地埋管地源热泵原理和施工技术

1、地埋管地源热泵原理和施工技术地埋管地源热泵原理和施工技术地埋管地源热泵原理和施工技术精选文档地埋管地源热泵原理及施工技术目录：一、术语二、地源热泵技术简介、地源热泵原理、地源热泵技术特色、地源热泵长处4、地源热泵弊端三、地埋管式地源热泵系统四、地埋管式地源热泵系统安装重点五、地埋管地源热泵系统安装工艺流程六、地埋管换热系统的查验与查收附录。1精选文档一、术语：1、地源热泵系统：以岩土体、地下水和地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能互换系统、建筑物内系统构成的供热空调系统，依据地热能互换形式的不同样，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。2、地埋管换热系

2、统传热介质经过水平或竖直地埋管换热器与岩土体进行热互换的地热能互换系统，又称土壤热互换系统。3、地埋管换热器供传热介质与岩土体换热用的，由埋在地下的密闭循环管组构成的换热器，又称土壤热互换器。依据管路埋设方式不同样，分为水平川埋管换热器和垂直地埋管换热器。4、地下水换热系统与地下水进行热互换的地热能互换系统，分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。5、直接地下水换热系统由抽水井拿出的地下水，经办理后直接流经水源热泵机组热互换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。6、间接地下水换热系统由抽水井拿出的地下水，经中间换热器热互换后返回地下同一含。2精选文档水层的地下水换热系统。7、地表水换热系统

3、与地表水进行热互换的地热能互换系统，分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。8、开式地表水换热系统地表水在循环泵的驱动下，经办理直接流经水源热泵机组或经过中间换热器进行热互换的系统。9、闭式地表水换热系统将关闭的换热盘管依据特定的摆列方法放入拥有必然深度的地表水体中，传热介质经过换热管管壁与地表水进行热互换的系统。10、环路集管连结各并联环路的会合管，平常用来保证各并联环路流量相等。二、地源热泵技术简介1、地源热泵原理地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。地源热泵经过输入少许的高品位能源（电能），即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。在冬天，把土壤中

4、的热量“取”出来，提高温度后供应室内用于采暖；在夏天，把室内的热量“取”出来开释到土壤中去，而且常年能保证地下温度的均衡。地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。3精选文档地下水地源热泵系统工作表示图地埋管地源热泵系统工作表示图2、地源热泵技术特色：环保：使用电力，没有焚烧过程，对四周环境无污染排放；不需使用冷却塔，没有外挂机，不向四周环境排热，没有热岛效应，没有噪音；不抽取地下水，不破坏地下水资源。一机三用:冬天供暖、夏天制冷以及整年供应生活热水。使用寿命长：使用寿命20年以上，是分体式或窗式空调器的2-4倍。全电脑控制，性能坚固，能够电话遥控，能够进行温

5、湿度控制和新风配送。4精选文档3、地源热泵长处：1）、地源热泵技术属可重生能源利用技术地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（平常小于400米深）作为冷热源，进行能量变换的供暖空调系统。地表浅层地热资源能够称之为地能（EarthEnergy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中汲取太阳能、地热能而积蓄的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，采集了47的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地区、资源等限制，真实是量大面广、无处不在。这种积蓄于地表浅层近乎无量的可重生能源，使得地能也成为洁净的可重生能源一种形式。2）、地源热泵属经济有效的节能技术地能或地表浅层地热资源的温度一年

6、四时相对坚固，冬天比环境空气温度高，夏天比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这类温度特色使得地源热泵比传统空调系统运转效率要高40%，所以要节能和节俭运转开销40%左右。其余，地能温度较恒定的特色，使得热泵机组运转更靠谱、坚固，也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA预计，设计安装优秀的地源热泵，均匀来说能够节俭用户3040的供热制冷空调的运转开销。3）、地源热泵环境效益显然地源热泵的污染物排放，与空气源热泵比较，相当于减少40以上，与电供暖比较，相当于减少70以上，假如联合其余节能举措节能减排会更显然。固然也采纳制冷剂，但比常例空调装置减少。5精选文档25的充灌量；属自含式

7、系统，即该装置能在工厂车间内起初整装密封好，所以，制冷剂泄漏机率大为减少。该装置的运转没有任何污染，能够建筑在居民区内，没有焚烧，没有排烟，也没有荒弃物，不需要堆放燃料废物的场所，且不用远距离输送热量。4）、地源热泵一机多用，应用范围广地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统能够取代本来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于酒店、商场、办公楼、学校等建筑，更合适于别墅住所的采暖、空调。5）、地源热泵空调系统保护开销低在同样条件下，采纳地源热泵系统的建筑物能够减少保护开销。地源热泵特别耐用，它的机械运动零件特别少，所有的零件不是埋在地下即是安装在室内，进而防备了室外的恶劣天气

8、，其地下部分可保50年，地上部分可保证30年，所以地源热泵是免保护空调，节俭了保护开销，使用户的投资在3年左右即可回收。其余，机组使用寿命长，均在15年以上；机组紧凑、节俭空间；自动控制程度高，可无人值守。4、地源热泵弊端自然，象任何事物同样，地源热泵也不是完美无缺的，如其应用会遇到不同样地区、不同样用户及国家能源政策、燃料价钱的影响；一次性投资及运转开销会跟着用户的不同样而有所不同样；采纳地下水的利用方式，会遇到当地地下水资源的限制，实质上地源热泵其实不需要开采地下水，所使用的地下水可所有回灌，不会对水质产生污染。6精选文档三、地埋管式地源热泵系统1、1、地埋管式地源热泵系统构成1.1热泵系

9、统由地源热泵机组、源水循环水泵、负载循环水泵、直供（冷）循环水泵、制热水泵、热水循环水泵、水办理设施及电器控制构成。热泵主机是整个系统的“心脏”，负责制冷、制热和置换生活热水。热泵的工作原理与常例空调的制冷机组或风冷热泵机组大概相同，这里不再过多地描绘，只对本方案系统进行介绍。本设计选用的热泵机组，冷暖负载（制冷、制热）模式机组内部变换不需要。7精选文档操作，（管道）系统阀门，一键式的单指操作，制冷制热的温度设置可调，拥有多种检测（探测）和多项保护功能，不用专人管理、操作圆满自动运转地源热泵空调负荷，很可能会有较为显然的时间段，节假日或有重要赛事，会出现最高的冷暖、热水空调负荷，而在平常空调负

10、荷不是很大，或许是圆满停用。供暖季节（冬天）热泵假如停止工作，会致使系统设施、室内其余管道冻损，平常的做法是设低热泵机组和室内风机盘管控制的温度实现节能的目的。地源热泵设计了地耦循环系统利用自然能源保持系统和建筑物必然的温度。1.2全热回收（热水）系统利用热泵的余热回收系统，置换（加热）到45-60（可调）的生活热水储水罐与热泵机组为承压密闭方式循环制热，循环水泵与机。8精选文档组联动并配有独自的控制和操作显示面板，自动运转，热水利用自来水的压力送出，在供水管路上设计安装一台循环水泵，并设有温度自动控制装置使管道内的热水温度自动“恒温”，除去冷水头，在供应热水的同时还肩负节水的责任，制热储水罐

11、依据热水用量定制,采纳不锈钢资料加工制作，管道采纳PP-R管材，系统安装完成罐体及管道作保温办理。1.3地耦循环供冷换热系统利用地耦系统的自然（土壤）温度为建筑物降温（保温），遇到空调峰值制冷负荷时直供系统与热泵机组接力供冷在冬天泵系统可作为防冻功能使用，较大的利用了自然能源，他是地源热泵系统的功能扩展，经过设在系统中的调理/分派装置，可实现自动运转（用户任选）。地藕换热系统最重点的是换热效率，效率又受多种要素的影响，波及到的主要要素有：地质构造土壤成分；地区（地区）自然环境、施工场所等。地耦系统的换热效率真接影响热泵的工况，也能够说。9精选文档地耦换热的效率等于热泵的效率，而热泵的效率真接影

12、响运转成本，自然也直接影响初投资。四、地源热泵室外处埋管的安装重点地源热泵室外处埋管一般采纳垂直埋管方式，也叫直埋式。直埋式地源热泵施工时所需场所小,节俭建筑空间,是一种经济、对环境无害的绿色能源利用方式。它运转时无噪声,靠谱、长久,供热/制冷见效好,畅快感好,是一种值得推行的能源利用新技术。1、钻孔直埋式地源热泵需要用钻机进行施工,要求钻机的钻进深度达到150200m,钻头的直径依据需要在100150mm之间。因为钻孔深度较浅,一般采纳常例的正循环钻进方法。在我国,能够采纳一般的工程勘探钻机、岩心钻机,如DK-300型钻机、DPP100型车装钻机等。钻孔施工完成后孔壁必然保持圆满。假如施工区

13、地层土质比较好,能够采纳裸孔钻进;假如是砂层,孔壁简单坍塌,则必然下套管。裸孔钻进时,要求泥浆的密度在1125g/cm3左右,以保证形成比较坚固的。10精选文档孔壁并渐渐降低泥浆浓度(加清水);成孔时,要求最后上返泥浆的密度1108g/cm3左右,且泥浆中基本不含砂粒。2、U型管的制备依据起初设计好的接收方式,把PVC型管束备好,要求尽可能让U型弯接头的熔接作业在室内进行,以保证接头熔接的靠谱性。在场所内张开U型管,以使其最好地下入孔内。注入防冻液。防冻液能够增添U型管的整体重力,使下管更为容,并作为传热介质。保证防冻液无泄漏后,在PVC管的U型接头处捆绑配重。配重一般采纳a815mm的钢筋,

14、长度为2.5m左右,依据下入PVC管的根数决定配筋的数目,一般下入3根PVC管配1根筋,下入5根PVC管配2根筋。3、下U型管型管的下放是工程的重点,因为下入U型管的深度决定着采纳热量总量的多少,所以必然保证下入U型管的深度。依据热互换原理,计算下入U型管的深度,是以下管的长度计算,而不是按垂直距离计算。下U型管的方法十分简单。一般采纳人力下管,一方面人的感觉能够判断U型管的圆满与否;另一方面,人力也足以使其圆满地下入孔内。在施工过程中,因为孔内状况复杂,下入U型管时可能会遇到很大的阻力(主要来自孔壁对U型管的摩擦阻力),能够采纳以下方法进行下管:在PVC管上套上粗麻绳,辅以扶正机构,经过加力

15、杠杆作用于粗麻绳上,以便下管。实践证明,这类方法很有效,一般能够增添下管深度1020m。11精选文档4、灌输注浆是为了填补U型管与钻孔孔壁间的空隙,使其拥有更好的传热性能。填补资料的选择决定了传热率的大小,选择一种热阻抗比较小的资料,是提高整个系统效率的有效门路。美国、加拿大、日本等国的看法以为,最好是把钻孔所拿出的岩土体进行回填,可是这在工程上实现起来比较困难,所以一般采纳特别物质制成的专门的灌输材料。灌输时,要求泥浆泵的泵压足以使孔底的泥浆上返至地表,当上返泥浆密度与灌输资料的密度相等时,以为注浆过程结束。注浆时,必然保证注浆的连续性,不然会降低传热见效,影响工程质量。注浆是由与型管一并下

16、入孔内的注浆管完成的。五、地埋管地源热泵施工工艺流程施工准备丈量放线钻井施工水压试验（第一次）下管施工灌浆回填分区水平管连结。12精选文档分区水压试验沟回填系统整体连结系统整体水压试验六、地埋管地源热泵施工工艺1、施工准备1.1、施工前应具备埋管地区的工程勘探资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。1.2、在接到施工图纸后，分包单位、甲方工程部、监理公司项目部分别对图纸进行审查，提出有关疑问1.3、甲方工程部及规划技术部组织图纸会审及设计交底，设计交底1.4、分包单位打井机具、双U型PE管、回填料（膨润土混淆料、细沙、石硝等）进场报验，重点控制PE管的长度、壁厚、承压能力；1.5、甲方工

17、程部组织有关单位（总包）施工场所地下阻拦物及地下管线状况交底；1.6分包单位报送施工方案及质量控制方案，监理公司审查赞成；2、丈量放线精准测定井位部署，依据桩基开挖的上口线地点，把施工中有影。13精选文档响的井位及主管线路，进行合理调整，防备开挖破坏管道。定准孔位后，丈量每个井位的孔口自然地面标高，作好记录，以便计算打孔深度。分包单位依据图纸要求有效换热长度及水平连管标高联合室外处形确立现状地形的打井深度（逐井丈量）。监理公司、甲方工程部专业人员逐井查验，保证有效换热长度知足图纸设计要求；3、钻井施工钻井施工过程中，应依据不同样的地质状况，采纳不同样的施工工艺。施工时期机长要依据地质状况的变化

18、合理安排进尺深度，不可以操之过快，一味追求进度，使竖井没有圆满打透，造成下管时的困难，施工时每根钻杆应频频几次上下拉动，使孔圆满打透。如土壤不牢或存在孔洞、洞窟等造成成孔困难时，应设护壁套管保护后再施工；钻孔揭露多层地下水时，采纳回填关闭举措办理。监理公司专业工程师旁站监理，重点控制钻机钻杆垂直度，钻杆垂直度误差应小于0.5%，防备出现较大井位垂直偏移，严格防备串孔状况出现；分包单位专业人员记录成孔地质分层状况，形成逐井成孔记录4、水压实验依据设计图纸及地源热泵系统工程技术规范的要求，下管前管道需做严实性实验，比方，系统最大工作压力为1.3MPa，试验压力为1.8MPa，在该试验压力下稳压15

19、分钟，压降不大于3%不渗不漏为合格。同时做好水压试验记录便于查察，并报项目监理部审查赞成，做好隐蔽工程检查记录，方可进行下道工序的施工。14精选文档5、下管施工把立埋管路充水状态下插入到井中，因为水增添了管子的重量，下管时增添了下坠力，以抵消一部分浮力，还能够够防备管道变形，因为钻孔内一般状况下充满了泥浆。钻孔完成后应立刻下管，若成孔放置时间过长,有可能出现钻空局部坍塌或拥挤,致使下管困难。将U型管捆绑在钻头上，此后利用钻孔机的钻杆，将U型管送入钻孔深处，U型管的长度应比孔深略长，使得其能够露出地面。下管过程中受阻严禁采纳机械下压的方法，应从头清孔入管。下管完成后做好管头封堵，防备进入杂物，拥

20、挤管道。并做好警告表记，防备破坏。井管张口用专用熔接收端封堵，以保护管路系统，防备泥浆石块和其余异物进入系统，造成系统拥挤影响水流量。6、灌浆回填6.1依据工程设计说明、勘探资料及现场钻井实质状况确立回填材料。比方，井下有砂岩层时，为防备该段岩石挤坏水管，回灌资料宜采纳细沙混淆水泥进行回填，比率为1：3加压回灌；若井下为黏土层，回填资料宜采纳细沙混淆黏土进行回填，比率为1：9，自然回灌见效较好。6.2检查水泥砂浆配料的数目，知足单孔回填的数目要求。6.3依据图纸回填要求严格控制回填速度及回填量。6.4当埋管深度超出40M时，灌浆回填应在四周周边钻孔均钻凿完。15精选文档毕后进行7、成品保护换热

21、井施工完成后，为防备场区内其余专业的作业施工对成井的破坏，在每个换热井旁建立醒目表记，并挂牌进行警告。8、分区水平管连结系统分区孔位成型后进行干管横联施工：严格依据设计标高进行主管沟的施工。连结横埋管有必然的难度，因为在沟里有水、泥等，且在一个窄小的范围内管道熔接有必然限制性，给热熔增添了难度。热熔连结以前，第一要准备好擦布，注意擦干、擦净管道上的水和泥，免得影响熔接质量，造成管道渗漏。热熔连结第一要掌握热熔器的特色，达到什么样的温度条件下才合适热熔，不可以够在温度不到的状况下热熔，免得产生热熔不牢和泄漏问题，热熔的温度一般不可以够低于250，此后依据热熔器温度的不停提高，来掌握热熔时间的长短

22、，当环境温度低于5时根绝焊接。每一组横埋管做好此后，分清总管的出入水口，把总管瞄准相应的预留洞口，做好固定，在总管路上标示出出入水，以方便此后辩认，防备此后造成系统的纷乱和错误的发生。9、分区水压试验系统分区连结完成后，应进行二次水压试验，依据设计图纸及地源热泵系统工程技术规范的要求进行水压试验，做好试验记录，报给监理部门审查，合格后方可进行回填施工。10、沟回填。16精选文档横连管沟施工前，下部需铺填200mm厚的细沙，管道上部铺填300mm的细沙后进行分层回填，逐层夯实，回填猜中不可以够有硬质物体，免得把管道破坏，当回填土填到最少800mm后时才可上重型机械施工，回填时系统降至工作压力察看

23、，保证回填没有对系统造成破坏，回填完成后，把压力降至0MPa。11、整体连结各分区系统连结完成后，依据施工图纸在分集水器处进行系统整体连结，并对每个分区的管道做好表记，以便核对。12、整体水压试验各分区系统施工完成后，连结到机房分集水器处进行第三次打压试验。13、系统水压试验地埋管换热系统所有安装完成，且冲刷、换气及回填所有完成后，进行第四次打压试验。六、地埋管换热系统的查验与查收地埋管换热系统安装过程中，应进行现场查验，并应供应查验报告。查验内容应符合以下规定：1、管材、管件应符合国家现行标准的规定。2、埋地管道应采纳热熔或电熔连结。埋地聚乙烯管道连策应符合国家现行标准埋地聚乙烯给水管道工程技术规程的有关规定。3、钻孔、水平埋管的地点和深度、地埋管的直径、璧厚及长度。17精