地源热泵施工技术探讨

汤辉

[摘要] 随着“十二五”计划的实施，节能减排、低碳环保成为各级政府调整经济结构、转变经济发展方式的重要理念。地源热泵是水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，通过相应的系统进行室内制冷加热。

[关键词]地源热泵低碳环保 施工技术

1．工程概况

常熟尚湖翡翠湾项目，位于常熟市虞山尚湖风景区，沪宜公路以北，环湖南路以南，占地面积107391㎡，总建筑面184942㎡。9幢小高层、16幢3层联排别墅、3幢2层双拼别墅，6幢6层住宅、负一层地下车库以及相应的公建用房组成的住宅群。其中别墅、多层住宅采用地源热泵中央空调系统。

2．地源热泵技术原理

地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。地源热泵空调系统主要分为三个部分：室外地能换热系统、水源热泵机组系统和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机组主要有两种形式：水-水型机组或水-空气型机组。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。

地源热泵工作原理：冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统、地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统。

3．地源热泵技术特点

3.1环保：使用电力，没有燃烧过程，无污染排放；无冷却塔和外挂机，不向周围环境排热，无热岛效应无噪音；不抽取地下水，不破坏地下水资源。

3.2节能：地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，节能和节省运行费用40%左右

3.3低碳：地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。

3.4维护费用低：地源热泵非常耐用，机械运动部件少，所有的部件不是埋地便是安装在室内，避免了室外的恶劣气候。机组紧凑、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。

4．地源热泵安装技术

4.1垂直埋管施工技术

4.1.1施工机械。钻孔采用XY-1钻机，配置电动机作为动力；试压为电动加压泵，地埋管U型管采用专用成品件，水平连接采用专用电熔机连接。

4.1.2工艺流程根据设计要求，测放钻孔位置，做标识；钻机就位、调整水平和垂直；钻机钻杆调整至已标识位置；钻孔。根据工程地质勘测报告，钻孔采用泥浆护壁，正循环钻孔；如出现井壁坍塌可在适当位置进行补孔。钻孔深度为92m，孔径为180mm，并控制成孔垂直度偏差小于1%。

4.1.3U型管制作安装 制作：U型管换热器采用成卷供应的管材，竖直地埋管换热器的U形弯管接头，采用专用成品件，热熔连接，开口端部，及时密封。试压：垂直地埋管换热器连接完成后、插入钻孔前，做第一次水压试验。U型管内灌入自来水，手动泵缓慢升压，随时观察检查压力表，保证没有渗漏。当压力达到1.6MPa时，稳压30分钟，稳压后压力降小于3％，判定合格。下管：U型管在充满水且在有压状态下利用一个专用的钻杆改装成的U型叉，叉住立管的U型弯，再用钻杆的自重压力把立管压入井中。每钻完一孔，及时安装U型管。

4.1.4泥浆处理措施 每一钻孔区域布置泥浆池，储存钻孔所产生的泥浆，以免影响施工现场。

4.2水平管连接敷设施工技术

4.2.1施工机械工具 挖管沟采用铁锹，管沟内土方、黄沙回填运输采用手推车，管道连接用专用电熔机连接。土方开挖至基础设计标高，完成清底工作，进行水平管沟开挖，管沟深度平均为300mm，所挖出的土运至基坑外。进行水平管的安装施工，做完一个回路即可进行试压，试压合格进行黄沙回填。完成水平埋管施工后，出地面的管道上安装压力表并保压，派专人看管，避免破坏。若发现压力表压力下降，立即查明原因，对地埋管进行修复。

4.2.3水平管道施工工艺 ⑴管道试压：水平管道与垂直管安装连接后，每一回路用水作介质，试验压力为0.6MPa，试压时间为30分钟，手动加压泵进行试压，压力降不超过3%为合格，然后进行回填。

⑵材料验收及保护:进入现场的地埋管及管件应逐件进行外观检查，破损和不合格严禁使用。高密度聚乙烯管应符合《给水用聚乙烯（PE）管材》GB/T13663的要求。连接管道的施工方法，应以管道制造商和电熔焊机制造商的技术要求为基础进行。电熔施工人员应持证上岗并符合相关焊接操作规定要求。

⑶焊接前刮削待焊管材端面，去除端面的氧化层。保持管材与管件的干燥与清洁并将待焊管材插入电熔管件；管材截取：管材的端面应垂直轴线，斜度 < 5mm。

焊接面清理：测量电熔管材的长度或者中心线，在焊接的管材表面上划线标识，将划线区域内的焊接面刮削0.1～0.2mm厚度，以去除氧化层。管材与管件承插：在管材上重新划线，位置距端面为1/2管件长度。将清洁的电熔管件与需焊接的管材承插，保持管件外侧边缘与标记线平齐。管材与管件的不同轴度应当小于2％,如果不同轴度大于2%需要调直；输出接头连接：焊机输出端与管件接线柱牢固连接，不得虚接。根据焊机说明书要求，进行焊接模式设定及焊接数据的输入。焊接：将电熔焊机两极接头插入管材上两极。按照管件规定的通电时间与电压调整电熔焊机设置，手动模式下进行焊接（注意：在焊接中不得向管材与管件施加外部压力）。自然冷却：按照管件规定的冷却时间进行冷却，冷却过程中不得向焊接件施加外力，完成后拆卸夹具。检验与试验：焊接检验与试验可分为非破坏性检验和破坏性检验；非破坏性检验主要手段为目测即外观检查，用于施工现场的质量控制和操作人员的自检。破坏性检验主要用于焊接工艺评定及对焊接质量有争议的焊口进行试验。

4.2.4管道固定及保护措施。水平管道满铺黄沙20cm，可保护管道以后不被损坏。

4.3地源热泵系统冷冻机房施工技术

4.3.1.设备基础施工。设备选型定型后，进行设备基础的设计与施工。设备安装前强度应达到设计要求，表面的平整度、位置、尺寸、标高、预埋件是否符合要求。

4.3.2设备吊运施工。设备运入现场后，应同监理进行开箱检验。采用汽车起吊机卸车。

4.3.3机组的安装

4.3.3.1安装前准备工作。按照设计图纸对设备底座位置进行定位，确定安装的标高基准。底板位用水平仪最高点调水平，要求纵横方向误差不超过1／1000。

4.3.3.2设备就位：用液压千斤顶将设备顶至一定的高度；安装橡胶减震垫；精调设备安装水平度和垂直度。用加减薄钢片的方法进行调整，薄钢片每组不超过3块，设备调平后用点焊固定。

4.3.3.3将水力模块置于基础上；精调安装水平度和垂直度。

4.3.3.4安装成品保护。水力模块进出口堵盖在配管前不的拆除，以防杂物进入泵体；配管时，管子及阀门内部和管端应清洗洁净，管子重量不得直接承受在水力模块上，相互连接的法兰端面应平行。设备、管道与水力模块连接后，应复检水力模块的原找正精度，当发现连接引起偏差时，应调整。