地源热泵施工技术

地源热泵施工技术

朱伟华

朱伟华

（中国铁建大桥工程局集团有限公司，天津）

【摘要】随着当今社会的发展，污染问题变得越来越严重，政府越来越关注新能源的开发与建设，在这种形势下，一种全新的能源与技术诞生了——地源热泵，研究地源热泵的发展对新能源利用有着长远意义。

【关键词】地源热泵；能源与技术；新能源

1前言

地源热泵是一种利用浅层地热能源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等的能量）的既可供热又可制冷的高效节能系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低品位热能向高品位热能转移。本单位施工的铁建大厦就是利用的这种能源，系统采用同程设计，分为3组，设有集、分水器各一组安装在机房内，垂直换热管采用外径为DN32的高密度聚乙烯管（简称PE管）双U形布置，形成闭合系统。

2地源热泵系统特点

合理利用可再生资源，避免了资源的浪费，实现了节能、低碳、绿色生活；通过密闭水循环与土壤进行能源交换，不破坏地层结构，不利用地下水资源、低噪音，又不排放废气和废弃物，对空气不造成热污染，具备零污染的良好环保品质。

3工艺原理

地源热泵施工技术是以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸汽压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程。

4施工流程及操作要点

4.1孔位测设

钻孔孔位定位前应检查各轴线交点的距离是否与孔位图相符，检查无误后用直角坐标或极坐标法测放孔位。样桩用木桩或钢筋标记，为便于寻找，宜涂以红油漆。履带式潜孔钻机就位后，用经纬仪对孔位进行校核，无误后再行施工钻进。

4.2成孔

调直机架钻孔，对好孔位，开动机器钻进，同时注入泥浆进行护壁，达到一定深度停钻，接钻头，继续钻进，重复上述步骤直至设计深度。

4.3下管

地源热泵管是由两组PE管组成的U型联通器，底部直达孔底，通过滚轮装置，利用地源热泵管的柔韧性，直接由人工进行沉放直至设计深度。地源热泵管埋深误差不大于10cm。

4.4井孔回填

井内回填材料应不低于钻孔内岩土体导热系数。孔洞上面6米应用细砂回填，6米以下的应用原浆回填。原浆为红砂岩遇水而成，不易下沉，为保证回填密实，回填过程中采用细沙加水沉降。

4.5管道压力测试及冲洗

竖直埋管散热器在下管前及完成下管回填前，进行压力测试，压力表表盘直径≥150mm，量程0-2Mpa,试验压力为工作压力的1.5倍，且不小于0.6Mpa，在试验压力下，稳压至少15min，观察压力降，当压降不大于3%，且无泄漏现象，试验合格。

4.6水平换热管沟开挖

两组水平管开设沟宽为1.4m左右，单组水平管开设沟宽为0.9m左右，水平管中心距室外地平面平均深度为2m/2.2m/2.6m,采用四台小钩机分组开挖，距离沟底30cm左右利用人工进行清底至设计标高。

4.7管件连接

水平管敷设完成后，进行竖直地埋管与水平管连接，由数量不等的井口组成一个供回水热交换单元，再将各个热交换单元与环路集管连接。环路集管进而与机房的集、分水器进行连接。

4.8水平管沟回填

管道连接好后，经水压试验合格后再进行回填。回填时采用小沟机，人工辅助施工，敷设管道中应充满水，回填时先用细砂填实管底，再同时回填管道两侧，然后再回填至管顶。铺填细砂是为了固定水平埋管，细砂便于填补管路之间的空隙，避免留有空隙对最后回填土方以后，土层沉降不一致，而造成拉伤，压弯管路。沟内有积水时，必须全部排尽后再进行回填。管顶0.5m内的回填土，不得含有碎石、砖块、垃圾等杂物，不得用冻土回填。回填土应分层夯实，每层厚度应为0.2-0.3m，管顶上部0.5m以内的回填土必须人工夯实。

5材料及设备

6质量控制

6.1施工需严格按照设计图纸、施工规范及当前国家法律法规进行施工。

6.2地埋管换热系统施工及安装过程应由监理工程师进行现场检验，管件、管材等材料应符合国家现行标准的规定；管材及管件连接应符合《埋地聚乙烯积水管道工程技术规程》CJJ101-2004的要求，连接部分内部熔化的材料不能造成管径缩小；竖直埋管与水平埋管的钻孔与沟槽位置、深度、竖直度及埋管长度与规格均应符合设计要求；回填材料应符合设计要求；水压试验和水冲洗应符合设计要求和相关规范。

6.3管道试压与检漏应在地埋管安装、回填及水冲洗前后至少应进行5次水压试验；水压试验过程中，局部管道的单独试压必须采用手动泵缓慢升压，升压过程中应随时观察与检查，不得有渗漏，不得以气体试验代替水压试验。

7安全与环保措施

施工前做好安全教育，认真执行安全规程和操作要求，严禁违章作业，杜绝各类事故发生。机械设备（如水泵、电焊机等）移位、电器检修时必须断电操作，严禁带电操公路工程路基施工质量控制技术探究