暖通工程中的地源热泵技术的应用

万红玉

（太原安装工程集团有限公司 山西太原 030012）

暖通工程中的地源热泵技术的应用

万红玉

（太原安装工程集团有限公司 山西太原 030012）

针对地源热泵技术，在阐述技术特点、原理的基础上，从钻孔、管道组装及下管等方面对地源热泵技术在暖通工程当中的应用进行研究，明确技术应用要点，最后得出地源热泵技术节能环保优势明显，具有推广使用价值的结论，旨在为地源热泵技术的持续发展提供可靠的依据。

地源热泵技术；暖通工程；应用

近几年，我国建筑事业得到飞速发展，人们对于建筑的关注度与日俱增，建筑能耗是人们关注的焦点之一。对于建筑而言，暖通工程是主要的能耗对象，也是实行节能减排策略的重点目标。伴随技术创新的不断深入，一种全新的节能环保技术应运而生，即为地源热泵技术，通过对该技术的合理应用，不仅可以满足建筑使用日常需求，还能有效减少能源消耗，具有极高的环保性，值得大范围推广使用。现围绕地源热泵技术，对其在暖通工程中的具体应用进行深入剖析，具体内容如下。

1、地源热泵技术

1.1 特点

（1）环保长效

地源热泵技术主要使用电能，不依靠其他资源，不存在燃烧过程，所以不会对自然环境造成污染[1]。另外，地源热泵技术还能全年连续使用，在寒冷季节，利用该技术可获得大量热能，而在炎热季节，可在地下实施能量释放，确保地下温度全年保持在恒定状态，从而实现了长效利用，这是传统空调系统所无法实现的。

（2）充分利用可再生能源

地热资源本身就属于可再生能源范畴，其产生依赖于太阳能，所以对地热资源的利用实质上就是利用太阳能。太阳能是取之不尽用之不竭的，在环保、节能等方面均有着十分显著的优势。

（3）维护成本低

在相同的外界条件下，利用地源热泵技术的建筑物可节省一定系统维护成本。通过实践可知，地源热泵耐久性很强，内部的机械运动部件极少，主要部件都集中在室内或地下，不与室外环境直接接触，其中地下的部分可使用五十年，地上的部分可使用三十年。因此，地源热泵是一种无需维护的新型空调系统，节省了用于维护方面的成本。另外，机组平均寿命可达十五年，且结构紧凑、自动化水平高、支持无人值守。然而，同其他事物类似，地源热泵也存在诸多问题，最为明显的有：受地下水资源的影响和限制，使得不同地区的地下水利用形式存在很大差异，但从本质上讲，地源热泵无需对地下水进行大规模开采，所利用的水资源可进行回灌，因此它不会污染水质。

（4）节能减排

地源热泵技术主要运用表层地热资源，所以它无需消耗额外资源就能保持相对稳定的状态。在进行制冷时，基于地源热泵技术的空调系统可提升 35%左右的运行效率，而在进行供暖时，其可节省近30%的能源[2]。地源热泵技术彻底改变了传统的供热方式，不断在煤炭燃烧过程，所以也不会产生一氧化碳等有毒有害气体。此外，如果在建筑水循环中利用该技术，还能避免由于氟利昂泄露等问题造成的实际破坏。然而，地源热泵技术也存在一定缺陷和问题，比如该技术对于地质等外界条件有着极强的依赖性，而且在前期改造上需要投入大量的资金等，这也成为限制该技术快速发展的主要原因。

1.2 原理

通常情况下可将地源热泵分成三大种类，即为地埋管、地下水源热泵与地表水源热泵。其中，地埋管属于全封闭系统，依靠介质循环实现传热，也是连接系统与大地的主要途径。从结构角度讲，主要包括换热器，由多条埋管构成。一般而言，换热器布置方式有水平和竖直两种，竖直布置是指在地层上进行钻孔，埋设相应的U形管，然后进行填实处理，经常将灌浆材料作为主要填实材料。

系统原理为：在寒冷的冬季，系统从地下水体中吸收一部分热量，通过热量传递向建筑供暖；在炎热的夏季，系统不断吸收地表（建筑）热量，通过热量传递，将多余的热量传递并释放至地下，以此起到降温与储能的作用，为后续冬季供暖提供基础条件[3]。

2、地源热泵技术在暖通工程中的实际应用

通过对地源热泵技术的合理应用，不仅可以有效提升能源利用率，还能实现系统的高效、稳定运行，符合可持续发展要求，具有很好的应用前景，该技术在当前暖通工程中的具体应用过程如下所示。

2.1 钻孔

（1）钻孔施工开始前，应先对场地实施全面勘察，并做好各个专业的协调工作，落实技术交底。根据图纸标明的钻孔数量、位置、间距与尺寸，对施工准备情况进行核查，检查设备机具的实际情况。确认无误以后，根据图纸要求进行定位，同时完成放线；

（2）钻孔时，务必确保钻杆始终垂直地面，以免出现孔斜、塌孔等问题，水平方向上的最大误差不得超过1%，垂直方向最大误差不得超过0.5%；

（3）在相邻两个钻孔之间设置泥浆池，将其作为钻孔作业中的水循环载体，防止水体流向其他部位，保证施工现场清洁；

（4）集中堆放钻孔产生土体，如果施工现场面积有限，应将土体移至指定弃土场，同时做好遮盖，以免被雨水冲走污染周边环境。

（5）为避免塌孔现象，在钻孔的同时可沿孔壁灌注少量泥浆，形成泥浆护壁，提升孔壁强度，有效防止塌孔；

（6）钻孔时应注意其他管线的布置情况，以免钻孔对其他管线造成破坏；

（7）钻孔完成后及时验收，由专业人员进行质量检查与核实，确认质量合格后方可进行后续施工。如果存在质量问题，应根据实际情况采取相应措施进行处理。

2.2 管道组装及下管

（1）地埋U形管需要在现场实施预组装，组装前，需要将全部材料放置在平坦地面上，地面需要保持清洁，材料不得受到较大的压力，以免产生形变影响管材质量。材料堆放的实际高度不能超过2m，可采用成箱等方法进行堆放，同时做好储存管理工作，避免材料长时间被太阳光照射。

（2）组装过程中，应先对热熔管头进行清理，对管材实施切割时，如果其直径在50mm以内，则需使用旋转切刀；如果直径在50mm以上，则需使用锯弓。组装完成后开始试压，未经试压或试压不合格的管材禁止使用。此外要注意，在回填结束以后，还需对管道进行二次试压，确认合格后在与水平管道连接。对于管道的连接，可选取常用的热熔法，而金属管道可使用法兰连接法。连接过程中必须认真核对各个设备，以免设备不匹配对施工造成影响。

（3）在以上工作完成之后即可进行下管。下管以前，不仅要对管道实施反复冲洗，还要根据相应的标准进行试压。下管时，如果停留的时间较长，会造成不同程度的积压问题，对施工带来很大的麻烦。为确保施工顺利进行，可采用当前较为先进的预制砼导头下井法，其导头直径相对较小，在实际情况中主要借助导头自重进行下井[4]。施工中应注意，不得在地面上大力拖拽管道，以免造成管道曲折，影响后续施工。

（4）下井作业完成以后，根据施工方案的要求，按照2-4m的间隔，使用固定支卡隔开相邻的U形管，以此有效避免热桥效应。除此之外，还需对管道间距实施合理的规划，避免管道紧贴，从而确保施工质量。

结束语

伴随人们生活质量的日益提升，以及社会经济的飞速发展，能源短缺成为人们关注的焦点问题之一。作为一种全新的空调系统，地源热泵技术凭借其节能环保、高效长久等优势，逐渐得到广泛的应用，并在技术与应用实效性方面均得到大幅的提升，成为当前主要的绿色节能技术。基于这种实际情况，要求相关人员对地源热泵技术进行更为深入的分析，提升创新力度，消除技术本身的缺陷和问题，进而使其充分发挥应有作用，为使用者提供更为优质的服务。

[1]安嫦娥,刘文杰.暖通工程中的地源热泵技术的应用[J].科技传播,2012,10(18): 152-153.

[2]石丰.暖通工程中的地源热泵技术的应用[J].科技与企业,2014,7(06):187-188.

[3]郭成斌. 暖通工程中的地源热泵技术的应用[J]. 门窗,2014,8(03):84-85.

[4]么旭升. 地源热泵技术及其在暖通工程中的应用[J]. 才智,2011,9(23):65-66.

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1007-6344（2016）07-0322-01