暖通工程建設(shè)中的地源熱泵施工技術(shù)

黎啟蒙

(中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430040)

1 地源熱泵技術(shù)的工作原理

和其他采暖技術(shù)不同，地源熱泵技術(shù)的工作原理是借助地表潛藏的熱量，利用地表淺層地?zé)豳Y源調(diào)整室內(nèi)的溫度為室內(nèi)供暖，如圖1所示。從能量轉(zhuǎn)換的角度分析，地源熱泵技術(shù)實質(zhì)上是熱能的轉(zhuǎn)化，其能夠?qū)崃繌母邷責(zé)嵩崔D(zhuǎn)移到低溫?zé)嵩瓷?，使兩者保持熱量的平衡，從而達到均勻散熱、供熱的目的。地源熱泵技術(shù)有著很好的運用條件，可以通過自身的優(yōu)點改善室內(nèi)的環(huán)境，從而提高人們的生活質(zhì)量[1]。

圖1 地源熱泵系統(tǒng)原理示意圖

2 暖通工程中地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 地源熱泵技術(shù)有利于提升可再生能源的利用率

建筑行業(yè)在發(fā)展的過程中，不同種類能源的運用十分廣泛。在此背景下，要對可再生能源展開合理的利用以及開發(fā)，以盡量避免對不可再生資源的浪費。在地源熱泵技術(shù)的實際運用中，要和實際相結(jié)合，采用有針對性的辦法，實現(xiàn)對地?zé)崮茉吹暮侠砝?，從根本上控制建筑物的不可再生能源消耗，實現(xiàn)理想的節(jié)能目的。和傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)比較，地源熱泵技術(shù)的效率不僅能提高30%～50%，而且1 kW的能量消耗能夠給用戶提供5 kW以上的能量或4 kW以上的冷量，節(jié)省23%～28%的能源，所以，在確保盡可能滿足社會發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，可以將其看作是未來發(fā)展的趨勢。

2.2 地源熱泵技術(shù)有利于突出環(huán)境效益

在施工的過程中，工程項目需要耗費大量的能源，在前期的成本投入是非常大的，在施工時和地源熱泵技術(shù)結(jié)合，這一措施在環(huán)境保護方面有很重要的影響，同時能夠獲得很好的經(jīng)濟效益。在節(jié)能減排理念的背景之下，想要從根本上實現(xiàn)對環(huán)境的保護，就一定要意識到地源熱泵技術(shù)的重要之處。在此技術(shù)的應(yīng)用過程中，并不會對環(huán)境或者是建筑物產(chǎn)生影響，也不會對地下水造成污染。住宅建筑不同采暖空調(diào)方式的供熱運行污染物排放量比較如圖2所示，可看出，運用地源熱泵技術(shù)的建筑污染物排放量是最少的[2]。

圖2 現(xiàn)有住宅建筑不同采暖空調(diào)方式供熱運行污染物排放量比較圖

3 暖通工程建設(shè)中地源熱泵施工技術(shù)

3.1 鉆孔施工

1)要根據(jù)施工的平面圖進行定位放線，按照排水和泥漿倒運的施工工序，和現(xiàn)場的實際情況相結(jié)合，確定土方、泥漿池、安全通道和推土場等現(xiàn)場的具體位置，要注意所有通道的順暢程度。

2)撞擊的鉆桿要垂直鉆孔，避免垂直偏差的鉆桿損壞已經(jīng)埋好的管道，而且鉆井的定位要保持水平偏差為1%，垂直偏差度為0.5%。

3)要在兩孔之間挖出500 mm×700 mm×1 400 mm的泥漿池，當(dāng)作鉆井機在現(xiàn)場施工過程中的水循環(huán)載體。

4)采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)的鉆井模式。

5)鉆孔的過程中，要隨時安排質(zhì)檢員核對鉆孔和施工鉆孔拼圖的吻合度，保證所有的鉆孔位置正確，且要做好記錄，如果發(fā)現(xiàn)偏差超過設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該及時進行改正并且重新定位。

6)當(dāng)鉆孔施工完畢之后，應(yīng)該及時檢查鉆孔的深度和質(zhì)量，并且做好記錄工作以備建設(shè)單位驗收。

7)在鉆孔時，要集中堆放產(chǎn)生的土方和土壤。

8)避免鉆孔出現(xiàn)塌方的現(xiàn)象，在鉆孔的過程中灌入泥漿并且對鉆孔的井壁進行護壁，防止出現(xiàn)塌孔的現(xiàn)象。

3.2 現(xiàn)場預(yù)組裝施工

1)首先應(yīng)該埋入U型管，在對管材進行組裝之前，應(yīng)該水平堆放在平整的地面上，而且堆放的高度不可以超過2 m；同時管件的存儲應(yīng)該成箱放在貨架上，或者放在平整的地面之上，同時在地面上的高度不可以超過2 m。HDPE管在運輸?shù)焦さ氐臅r候，應(yīng)該用彩條布覆蓋，不可以暴露在陽光下。

2)連接HDPE管的過程中，應(yīng)該徹底清理熱熔管頭，在進行管材的切割過程中，當(dāng)管徑De50的時候，則運用手工木工具展開切割。

3)HDPE管道在進行地面連接時，完成之后需試壓，檢驗合格之后便可以埋管，回填之后再一次試壓，等待合格以后方可連接水平干管?？偣苓B接以后需要再次進行系統(tǒng)的試壓。

4)HDPE管道的連接能夠運用熱熔連接，和金屬管道連接時應(yīng)該運用法蘭連接。在對該管道展開連接時，需要注意以下問題：①對現(xiàn)場的施工人員進行嚴(yán)格培訓(xùn)；②應(yīng)該對管材和附屬設(shè)備進行仔細(xì)核對，并且在施工現(xiàn)場展開整體的檢查，符合標(biāo)準(zhǔn)以后才可以使用。在連接的過程中，要使用同一個生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，如果需要不同廠家的產(chǎn)品，則要試驗合格之后才可以使用。每次連接完成后，應(yīng)該對外觀的質(zhì)量進行檢測，發(fā)現(xiàn)不符合要求的立刻返工。每次施工后及時封住管口，當(dāng)室外溫度<0℃時，塑料地埋管的物理力學(xué)性能就會有所下降，很容易對管道造成損害，這時，應(yīng)該盡量避免地埋管熱換氣的施工，如果是因為趕工期，那么在施工時要采取一定的保護措施或者是調(diào)整施工參數(shù)。

3.3 下管的施工

在展開下管施工的過程中，必須要注意下管的及時性，在鉆孔完成之后立刻下管，因為下管的時間越晚，鉆孔里面的積壓越嚴(yán)重，會不利于管道的下放作業(yè)。為了保證下管質(zhì)量，大多數(shù)情況都是運用預(yù)制導(dǎo)頭下井施工的方法，在預(yù)制導(dǎo)頭制作完畢以后要展開對應(yīng)的試壓工作，導(dǎo)頭的直徑應(yīng)該>4根HDPE管的直徑，<鉆孔的直徑，然后根據(jù)導(dǎo)頭的重量以及管道自身的重量下井。在下井的過程中，要避免管道在地面上拖拉，避免管道產(chǎn)生不自然的彎曲現(xiàn)象以及角度的變化。此外，嚴(yán)格控制管道和管道之間的距離，必須確保兩個管道之間不會出現(xiàn)貼在一起的情況，否則會對管道造成嚴(yán)重的影響。

3.4 管道壓力試驗

在暖通工程地源熱泵技術(shù)的施工過程之中，管道的壓力試驗應(yīng)該最少進行5次，以便于最大化保證管道的安全和穩(wěn)定性。

1)在垂直下管前，要進行有關(guān)的管道壓力試驗，即帶壓下管。

2)在垂直管道和水平管道連接之前，進行第二次管道壓力試驗，當(dāng)試驗結(jié)束之后，其結(jié)果符合有關(guān)規(guī)定之后方可接著對管道展開施工。

3)當(dāng)管道連接完之后，進行管道的壓力試驗。

4)當(dāng)分區(qū)集、分水器以及各回路的水平連接完畢以后，同樣進行管道壓力的試驗。

5)待暖通工程全部竣工以后應(yīng)進行最后一次的管道壓力實驗，此次管道壓力試驗應(yīng)該≥48 h，這樣才能夠確保暖通工程的最終效果[3]。

4 結(jié)束語

地源熱泵技術(shù)是一種十分卓越的建筑供暖制冷技術(shù)，有著非常好的運用前景。在此技術(shù)的實際運用和施工過程之中，鉆孔和管道的施工是非常重要的環(huán)節(jié)，要加強對這兩個環(huán)節(jié)的質(zhì)量把控，保證工程施工安全進行。