地源熱泵節能技術在暖通空調工程中的應用研究

白璐

摘要：地源熱泵作為一種新型的可再生能源，具有獨特的優勢。它可以更穩定地提供能源，不受價格、燃料儲備等因素的影響，在清潔、環保、節能減排方面發揮著重要作用。地源熱泵技術作為一種高效、節能、環保的供冷供熱技術得到廣泛應用。因此，本文主要分析地源熱泵技術在建筑暖通空調中的實際應用。

關鍵詞：建筑暖通;地源熱泵;技術應用

前言

中國地域廣闊，地表可利用資源豐富，因地制宜采取不同形式的地源熱泵技術，可以有效地改善低溫地熱資源，克服傳統暖通空調技術的局限性，同時，對節約能源、防治環境污染和城市現代化具有重要意義。

一.地源熱泵技術簡述

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。結構上有一個由地下埋管組成的地埋管換熱器。地埋管換熱器的設置形式主要有水平和豎直兩種。豎直埋管的形式是在地層中鉆直徑為0.1m～0.15m的鉆孔，在鉆孔中設置1組（2根）或2組（4根）U形管并用灌漿材料填實。

二.地源熱泵技術的優點

1.經濟高效

地埋管地源熱泵技術不需要燃燒等，從而對于能源的需求比較低，而且對于傳統的空調系統來說其效率提高了40%以上，從而能夠小小地節約能源和運行成本。同時地源熱泵技術機組具有量的穩定性和可靠性，所以整個系統具有高效性和經濟性。

2.環保長效

地源熱泵技術中沒有對其他資源進行利用，沒有燃燒過程從而整個地源熱泵技術是相當環保的，不會因為廢棄物的排放對于環境造成污染。同時地源熱泵技術在全年進行循環利用，當冬季想地下吸取熱能的時候，夏天可以向地下釋放能量，從而實現地下溫度的平衡，從而能夠長期有效的進行應用。

三.地源熱泵系統在暖通工程中的應用技術

1.鉆孔施工

1.1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;

1.2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;

1.3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%;

1.4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;

1.5根據在其他工程的施工經驗，可采用正循環回轉鉆井;

1.6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

2.1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;

2.2 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;

2.3 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;

2.4 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;

2.5 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。

2.6 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;

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。

四.結束語

地源熱泵技術可用來替代傳統的用制冷機和鍋爐進行空調、采暖和供熱的模式，是改善城市大氣環境和節約能源的一種有效途徑，也是國內地源能利用的一個發展方向。該技術近幾年來在國內發展極為迅速，在短短的幾年內已經成為建筑節能領域中一項重要新興技術。

參考文獻：

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