暖通工程中地源热泵技术的应用与施工

1 工程概况

根据淮南市山南剧院项目的《地源热泵系统工程地埋管测试报告》，夏季平均每米井深换热量为：54.7W/m，冬季平均每米井深换热量为：42.3W/m，在施工前对工程进行了土壤热工测试。根据测算结果可知本工程地源热泵地埋管系统换热量：夏季为：2797kW，冬季为：1960kW。根据计算，工程选择使用高密度HDPE100 型dn32 双U型管土壤换热器，有效长度为：120m。按冬季空调热负荷设计地埋管。所需换热孔数量为426 个。

另外，为了使地源热泵空调系统能实现长期利用地热源的目的，使土壤每年的取热和放热总量达到平衡。工程设计中采用地源热泵加辅助冷却塔的复合式地源热泵系统，利用冷却塔承担冷热负荷差，以保持土壤的热平衡。

2 山南剧院暖通工程中地源热泵技术的应用与施工

2.1 暖通工程中地源热泵技术的施工流程图

在施工开始之前，参照以往的经验并结合工程的实际情况，设定了科学的施工流程，确保工程施工安全、质量。

2.2 暖通工程中地源热泵技术的实际施工

将地源热泵技术应用到暖通工程中不仅可以有效的节约能源，同时还可以大大提高暖通系统的稳定性以及其环保性能，因此其发展是非常有必要的。现以山南剧院暖通工程为例介绍地源热泵技术的实际施工。

2.2.1 钻孔

（1）在进行钻孔前充分仔细勘察现场的地质条件和具体情况，同时，与其他专业的相关衔接工作做充分准备。钻孔过程应严格遵照施工图纸执行，包括钻孔的行间距、钻孔数量等参数，进行准确放线定位。（2）钻孔过程中首先应保证钻杆能够自始至终保持垂直状态，钻孔过程中应严格控制钻孔偏差，实际操作过程中应保证水平偏差在1％范围内，垂直偏差在0．5％范围内。（3）钻孔过程中泥浆池的作用是十分关键的，泥浆池是钻孔所用泥浆的容器，可以避免钻孔所用的泥浆四处流动，保证泥浆及施工现场的干净整洁：钻孔过程会产生很多废弃的土壤，应将这些废弃物进行集中堆放。

2.2.2 组装管道和下管工作

（1）地埋式用到的U形管一般情况下在现场进行组装、切割是最合理的，以满足有可能出现的设计变更，尤其是钻孔深度的需要。组装前应做好材料的进场工作，所需材料应整齐码放，避免管材堆放不整齐、堆放过高等原因产生的局部受压情况的出现，防止管材受压变形影响使用效果，应严格限制管材的堆放高度。同时，HDPE管道进场后应做好防晒工作，尽量采用集中装箱的方式储存，或用遮阳布等将其进行覆盖，避免因长时间的阳光照射影响其质量。（2）每隔3m 左右应将U 形管道用支卡隔开，这样做可以有效的避免热桥效应的出现。同时，施工前应对管道间距离进行合理的规划，防止由于设计不合理使管道紧贴。此外，下管工作完成后应对管道两端进行封闭处理。

2.2.3 管道压力的试验

在暖通工程地源热泵技术施工过程中，管道的压力试验最少要进行五次，以便于最大程度的确保管道运行的安全与稳定。（1）垂直下管之前开展相应的管道压力试验，也就是通常所说的带压下管；（2）水平管道和垂直管道在进行熔接之前还要第二次的管道压力试验，当试验结果符合相关规定后才可以继续对管道进行施工；（3）管道在熔接完成之后还要再次进行管道压力试验；（4）分区集、分水器和各回路水平管连接完成之后还要再次进行管道压力试验，并且本次试验的时间应该大于等于四小时；（5）暖通工程全部完工之后应该开展最后一次管道压力试验，本次管道压力试验的时间应该大于等于48 小时。这有这样，才能够最大程度的确保暖通工程的效果。

3 地源热泵技术施工质量控制对策

3.1 钻孔质量的控制对策

（1）在开展钻孔作业之前，依据实际的施工情况对钻孔现场实施清理，在将场地清理好之后，开始布线，最后确定好实际施工的钻孔位置。（2）钻机的钻杆要拥有非常优良的垂直度，以便于最大程度的避免钻机钻杆在钻孔过程中出现垂直偏差，对管道造成影响。（3）在实际钻孔作业中，相关质量监管工作人员要随时对钻孔位置进行检查和记录，使钻机在正确的位置进行钻孔作业。（4）在钻孔作业竣工之后，还要对钻孔的深度以及质量进行检查，检查无误之后向监理报批，准备验收。（5）地埋换热管下管过程中应对下管深度进行确认，且应带压下管，假如在下管作业中工作人员发现压力存在快速变化的情况，应该将施工所用的管道抽出，选择新的压力试验合格的管道进行带压下管作业。完成之后分析出现这种问题的情况，并制定好相应的整改措施。（6）地源热泵技术实际施工中的埋管作业要尽可能的连续作业，施工中途停止或者休息的时间不可以大于15min。（7）在钻孔作业中为了防止钻孔出现塌方状况，应该向钻孔中灌注泥浆。

3.2 回填质量的控制对策

回填工序也称为灌浆封井，该工序主要有两个目的：第一，增强埋管和钻孔壁二者之间的热传递性能；第二，对工程进行密封，以便于防止工程对地下水层造成污染。
（1）井孔中地埋管换热器埋设完毕后，用原浆、细砂的混合浆进行灌浆回填，确保填充物沉淀密实后，在孔内铲入细砂进行封孔，必须将管和孔井之间空隙填实，确保换热效果。
（2）在水平总管连接前，水平沟沟底平整后应先回填一层细沙，待管道连接完成后再回填细砂或细土将管道覆盖，回填压实过程要均匀，回填料应与管道接触紧密，且不得损伤管道。至此，回填完毕。

4 地源热泵技术的应用优势

（1）拥有极好的稳定性：地能的热资源温度通常都处于较为稳定的状态，基本上始终维持在10℃-20℃，冬季温度高于外界环境，夏季其温度低于外界环境，这就使得地源热泵始终可以不受外界因素的影响而处于可靠、稳定的运行状态。
（2）节能高效。地源热泵技术所使用的能源为地热以及电能，其中地热为主，电能为辅，因此，使用该技术可以极大的节约电能。相关实践证明，地源热泵在冬季对电能的利用率可以达到100%，这相比于常规的中央空调而言可以节约40%的电能。（3）环保可再生。地源热泵技术在使用过程中不产生任何污染，不产生废气，也不产生固体废弃物，是一种环境友好型的技术。另外，地源热泵是一种可以再生能源，符合能源可持续性发展的趋势，是理想的绿色环保产品。

5 结束语

综上所述，地源热泵技术是一种非常优质的建筑供暖制冷技术，具有着非常良好的应用前景。在该技术的实际使用与施工过程中，钻孔与管道施工是其中最为重要的施工环节，因此要加强对这两个环节的质量控制，确保工程施工安全开展。

来源：暖通空调在线论坛