浅谈地源热泵空调系统埋地换热器的施工技术

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1、浅谈地源热泵空调系统埋地换热器的施工技术【摘要】地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能装置。在地源热泵空调系统中，由于冬季从大地中取出的热量可在夏季得到补偿，因而可使大地热量基本平衡。地源热泵技术不仅会极大的减少我国石化能源的消费量，使我国的能源结构得到优化，实现可持续发展计划；而且将是解决我国能源和环境问题的重要措施之一。因此，近年来我国的地源热泵事业发展势头看好。本文将结合某工程实际，谈谈地源热泵空调系统埋地换热器的施工技术。　　【关键字】地源热泵；空调；施工技术　　　　本工程建筑面积为194

2、71.49m2，其中地上建筑面积为10492.62m2，地下建筑面积为8978.87m2。本工程为装备有较先进水平设施的智能大厦。该工程地下为２层，其中地下１层内局部设夹层，地下建筑范围为：①∽14/A∽E，建筑平面尺寸为：109.2×34.4m；地上为５层，局部为６层，地上建筑范围为：①∽14/A∽C，其中南北方向北侧向南缩进12.3m，南侧向北缩进2.6m，建筑平面尺寸为：115.2×16.8m。建筑高度为18.95m。其中地下二层为汽车库，地下一层为餐厅及部分设备用房，地下夹层为自行车库，首层为机房及档案室，二∽四层为办公用房，五层为会议室及学

3、术报告厅，六层为电梯机房及电视天线室。　　本工程地源热泵空调系统为恒温恒湿，空调覆盖面积为15万m2。温度为夏季26℃、冬季供暖温度为20℃，全年提供生活热水。空调制冷、热水由2台燃气锅炉和8台地源热泵机组提供，其中4台热泵机组供应天棚辐射系统，另4台供应空调新风系统，生活热水夏季采用部分热回收、不足部分由锅炉补充。冬季和过渡季节由燃气锅炉加热生活热水。　　地源热泵系统采用垂直埋管换热，共计钻换热孔635个，换热孔间距5m，全部布置在中央地下车库基础底板之下。孔径为0150mm，孔深100m，换热管规格为外径DN32的双U型PE高密度聚乙烯埋管，周围

4、的空隙采用导热系数较高的填料回填。换热器水平联络管位于车库基础底板以下500mm水平敷设。垂直换热管通过水平联络管汇集到检查井(共设置45个检查井)内的集水器，各个集水器通过管道汇集。最终进入机房内与热泵机组相连。　　1换热井及垂直换热管施工　　1.1施工工艺　　钻孔放线定位→挖泥浆池→钻机就位→成孔钻进→孔深孔径核查→管材、耗材准备→一次打压试验→下管→二次打压试验→回填。　　1.2换热孔及垂直埋管主要施工方法　　1.2.1定位放线　　根据施工图纸，对换热孔位置进行放线定位，每个孔位采用木桩进行标识，且保证孔位距抗拔桩距离不小于1.2m，避开后浇带

5、、基础底版反梁下面。　　1.2.2挖泥浆池　　按照一个泥浆池就近满足周边钻机使用的原则组织泥浆坑。采用人工开挖，深度为1.5m，长度、宽度均为2m。挖好泥浆池后，现场调制泥浆。由于本工程泥浆池底位于车库基础垫层之下，为防止泥浆池渗水，破坏天然地基，影响天然地基的承载力，故在泥浆池内设两层塑料薄膜和一层彩条布，防止泥浆渗漏。施工完成后，泥浆池深度超出槽底部分的采用级配砂石处理。以满足地基承载力要求。设计天然地基的承载力为180kPa。　　1.2.3钻机定位　　根据就近施工钻机间不相互干扰，减少设备移位，就近利用泥浆池的原则分片布置钻机。　　1.2.4成

6、孔　　钻孔设备就位后。核查钻孔位置、钻机垂直度、钻头直径。钻进过程中，记录起、停钻的时间，钻进尺度，以及在钻进过程中有可能出现的其他问题。钻进到达要求深度后，查验钻孔深度和孔位，在下管程序没有准备好以前不能过早提起钻具，并且保证泥浆循环。　　1.2.5下管准备　　双U型管的接头采用电熔连接方法。在工厂进行，每个U型管接头熔接成功后。进行清洗、打压试验，打压1.6MPa观测1小时以上，不泄漏为合格。下管前先用自来水对管道进行冲洗，然后进行试压。试压122MPa，带压观测15min以上，不渗不漏无破裂，压力下降不超过0.03MPa为合格。试压完毕，每组双

7、U型换热管头必须立即密封。安装管卡。为保证换热管能尽可能贴近孔壁，避免换热管之间的短路传热，3m间隔安装管卡，安装一定要牢固。　　1.2.6下管填料　　四根管应均匀平稳下入，下入过程中确保与地面垂直的地上管段不得小于lnl。下入换热管后，为检验在下管过程中是否有管壁划伤破损，进行二次打压，试验压力0.8MPa，带压观泓30min以上，压力下降不超过0.02MPa为合格。　　打压合格后，把所有管头再次密封保压，进行回填级配砂石。换热管与钻孔之间回填级配砂石直至基底。填料时要求填料由四周缓慢填入，填级配砂石的同时间断地向孔内注水，确保成孔内级配砂石的尽可

8、能密实。填料分次填入。一次填满后过两三天就会自然下沉约lm，发现下沉要及时再次填满，加适量的水浇灌以促进下沉