地源热泵系统工程主要施工技术要求

实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针，可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最有利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。地源热泵系统利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益。

地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。只要是以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统，统称为地源热泵系统。

一、地源热泵技术原理及优点

地源热泵技术，也称地热泵技术，是一种利用地下浅层常温土壤(或水)中的能量作为能源，借助热泵机组向建筑物内用户提供既可供暖、又可供冷的新型空调技术，并具有高效、节能、无污染、低运行成本之优点。通俗地讲，地源热泵技术是利用地下浅层土壤或地下水温度的相对稳定特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，与建筑物内部进行热交换的技术。冬季，它可代替锅炉的运行，从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季，它代替空调普通装置向土壤排热，给建筑物供冷。其实，它还能做到常年供应生活热水，被称为21世纪的“绿化空调”技术。

优点：运行中所需费用低，不像燃气锅炉和燃煤锅炉在运行中需要投入原材料的费用，从而降低了成本。利用可再生能源，节约矿物资源，地源热泵系统可有效地利用“冬暖夏凉”的地温资源，冬季从大地吸收热量，夏季向大地放出热量，其运行费用(供暖)比耗电空调节约22%～25%，比燃油和燃煤锅炉节约40%～60%；与耗电空调相比，大大节约能源，与燃煤锅炉相比，杜绝了冬季采暖造成的城市大气污染，环保价值巨大；提高了现代化人居生活的品位，既可供暖、也可制冷，还能够方便地供应热水。

二、主要施工技术要求

1.施工前准备

1)系统施工前应具备区域的工程勘察资料、设计文件和施工图纸，并有经审批的施工组织设计。

2)对埋管场地应进行地面清理，铲除杂草、杂物，平整场地。

3)进入现场的地埋管及管件应逐件检查，破损和不合格产品严禁使用，宜采用制造不久的管材、管件；地埋管运抵现场后应用空气试压进行检漏试验。存放中，不得在阳光下曝晒。搬运和运输中，应小心轻放，不得划伤管件，不得抛摔和沿地拖曳。

2.地埋管的连接要求

1)应采用热熔或电熔连接。

2)竖直地埋管换热器的U形弯管接头，应选完整的U形弯头成品件，不应采用直管煨制弯头。

3)竖直地埋管换热器的U形管的组对应满足设计要求，组对好的U型管的开口端部应及时完封。

3.钻孔

钻孔是竖埋管换热器施工最重要的工序。为保证钻孔施工完成后孔壁保持完整，如果施工区地层土质比较好，可以采用裸孔钻进；如果是砂层，孔壁容易坍塌，则必须下套管，孔径的大小略大于U型管与灌浆管组件的尺寸为宜，一般要求钻机的钻头直径根据需要在100毫米～150毫米之间，钻进深度可达到150米～200米，钻孔总长度由建筑的供热面积大小、负荷的性质以及地层及回填材料的导热性能决定，对于大中型的工程应通过仔细的设计计算确定，地层的导热性能最好通过当地的实测得到。钻孔施工时，要注意不得损坏原有地下管线和地下构筑物。

4.下管

下管是工程的关键之一，因为下管的深度决定采取热量总量的多少，所以必须保证下管的深度。下管方法有人工下管和机械下管两种，下管前应将U型管与灌浆管捆绑在一起，在钻孔完毕后立即进行下管施工。钻孔完毕后孔内有大量积水，由于水的浮力影响，会对放管造成一定的困难，而且由于水中含有大量泥沙，泥沙沉积会减少孔内的有效深度。为此，每钻完一孔，应及时把U型管放入，并采取防止上浮的固定措施。在安装过程中，应注意保持套管的内外管同轴度和U型管进出水管的距离。对于U型管换热器，可采用专用的弹簧把U型管的两个支管撑开，以减小两支管间的热量回流。下管完毕后，要保证U型管露出地面，在埋管区域做出标志并定位，以便于后续施工。

5.灌浆封井

灌浆封井也称为回填工序。在回填之前应对埋管进行试压，确认无泄漏现象后方可进行回填。正确的回填要达到两个目的：一是要强化埋管与钻孔壁之间的传热，二是要实现密封的作用，避免地下含水层受到地表水等可能的污染。为了使热交换器具有更好的传热性能，一般选用特殊材料制成的专用灌注材料进行回填，钻孔过程中产生的泥浆沉淀物也是一种可选择的回填材料。回填物中不得有大粒径的颗粒，回填时必须根据灌浆速度的快慢将灌浆管逐步抽出，使混合浆自上而下回灌封井确保回灌密实，无空腔，减少传热热阻。当上返泥浆密度与灌注材料密度相等时，回填过程结束。系统安装完毕后，应进行清洗、排污，按要求对管道进行冲洗和试压，确认管内无杂质后，方可灌水。

6.安装水平地埋管换热器

铺设前沟槽底部应先铺设相当于管径厚度的细沙，安装时管道不应折断、扭结，沙中不得有石块，转弯处应光滑，并有固定措施。在室外环境温度低于0℃时不应进行地埋管换热器的施工。