清理熱熔管頭，在進行管材的切割過程中，當管徑De50的時候，則運用手工木工具展開切割。

3)HDPE管道在進行地面連接時，完成之后需試壓，檢驗合格之后便可以埋管，回填之后再一次試壓，等待合格以后方可連接水平干管。總管連接以后需要再次進行系統的試壓。

4)HDPE管道的連接能夠運用熱熔連接，和金屬管道連接時應該運用法蘭連接。在對該管道展開連接時，需要注意以下問題：①對現場的施工人員進行嚴格培訓；②應該對管材和附屬設備進行仔細核對，并且在施工現場展開整體的檢查，符合標準以后才可以使用。在連接的過程中，要使用同一個生產廠家的產品，如果需要不同廠家的產品，則要試驗合格之后才可以使用。每次連接完成后，應該對外觀的質量進行檢測，發現不符合要求的立刻返工。每次施工后及時封住管口，當室外溫度<0℃時，塑料地埋管的物理力學性能就會有所下降，很容易對管道造成損害，這時，應該盡量避免地埋管熱換氣的施工，如果是因為趕工期，那么在施工時要采取一定的保護措施或者是調整施工參數。

3.3 下管的施工

在展開下管施工的過程中，必須要注意下管的及時性，在鉆孔完成之后立刻下管，因為下管的時間越晚，鉆孔里面的積壓越嚴重，會不利于管道的下放作業。為了保證下管質量，大多數情況都是運用預制導頭下井施工的方法，在預制導頭制作完畢以后要展開對應的試壓工作，導頭的直徑應該>4根HDPE管的直徑，<鉆孔的直徑，然后根據導頭的重量以及管道自身的重量下井。在下井的過程中，要避免管道在地面上拖拉，避免管道產生不自然的彎曲現象以及角度的變化。此外，嚴格控制管道和管道之間的距離，必須確保兩個管道之間不會出現貼在一起的情況，否則會對管道造成嚴重的影響。

3.4 管道壓力試驗

在暖通工程地源熱泵技術的施工過程之中，管道的壓力試驗應該最少進行5次，以便于最大化保證管道的安全和穩定性。

1)在垂直下管前，要進行有關的管道壓力試驗，即帶壓下管。

2)在垂直管道和水平管道連接之前，進行第二次管道壓力試驗，當試驗結束之后，其結果符合有關規定之后方可接著對管道展開施工。

3)當管道連接完之后，進行管道的壓力試驗。

4)當分區集、分水器以及各回路的水平連接完畢以后，同樣進行管道壓力的試驗。

5)待暖通工程全部竣工以后應進行最后一次的管道壓力實驗，此次管道壓力試驗應該≥48 h，這樣才能夠確保暖通工程的最終效果[3]。

4 結束語

地源熱泵技術是一種十分卓越的建筑供暖制冷技術，有著非常好的運用前景。在此技術的實際運用和施工過程之中，鉆孔和管道的施工是非常重要的環節，要加強對這兩個環節的質量把控，保證工程施工安全進行。