地源熱泵施工

地源熱泵系統是近年來快速興起的一種熱泵技術方式，由於其高效的節能性和環保性，被國家列入可再生能源的範疇而大加推廣，但由於其系統較複雜，所以對前期設計及施工過程都有一定的技術標準和要求；如果在一些關鍵技術點上不能達到要求很可能影響系統的節能性能和運行的穩定性；以下是根據祝融環境公司多年的地源熱泵系統集成經驗總結出的一些施工步驟和經驗，供參考；

基本介紹

• 中文名：地源熱泵施工
• 行業：工程
• 類型：施工
• 難度：高

原理

地源熱泵原理W，同時從低溫環境TL中吸收大量的低溫熱QL，熱泵就可以輸出溫度高得多的熱能QH，並送到高溫環境TH中去，從而達到不能直接利用的低溫熱回收利用起來。地源熱泵根據地下換熱器的形式不同可以分為開式和閉式。閉式循環系統有水平埋管和直埋式兩種，其循環介質完全被封閉在管路中，不受外界環境干擾。垂直埋管式地源熱泵適合於用地比較緊張的城市地區，而且恆溫效果好，維護費用少。一般採用φ100~φ150的孔徑，孔深100~300m，空間距為4~10m。地下管線採用高密度聚乙烯（HDPE）管或聚丁烯（PB）管，管線口徑φ25~φ35mm，鑽孔總長度由建築面積大小而定。正常是每平方米建築面積鑽孔1m左右。各孔內管線的連線方式有並聯和串聯。每一鑽孔內可以放單“U”型管，也可以放雙“U”型管。孔內用與地層岩土成分相近的材料（一般為膨潤土水泥或矽砂）充填。　埋入地下鑽孔中的地下換熱器一進一回形成迴路與大地進行換熱。地源熱泵在於夏季利用冬季蓄存的冷量供冷，同時蓄存熱量，以備冬用；冬季利用夏季蓄存的熱量供熱，同時蓄存冷量，以備夏用。夏熱冬冷地區供冷和供暖天數大致相同，冷暖負荷基本相當，可用同一地下埋管換熱器實現建築的冷暖聯供，實屬一種節能又保護環境的綠色空調。通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW左右的熱量或冷量。

設計

A前期準備：確認空調冷熱負荷、生活熱水負荷等；收集項目所在地地質資料，獲得土

地源熱泵設計1

壤的換熱量資料

B確認運行模式：想好怎么供熱、怎么供冷、怎么供生活熱水

C選擇設備：根據冷熱負荷及你的運行模式，確定由熱泵提供的負荷，從而選擇熱泵主

機，然後選擇水泵

D室外工程設計：按規範要求，室外工程設計需要做全年8760小時的逐時負荷變化模擬，

一般工程中很難做到，按大家常用的設計方法，根據負荷計算出想土壤的取熱量、排熱量，在根據收集到的土壤換熱資料計算出所需要的埋管長度，根據地質條件確定打

地源熱泵設計2

孔深度，計算出換熱孔數量;

施工

一.施工前準備

地源熱泵施工

A系統施工前應具備區域的工程勘察資料、設計檔案和施工圖紙，並有經

審批的施工組織設計。

B對埋管場地應進行地面清理，剷除雜草、雜物，平整場地。

C進入現場的地埋管及管件應逐件檢查，破損和不合格產品嚴禁使用，宜採用製造不

久的管材、管件；地埋管運抵現場後套用空氣試壓進行檢漏試驗。存放中，不得在

陽光下曝曬。搬運和運輸中，應小心輕放，不得劃傷管件，不得拋摔和沿地拖曳。

二.地埋管的連線要求

A應採用熱熔或電熔連線;

B豎直地埋管換熱器的U形彎管接頭，應選完整的U形彎頭成品件，不應

採用直管煨制彎頭;

C豎直地埋管換熱器的U形管的組對應滿足設計要求，組對好的U型管的

開口端部應及時完封;

三.鑽孔

鑽孔是豎埋管換熱器施工最重要的工序。為保證鑽孔施工完成後孔壁保持完整，如果施工區地層土質比較好，可以採用裸孔鑽進；如果是砂層，孔壁容易坍塌，則必須下套管，孔徑的大小略大於U型管與灌漿管組件的尺寸為宜，一般要求鑽機的鑽頭直徑根據需要在100毫米～150毫米之間，鑽進深度可達到40米～150米，鑽孔總長度由建築的供熱面積大小、負荷的性質以及地層及回填材料的導熱性能決定，對於大中型的工程應通過仔細的設計計算確定，地層的導熱性能最好通過當地的實測得到。鑽孔施工時，要注意不得損壞原有地下管線和地下構築物。

四.下管

下管是工程的關鍵之一，因為下管的深度決定採取熱量總量的多少，所以必須保證下管的深度。下管方法有人工下管和機械下管兩種，下管前應將U型管與灌漿管捆綁在一起，在鑽孔完畢後立即進行下管施工。鑽孔完畢後孔內有大量積水，由於水的浮力影響，會對放管造成一定的困難，而且由於水中含有大量泥沙，泥沙沉積會減少孔內的有效深度。為此，每鑽完一孔，應及時把U型管放入，並採取防止上浮的固定措施。在安裝過程中，應注意保持套管的內外管同軸度和U型管進出水管的距離。對於U型管換熱器，可採用專用的彈簧把U型管的兩個支管撐開，以減小兩支管間的熱量回流。下管完畢後，要保證U型管露出地面，在埋管區域做出標誌並定位，以便於後續施工。

五.灌漿封井

灌漿封井也稱為回填工序。在回填之前應對埋管進行試壓，確認無泄漏現象後方可進行回填。正確的回填要達到兩個目的：一是要強化埋管與鑽孔壁之間的傳熱，二是要實現密封的作用，避免地下含水層受到地表水等可能的污染。為了使熱交換器具有更好的傳熱性能，一般選用特殊材料製成的專用灌注材料進行回填，鑽孔過程中產生的泥漿沉澱物也是一種可選擇的回填材料。回填物中不得有大粒徑的顆粒，回填時必須根據灌漿速度的快慢將灌漿管逐步抽出，使混合漿自上而下回灌封井確保回灌密實，無空腔，減少傳熱熱阻。當上返泥漿密度與灌注材料密度相等時，回填過程結束。系統安裝完畢後，應進行清洗、排污，按要求對管道進行沖洗和試壓，確認管內無雜質後，方可灌水。

六.安裝水平地埋管換熱器

鋪設前溝槽底部應先鋪設相當於管徑厚度的細沙，安裝時管道不應折斷、扭結，沙中不得有石塊，轉彎處應光滑，並有固定措施。在室外環境溫度低於0℃時不應進行地埋管換熱器的施工。

維護

地源熱泵的維護是極其重要的正確的保養不僅可以延長產品的壽命，還可以帶給我們最佳的效果，對於地源熱泵的維護，我們有幾點建議：

一.壓縮機的保養很重要。

1)壓縮機的外觀檢查 檢查方法：目測檢查標準：檢查壓縮機進出口閥門的連線可靠性，是否有泄露情況；試驗時應該注意壓縮機運行的聲音來判斷是否有異常。

2)電壓及電流測量 測量工具：鉗形電流表用鉗形電流表工作電壓，運行電流。測量運行電流時電纜應 該位於測量環路的中心。 測量標準：運行電壓範圍為380V(±10%)，運行電流不應該大於電機銘牌的額定輸 入電流。

3)絕緣電阻的測量 測量工具：兆歐表 測量方法： 在機組切斷電源的情況下， 用兆歐表檢測壓縮機的三相對地阻值是否符 合標準。如果機組長時間未啟用，則應該先將機組的曲軸箱電加熱啟動，加熱機組的油腔，使機組機油內的氟利昂蒸發，提高測量電阻的準確度測量注 意：嚴禁在真空狀態下測量絕緣度，防止絕緣層被擊穿引起事故 測量標準： 壓縮機電機的絕緣標準為不低於500 兆歐， 實際測量值應大於100 兆歐 為合格，熱態和冷態下絕緣值大於8 兆歐才允許運行。

4)油品的測定方法：可從機組內提取少許冷凍油裝入容器， 取一滴裝入酸試劑瓶觀察酸度， 與比色卡進 行對照。符合比色卡對照顏色的不需要更換冷凍油可從機組內提取少許冷凍油裝入容器，儘量減少在空氣中的暴露時間，然後用PH 試紙判別油的酸度。符合油酸度要求的不需要更換 冷凍油用吸水紙檢查油中的雜質，如有碳析出或其它雜質，應更換冷凍油。

二.機械清洗需要注意以下問題：

1)關閉冷卻水進出口閥門

2)拆開冷凝器前後端蓋

3)清理冷凝器端蓋、水室腔內結垢和鏽蝕

4)用管路清洗機清洗傳熱管路

5)清洗完後用清水沖洗，直到達到標準，然後蓋好端蓋 保養標準：保養後水室、傳熱管目測整體乾淨，管壁無明顯結垢。

土壤測試

設計地源熱泵系統的地熱換熱器需要知道地下岩土的熱物性參數。如果熱物性參數不準確，則設計的系統可能達不到負荷需要；也可能規模過大，從而加大初期投資確定地下岩土熱物性參數的傳統方法是首先根據鑽孔取出的樣本確定鑽孔周圍的地質構成，再通過查有關手冊確定導熱係數。然而地下地質構成複雜，即使同一種岩石成分，其熱物性參數取值範圍也比較大。況且不同地層地質條件下的導熱係數可相差近十倍，導致計算得到的埋管長度也相差數倍，從而使得地源熱泵系統的造價會產生相當大的偏差。另外，不同的回填材料、埋管方式對換熱都有影響，因此只有在現場直接測量才能正確得到地下岩土的熱物性參數。但是由於在以往的工程實踐中很少涉及這樣的問題，既缺乏這方面的數據積累，也缺乏現成的測試方法。針對此問題，我司和相關科研機構合作進行了深入的研究，開發出了具有自主智慧財產權的攜帶型地源熱泵單孔換熱量測試儀，並套用到實際工程中; 對於於3000m2至5000 m2的建築所使用的垂直式地熱交換器系統，建議至少使用一個測試井。建築面積大於5000m2的建築至少應鑽3個測試井；每個測試井的深度應鑽到最深的設計熱交換器設計深度下10米;地源熱泵系統是個在設計和施工過程中需要不斷深化和完善的系統,以上的介紹只是個較大致的概述,具體詳細的技術細節及施工中遇到的具體問題建議還是向祝融環境這樣的專業公司諮詢;

熱物性測試1

熱物性測試2