地源热泵空调的节能优势与施工工艺

文/宋巨江 安徽科恩新能源有限公司 安徽合肥 230000

地源热泵空调系统中主要依靠地源热泵技术进行工作，在地下设置热交换器，并通过热介质在环路中的流动实现导热。地源热泵空调系统中环路采用的材质主要为强度高的塑料管道，提升热导效率。在寒冷的季节通过地源热泵空调系统向屋内导入热量，进而达到供暖的目的。

1、地源热泵空调节能优势分析

地源热泵空调相对于传统空调以及供暖设施来说本身具有非常大的优势，节能效果好，有利于节约建筑空间，而且使用的安全性能高。因此当前地源热泵空调的应用范围比较广，并受到用户的一致好评。接下来将对地源热泵空调节能优势进行具体的分析。

1.1 节能效果好

地源热泵空调系统的转换率更大，最高可以达到4.7，相对于电锅炉来说，在加热方面更节能，高热能转换率可以节约电能70%。相对于燃料锅炉来说，对热量的节约能够达到50%。与中央空调相比，空调运行中产生的费用可以节约50%左右[1]。由此可见，相对于其他形式的供热来说，地源热泵空调系统在节能方面具有非常大的优势。

1.2 节约建筑空间

地源热泵系统不需要室外设备，而正常的室外设备都需要配置渣场等室外设施，导致对建筑空间的占有率高。此外，地源热泵系统的应用有利于提升经济效益，实现对周边环境的改善。冬季在应用地源热泵系统供暖的过程中，相对于传统供热来说不需要使用锅炉，防止燃烧产生废物，有利于降低空气中污染物的排放量，实现对环境的保护作用，满足国际公约的要求。

1.3 使用安全性高

地源热泵空调系统在供热效率以及节能等方面都具有巨大的优势，而且本身操作便捷，使用安全性高。传统中央空调在使用的过程中容易由于外界气温的影响，导致热转化率降低，制冷量不足，特别是在一些湿度大或者气温高的地区，难以保证制冷系统的有效运行，工作效率不强。空调制热的过程中，如果气温达到零下，需要在空气源热泵设置加热设备，否则热泵机组将难以正常工作，导致空气源热泵的热量消耗加大，影响制热效率[2]。通过与中央空调的对比可以发现，地源热泵空调系统的热量转换以及制冷等方面的技术都更加先进，施工工艺便捷，而且本身操作简单，受外界的影响小，安全性更高。

2、地源热泵空调施工工艺技术

2.1 地源热泵空调施工工艺

第一，钻孔放线定位；第二，泥浆池开挖；第三，钻机钻孔；第四，对孔深以及孔径进行检查核实；第五，做好耗材和管材的准备工作；第六，进行打压试验；第七，下管子；第八，再次进行打压试验；第九，对管道口进行封堵保护；最后回填。

2.2 地源热泵空调施工方法

地源热泵空调施工涉及到的环节比较多，施工方法复杂，因此在施工的过程中必须要做好各个环节的工作，把控好各环节的重点，保证施工过程的顺利进行以及工程质量安全。

2.2.1 钻孔放线定位

严格根据施工图纸，通过放线定位的方式对换热孔的位置进行确定，在孔位确定后再利用木桩对具体的位置进行标识，在钻孔前还需要对定位的具体位置进行核实，防止出现偏差，如果发现孔位的偏差过大，需要进行重新定位。

2.2.2 泥浆池开挖

以能够满足周围钻机使用要求的泥浆池开挖泥浆坑。以某工程为例，采用人工挖掘方式，坑长度为2 米，宽为2 米，深为1.5 米。在泥浆池开挖完成后，进行泥浆现场调制。如果基础垫层使用的为三七灰土基，为了有效防止泥浆池的渗水，导致土地基遭到破坏，影响整体承载力，需要先在泥浆池中设置两层塑料薄膜以及彩条布，防止出现泥浆渗漏。施工结束后，根据地基的承载力对泥浆池进行合理的处理。

2.2.3 钻机钻孔

钻孔机钻孔需要根据工程要求合理选择钻孔机械。比如某工程选择普通钻机与潜孔锤钻机结合的方式进行施工，通过潜孔锤钻机的使用有效提升施工效率，每天都可以完成一个孔，普通钻机的效率低，一般完成一个孔的时间需要1 周左右。在钻机施工的过程中需要保证相邻的钻机不会产生影响，防止出现设备移位，通过对钻孔速度差别的区分，对泥浆池的分布位置采用就近分布的原则。在钻孔设备到达指定位置后，对钻头的直径、钻孔的位置等进行核实确定，为了保证钻孔位置的准确性，需要配置扶正器。如果工程的地质条件过于复杂，在钻孔的过程中极容易出现塌陷的情况，需要采用护壁套管进行保护，套管深度需要控制在60 米左右。

2.2.4 下管准备

双U 管的连接需要采用电熔方式进行。下管前先做好管道的冲洗工作，并利用管卡进行控制，大概每3 米左右需要设置一个管卡，防止出现交叉传热，导致换热效果受到影响。试压实验过程中，加压1.5MPa,加压时间需要超过15 分钟，如果没有发现渗漏的情况认为合格。

2.2.5 填料作业

双U 管需要带0.6MPa 的压力在钻孔中进行敷设，为了防止下管的过程中出现管壁划痕，需要加强对管压的观察，如果压力下降的幅度在0.02MPa 以内则说明管壁没有出现破损的情况。在下管的过程中需要4 管同时敷设，同时与地面垂直的地面管要超过1 米。打压合格后，对管头密封。

2.2.6 回填作业

回填作业中选择的材料出于环保考虑，可以利用钻孔中的岩石粉、砂石等。如果回填作业中回填位置高于地下水位，需要掺入膨润土或者水泥等，达到良好的密封效果。在回填时要从四周缓慢填入，同时向孔内进行注水，提升填埋中级配砂石的紧密性。

2.2.7 连接九通与地埋立管

在进行九通连接前需要做好准备工作，先在合适的位置铺设一层10 厘米厚度的细砂，并利用石灰粉对管道的方向进行确定，同时调整管中心位置的标高，九通以及地埋立管间的连接需要通过电熔的方式进行，需要保证连接位置顺直，防止在熔接的过程中导致套管内部出现不均衡的情况。

2.2.8 再次压力试验和冲洗

在九通以及地埋管道联通后，为了保证管道连接的紧密性，还需要再次进行压力试验，在压力试验的过程中需要将压力加大到0.8MPa，并保持该压力持续30 分钟以上，如果压力下降的幅度低于3%，则说明管道的连接合格，可以利用中砂对管道进行填埋，在回填的过程中需要进行分层压实，同时在填埋的过程中，需要对砂中的石块、杂草等进行清理，保证PE 管附近0.5米的距离之内不存在杂物，防止对管道产生伤害。

结语：

地源热泵系统相对于其他空调体系来说，在节能、安全性、环保性以及操作便捷性等方面都具有更大的优势，同时施工工艺简单，因此推广的价值也更高，所以还需要加强对地源热泵空调的关注。