地源热泵施工工法.docx
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地源热泵施工工法
地源热泵施工工法
一、前言
地源热泵系统是随着全球性的能源危机和环境问题的出现而逐渐兴起的一门热泵技术。
它是一种通过输入少量的高位能（如电），实现从浅层地能（土壤热能、地下水中的低位热能或地表水中的低位热能）向高位热能转移的热泵空调系统被称为是21世纪的一项以节能和环保为特征的最具有发展前途的空调技术。
地源热泵是利用自然环境在地表层下贮存的能量，通过吸取、传送、制冷剂
循环等系统升高或降低室内温度，从而为我们创造一个舒适的生活环境。
二、地源热泵系统特点
2.1资源可以再生利用。
2.2运行费用低。
2.3机房占地面积小，并可设在地下，节省建筑空间。
2.4绿色环保，系统利用地球表面的浅层地热资源，没有燃烧，没有排烟及废弃
物，清洁环保无任何污染。
2.5自动化程度高。
2.6一机多用，既可供暖，又可制冷，最大限度的利用了能源。
三、适用范围
可用于工厂、车站、商场、宾馆、酒店、商务办公、娱乐场所、住宅小区、别墅、蔬菜养花大棚等各类建筑。
小到一、二百平米大到几十万平米，从单供暖、冷暖双供到冷暖及生活热水三供，都可以完美运行。
四、工艺原理
土壤源热泵是利用地下土壤、地下水温度相对稳定的特性，冬季通过消耗少量
的高位能量（电能）把土壤储存的低品位热能转移到需要供暖的室内；夏季却将室内的热量转移释放到土壤中，从而达到冬季供暖、夏季制冷的目的。
如图所示:
五、施工工法
5.1测量、放线及钻机就位
利用全站仪或经纬仪定出井位控制网，依据控制网逐一定出井位，井位误差不宜大于10cm，用木桩做好醒目标示，孔间距4.5mX4.5m。
潜孔钻机就位后，钻杆中心必须与孔位在一条垂线上，钻机找平后四腿支稳
确保钻机水平。
启动空压机，待机上仪表处于正常工况后方可拧动开关送气，管
路连接处不得有漏气现象。
钻孔直径为130mm，钻孔深度102m。
采用液压潜孔锤钻机高压空气作为钻进动力和排渣手段。
压力过大易造成孔
增加钻杆前，应在压缩空气关闭后提升动力头至顶端，让其自由落下并且无
阻碍，这时方可卸开钻杆丝扣。
钻进中发生不返气现象且空气压力增高时应提钻检查。
孔口粉尘变多时及时增加水泵注水量，尽可能使返出孔口的岩屑为片状或粒状。
当粉尘较大时，采用除尘系统进行收集来减少对周围环境的影响。
5.4竖直管试压及安装
5.4.1竖直地埋管换热器插入钻孔前做第一次水压试验。
在试验压力下稳
压至少15min,稳压后压力降不应大于3%且无泄露现象将其密封后在有压状态下插入钻孔完成灌浆后保压1小时。
5.4.2潜孔钻机收塔离开孔口。
将经过试压检验合格的地埋管放在孔口，若
孔内无水可直接将地埋管在保压状态下插入钻孔若孔内有水根据相应的水位在
U型管下部配上相应的重物再将地埋管在保压状态下插入孔内。
5.5回填
垂直U型管安装完毕后，应立即用回填材料封孔，采用水泥、黄沙、膨润
土按一定比例混合后采用注浆回填。
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图-2机械灌浆示意图
5.6保护管路
当每一个井打好一组管路放入井中之后剪去多余的一部分，地面或横沟
底面留下五十公分左右用胶带裹好要注意保护管路系统避免泥浆石块和其它异物进入系统造成系统堵塞影响水流量。
对成孔进行编号。
5.7水平横沟的开挖
用挖掘机来操作，用挖掘机主要怕工作时挖伤挖断地下立管造成意外的不良
后果。
所以说工作时一定要注意避免挖机碰到管路。
横沟的开挖深度满足设计要求，在室外地坪1.5m以下。
5.8水平管连接
在竖直地埋管完成后进行水平管连接采用塑料管热熔器通过管件将各个竖直地埋管连接起来形成供回水环路。
具体热熔连接步骤如下
5.8.1.热熔器接通电源将热熔温度调节到300度。
5.8.2将管材及对应管件清洗擦干。
5.8.3待温度升至300度同时将管件和管材与热熔模具紧密接触加热完毕将
管材管件连接即可。
1.水平集水管和分水管分别进行安装。
埋管沟深满足设计要求，开挖横埋管
沟槽，深度1.5米以下。
沟槽与立管交叉处应特别注意立管保护不受破坏。
将沟中清理干净并在水平地埋管敷设前沟槽底应先敷设至少200mn厚度的细沙，且确保周围200mn范围内无石头及金属硬物。
2.检查沟中无石块且细沙土平整后再将水压试验已合格的管道放入沟槽中。
采取固定措施避免重物撞击或碾压管身。
3.集、分水管路连接时采用固定等安全措施，尽量避免后续其他施工过程可
能对集、分水管造成的破坏。
5.9系统水压力试验
5.9.1水平地埋管换热器放入沟槽前做第一次水压试验。
在试验压力下稳压
至少15min,稳压后压力降不应大于3%，且无泄露现象。
5.9.2竖直或水平地埋管换热器与环路集管装配后，回填前进行第二次水压
试验。
在试验压力下稳压至少30min,稳压后压力降不应大于3%，且无泄露现象。
5.9.3环路集管与机房集分水器连接完成后回填前应进行第三次水压试验。
在
试验压力下稳压至少2h,稳压后压力降不应大于3%，且无泄露现象。
5.9.4地埋管换热系统全部安装完毕且冲洗、排气及回填完成后应进行第四
次水压试验。
在试验压力下稳压至少12h,稳压后压力降不应大于3%，且无泄露
现象。
5.10铺填细沙
铺填细沙是为了固定水平埋管细沙便于填补管路之间的空隙避免留有空隙对最后回填土方以后土层沉降不一致而造成拉伤压弯管路。
所以铺填细沙也是
个很重要的一个环节。
水平管铺设之前沟槽底应先敷200mn厚度的细砂，摆放好地埋管之后要在管路上面15cm左右确保水平管周围细砂密实。
对水平地埋管管路进行保护和固定。
5.11土方回填
当确定水平地埋管四周细沙已密实然后回填土方。
5.12地埋管管材的检验与验收
5.12.1管材、管件必须有产品质量合格证，系统所选用的管材、管件上应
标明规格、公称压力，包装上应标有批号、数量、生产日期和检验代号。
5.12.2管材、管件的内外壁应光滑平整无气泡、裂口、裂纹、脱皮和明显的痕纹、凹陷，且色泽基本一致。
5.13地埋管换热系统的检验与验收
地埋管换热系统安装过程中应进行现场检验并应提供检验报告。
检验内容应符合下列规定。
5.13.1
管材、管件等材料应符合国家现行标准的规定b.钻孔、水平埋管的位
钻孔、水平埋管的位臵和深度、地埋管的直径、壁厚及长度均应符合
设计要求。
六、操作要点
6.1钻孔要求及注意事项
6.1.1施工过程中，钻杆每下进10m后须进行钻机本体水平度复核。
当误差大于5%。
时，必须进行调整。
6.1.2
2~3m
钻孔过程中为避免钻孔塌方，在打井过程中灌入泥浆对打井井壁泥浆凝固护壁防止塌方。
边钻进边注入泥浆护壁。
开孔前先轻压慢钻，钻进到后逐渐加大转速和钻压进入正常钻压和钻速。
6.1.3在成孔施工中还应根据不同的地层适时调整运行参数。
在地层变化时
应减小钻压及转速，防止地质情况不均而产生钻孔倾斜。
6.1.4钻进中加接钻杆时应先停止钻进，将钻头提高孔底200mm维持泥浆
循环1~3min,以清洗孔底和护壁.装杆时应拧紧上牢，防止工具及钻具掉入孔内。
6.1.5施钻过程中密切注意钻机及附属设备的运行情况，发现异常及时处理,防止拉断钻杆和接头丝扣、跌落钻头等现象发生，并时刻注意地层地质变化，做好记录。
6.1.6施钻过程中钻机长和操作手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。
6.1.7通过钻机平台标高和钻杆的长度，判断钻孔深度。
孔深必须达到设计
深度当钻孔达到设计要求的深度，停止钻进，将钻头提高孔底100~300mm维持
6.1.8
泥浆正常循环吸除孔底沉渣。
起钻时应小心操作，防止钻头拖到孔壁。
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。
打孔过程中产生的土方和挖出的土壤、岩石应该集中堆放。
对钻井
产生的泥浆，做好排放工作。
在钻孔附近设臵泥浆沉淀池，将钻孔过程中产生的
泥浆排至沉淀池。
经沉淀后，将清水通过排水沟排走。
一部分泥浆可以作为回填
物料的组成部分，回灌至井内。
多余的泥浆可外运或作为绿化地带的填土。
6.1.11施工员对每个垂直孔从开钻到结束均作相应的记录，包括成孔时间、
地质情况、突发事件等。
七、材料设备
本工程材料采用PE100DN32-DN22管。
设备机具见下表
序号
名称
数量
生产情况
1
液压潜孔锤钻机
4
良好
2
手提式电动加压泵
2
良好
3
管道熔接器
5
良好
4
交流电焊机
1
良好
5
切割机
1
良好
6
试压水泵
1
良好
7
挖掘机
1
良好
8.1各类隐蔽工程必须及时通报有关单位验收，及时做好隐蔽工程的签字工作。
8.2各班组做好自检互检工作，项目部质检员会同施工员及时检查工程质量,
发现问题及时整改好。
8.3项目部安质部组织技术、质检、施工人员参加工程质量检查，对检查中
发现的问题，及时开出工程质量整改单，由项目部定人，定时，定措施落实整改,整改后安质部再次组织检查直至合格。
8.4单位工程的质量验收评定，在项目经理部自检互检的基础上经相关部门
进行复验复评。
8.5单位工程的质量验收评定，由安质部和有关人员共同进行验收评定。
8.6单位工程验收评定工作，应查看所有分项技术资料及见证资料，并对实
际工程质量情况进行现场目测，然后按检验评定标准进行质量等级评定。
九、安全与环境保护措施
9.1进入施工现场的所有人员均须戴安全帽，佩戴上岗证，避免人身伤亡的
事故发生。
9.2施工人员进入施工现场前做好安全生产教育。
9.3所有电动工具必须事先检查是否安全可靠。
9.4机械设备，如水泵、电焊机等，移位、电器检修时必须断电操作，严禁带电操作，移位时，须有专人指挥、照看电线，防止电缆压坏损伤。
9.5坚持执行岗前教育制度、定期开展安全活动，认真执行安全规程和操作要求，严禁违章作业，杜绝各类事故发生。
9.6保持施工现场整洁、三通一平、无积水、无长流水。
9.7施工现场不准乱堆垃圾及余物应在适当地点设臵临时堆放点，并定期外运至规定处。
清运渣土垃圾及流体物品，要采取遮盖防汛措施，运送过程中不得遗撒。
十、效益分析
10.1该工法工艺简单，施工简便、可靠，保证了质量和工期，适用范围广。
10.2施工准备工作简单，工程进度快，施工费用低。
10.3采用液压潜孔锤钻机明显的缩短了工期，比传统的勘察钻机施工缩短
50%^上工期。
10.4
热泵主要利用自然界的低温可再生能源变为高温的能源，具有环保意
义。
10.5
地源热泵技术相交其他传统的供暖技术，体现出了潜在的经济效益。
卜一、应用实例
11.1
浙江省二建建设集团安装有限公司无锡市锡山人民医院新建工程一期
地源热泵系统工程。
11.1.1本工程位于无锡市锡山区，建筑总面积约为11.52万平方米,属咼层
建筑。
本建筑群主要有住院楼、门急诊医技楼和感染楼、120急救中心。
地源热
泵系统施工区域：
室外绿化带和道路下方。
11.1.2施工情况：
地源热泵系统室外施工全部完成。
五、地埋管系统设计与安装
本设计地源热泵的地埋换热系统采用垂直埋管系统，夏季释热量2970KW,
冬季取热量1902KW,根据岩土热响应报告提供的数据，夏季单位延米放热量为
62W/m，冬季取热延米换热量为41W/m。
每口井有效深度100米，孔径为？
130mm。
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