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地源热泵介绍

实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针,可再生能源在建筑中的应用是建筑节

能工作的重要组成部分。2004年国家发展和改革委员会发布了中国第一个《节能中长期专项规划》:加快

太阳能、地热等可再生能源在建筑物的利用。200611日《可再生能源法》正式实施,地源热泵系统

作为可再生能源应用的主要途径之一,同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式,近年来在

国内得到了日益广泛的应用。

地源热泵技术是利用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

比环境空气温度低这一特点进行能量转换的空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(电能),

即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。在冬季,把土壤中的热量“取”出来,提高温度后供给室

内用于采暖;在夏季,把室内的热量“取”出来释放到土壤中去,并且常年能保证地下温度的均衡。

地源热泵在结构上的特点是有一个由地下埋管组成的地热换热器,它通过循环液(水或以水为主要成分的

防冻液)在封闭地下埋管中的流动,实现系统与大地之间的能量转换。

因为地源热泵只使用电力,没有燃烧过程,对周围环境无污染排放;不需使用冷却塔,没有外挂机,不

向周围环境排热,没有热岛效应,没有噪音;不抽取地下水,不破坏地下水资源,所以在最新颁布的

《中国应对气候变化国家方案》中提出 :积极扶持风能、太阳能、地热能、海洋能等的开发和利用。

积极推进地热能的开发利用,推广满足环境和水资源保护要求的地热供暖、供热水和地源热泵技术。

地埋管施工方案  

根据工程特点,采用竖直埋管形式,打井口径140mm,有效深度80m,井内安装32U管,钻孔平均间距4m

本工程地下换热器主要布置于工地空地,施工井量大概120井,总量根据施工明确量。

1、施工工艺  

地埋管换热器安装主要包括钻孔、试压、下管、回填等工序,主要施工工艺流程如下:

2、施工准备  

熟悉现场及施工图纸,进行施工准备,包括人员、机具及现场临设,对施工人员进行有针对性的交底工作。

2.1.专用设备材料进场:

2.1.1钻井机,钻机为专业土壤热泵系统用小型钻机,可在打孔 后直接将预制好的单U32型管道下到孔内,

    施工速度快,质量好,设备使用简便。     

2.1.2专用回填泵:专为地源热泵井下换热器设计,适用于各类 流质回填材料,科学的泵入压力及流速,

    使回填的材料密实无空隙,保证井下换热器换热效率。  

2.1.3井下换热管(PE管)专用焊机:保证井下及埋地水平管 焊缝严密性,提高系统可靠性。

2.1.4准备专用管材(单U形)、本工程地下换热器采用高密度 PE管,每口井采用单U32形管布管方式。

2.2放线  

参照现场建筑基准点和已有建筑物进行放线,按照施工图纸标定换热孔的位置,并根据现场基础桩基位置

对钻孔进行适当调整,在每口井位置钉40*40mm木桩,以保证打孔位置准确。

2.3竖立钻机

2.3.1以钻孔点定位塔架底盘,采用水平尺对底盘横向、纵向进 行找平,水平度≤0.5mm/m

2.3.2底盘定位后,安装塔架竖杆,利用铅锤和直尺测量塔架的 垂直度,保证塔架竖杆垂直;

2.3.3安装钻机头、钻机提升装置和钻头充水(泥浆)等附属 装置;

2.3.4按要求挖好沉淀池及泥水沟,并使其畅通。  

2.3.5对钻机及附属装置接电、接水管,对每台设备进行点试, 确定转向。

3、钻孔

3.1开钻前须确定转向无误,并重新校核塔架底盘,竖杆的水平 和垂直度;

3.2施钻过程中应按50/小时的速度为宜,密切注意钻机及附 属设备的运行情况,发现异常应及时处理,

   防止拉断钻杆和接头丝扣、跌落钻头等现象发生,并时刻做好记录;

3.3施钻过程中钻机长和操作手应定时对钻机及附属设备进行 巡回检查,及时做好维护和保养工作,提高工作效率;

3.4 当孔钻到要求深度后,应对孔反复进行通孔,为下换热管 创造顺利条件。

4、下换热管

4.1试压:

下换热管之前按设计要求进行水压试验。在试验压 力下,稳压至15min,稳压后压力降不应大于3%,且无泄漏现象。

将其密封保持有压状态,准备下管。

4.2下管

4.2.1为保证换热效果,防止支管间发生热回流现象,二根 换热支管之间需保持距离,下管前采用分离定位将二根

    换热管进行分离定位,分离定位的间距为3米(如图所示);               

4.2.2下管采用下管机下管,速度要均匀,防止下管过程中 损坏管道,如果遇有障碍和不顺畅现象,应及时查明原因,

    待做好处理后才能继续下管,最后地面上要保留2m左右的换热管,将换热管进行固定,防止下滑到井内,造成

    管道无法使用,甚至废井;  

4.2.3换热管道到位后,提起下管钻杆,提杆过程中应防止 换热器上浮,如发现上浮立即采取措施,确保管下到位。  

5.回填

5.1回填方式:我公司采用从地下反浆回填的方法灌回填料。回填泵采用进口高压力的柱活塞泵,由孔底部位注入填

   料向上反填,逐步排除空气,确保无回填空隙,保证了传热效果。

5.2采用专用回填设备:回填料灌料时,要求高压回填。若人 工回填,压力不够空隙较多,严重影响传热效果,无法

   达到设计参数,系统供冷、供热均无法实现。。

5.3回填完后将留在地面的管道管口进行封堵保护并进行标 记,防止后续施工造成损坏。

6、水平环路集管施工

6.1.材料检验和储存:管件和管材的内外壁应平整、光滑,无 气泡、裂口、裂纹、脱皮和明显痕纹、凹陷;管件和

   管材颜色应一致,无色泽不均匀;  装卸运输和搬运时应小心轻放,不能受到剧烈碰撞和尖锐物体冲击,不能抛

    、摔、滚、拖,避免接触油污,在储存和施工过程中要严防泥土和杂物进入管内。

6.2.连接方式:管材采用热熔连接。

6.3.施工步骤:

6.3.1当室外水平管路施工开始后,将各分区的汇总管道的位 置及走向标示出来,对管道走向进行放线后进行管沟开挖。

     开挖沟槽时要严格控制槽底标高和防止扰动槽底原状土,槽底有弧石等坚硬物体时,要在清除后进行处理;

 6.3.2按图纸要求将各分区内的U形管连接成系统,并分别引 至机房主机安装位置。施工时水平管下垫沙层,管道连接

      时必须按照厂家施工技术规范标准进行。

6.3.3竖直地埋管换热器与集管装配完成后,回填前应进行第 二次水压试验。在实验压力下,稳压至少30min,稳压后压

     力降不应大于3%,且无泄露现象。试压合格后继续将系统密封、保压;

6.3.4总管的连接及试压:各分区管道连接并试压完毕后,将 各分区分集水器连接到总分集水器。水平管沟回填前,进行

    的三次水压试压,在试验压力下,稳压至少2小时,且无泄漏现象。然后进行回填,回填方式同各分区水平管道。  

6.3.5水平管道回填:首先调整水平管的间距、平整度。施工 时水平管下垫沙层,连接完毕后上部用原土回填并进行夯实。

6.3.6地下换热器系统冲洗、试压及其他

6.3.6.1总分集水器管道连接到热泵机房,所有管道系统连接安装完毕后,进行系统注水冲洗、排气,系统冲洗约30分钟,

    直至出入水口的流量、清澈度都基本一致,并不再有气泡产生,必要时可用水泵进行冲洗、排气。

6.3.6.2系统管道全部安装完毕,且冲洗、排气及回填完成后, 进行第四次水压试验,在试验压力下稳压12小时,

     稳压后压力降不应小于3%。

6.3.6.3在管道系统最高点处加自动放气阀,最低点处加手动 排水阀

7、系统连接

室外系统施工完毕,打压合格冲洗完毕后,与机房内设备进行连接,完成地源热泵埋管部分施工


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