地源熱泵系統(tǒng)施工

吉林安裝集團股份有限公司地源熱泵中央空調推廣政策

原理介紹

經濟分析

施工工藝目錄推廣政策國外政府關于地源熱泵空調技術的推廣政策英格蘭、加拿大、愛爾蘭、蘇格蘭、澳大利亞、美國都有法律及政府基金給予地源熱泵應用鼓勵，包括提供廉價電力、政府低息貸款、現(xiàn)金折扣、財政補貼等多種單項或打包扶持；韓國等國家的政府投資的醫(yī)療、教育、軍事等項目無一例外都規(guī)定了地源系統(tǒng)的應用比例；瑞士與挪威的地源熱泵采暖及供應生活熱水已超過96％；在瑞典除非地源應用系統(tǒng)否則其他采暖以及熱水供應系統(tǒng)必須獲得政府的特別批準。美國地源熱泵應用狀況在美國，地源熱泵是一種成熟的、完全產業(yè)化的技術目前，全美地源熱泵數(shù)量占全部空調保有量的19%，在個別州超過40%地源熱泵的銷售數(shù)量以每年20%的速度遞增，2003年全美銷售數(shù)量達40萬臺目前國內部分城市地源熱泵技術應用推廣情況北京市：根據(jù)市規(guī)劃委核定的建筑面積從本市固定資產投資中安排一次性補助，補助標準為：地下（表）水源熱泵35元/平方米，地源熱泵和再生水源熱泵50元/平方米。預計新政策推行后，地源熱泵空調的應用面積將每年增加500萬平方米。寧波市：符合我市節(jié)能推廣目錄，單體投資額在100萬元以上，達到20%以上節(jié)能效果的企業(yè)節(jié)能項目，按項目實際投資額給予8%的補助；單體企業(yè)的當年最大補助額原則控制在80萬元以內。煙草行業(yè)類似業(yè)績政策文件2006年9月4日，國家財政部、建設部聯(lián)合出臺的《可再生能源建筑應用專項資金管理暫行辦法》（財建【2006】460號）第四條——專項資金支持的重點領域：

（一）與建筑一體化的太陽能供應生活熱水、供熱制冷、光電轉換、照明；

（二）利用土壤源熱泵和淺層地下水源熱泵技術供熱制冷；（三）地表水豐富地區(qū)利用淡水源熱泵技術供熱制冷；（四）沿海地區(qū)利用海水源熱泵技術供熱制冷；（五）利用污水源熱泵技術供熱制冷；（六）其他經批準的支持領域?！督ㄔO部2003年科技成果推廣轉化指南項目目錄》首推的建筑節(jié)能技術——節(jié)能型土壤熱交換器地源熱泵冷（熱）水供給技術其他政策文件《中華人民共和國節(jié)約能源法》第四條規(guī)定：“國家鼓勵開發(fā)利用新能源和可再生能源”，而地源熱泵所使用的地熱能正是屬于可再生能源。建設部《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》第四條規(guī)定：“國家鼓勵發(fā)展太陽能、地熱等可再生能源的應用技術和設備”。國家經貿委《2000-2015年新能源和可再生能源產業(yè)發(fā)展規(guī)劃要點》指出：“積極推廣地熱采暖和地熱發(fā)電技術”，“加快地源熱泵技術的引進和開發(fā)，加速國產化。要大力開拓地熱采暖市場，到2005、2010、2015年地熱采暖面積分別達到1500萬、2250萬、3000萬平方米。要積極推動地熱的綜合利用”?！督ㄔO部建筑節(jié)能“十五”計劃綱要》中明確指出“十五”期間建筑節(jié)能工作的重點之一是：“大力推進太陽能、河水、湖水、海水與地下能源及其他可再生能源在建筑中利用的的工作?！督ㄔO部建筑節(jié)能“十五”計劃綱要》中列出的18項擬重點開展的科技項目其中的第13項指出：“地源熱泵及水源熱泵技術系統(tǒng)開發(fā)與工程應用”。國家發(fā)展改革委辦公廳2005年關于《組織實施可再生能源和新能源高技術產業(yè)化專項的通知》（發(fā)改辦高技[2005]509號）中專項的主要內容第（三）項列出：“太陽能供熱和地源熱泵供熱（制冷）。開展新型太陽能熱水器和地源熱泵系統(tǒng)產業(yè)化。包括高可靠性新型真空管集熱器、大面積中高溫太陽能熱水系統(tǒng)、全天候太陽能熱水系統(tǒng)、高效地源熱泵及其配套系統(tǒng)?！?/p>

原理介紹地源熱泵屬于可再生能源技術

其最終能量來源為太陽能地源熱泵系統(tǒng)的組成地源熱泵機組水循環(huán)系統(tǒng)

地下熱交換器控制系統(tǒng)

地源熱泵的應用類型

（根據(jù)地下?lián)Q熱器形式的不同）水平式垂直式地表水式地下水式水平式優(yōu)點：室外施工費用相對較低與其他地源熱泵系統(tǒng)的比較：缺點：室外占地面積較大垂直式優(yōu)點：運行及維護費用低占地面積較小冬季無需輔助熱源不產生任何污染節(jié)能效果明顯缺點：初投資費用稍高與其他地源熱泵系統(tǒng)的比較：地表水式優(yōu)點：運行及維護費用低無需占用土地室外施工費用低冬季無需輔助熱源不產生任何污染缺點：需臨近較大面積水域系統(tǒng)效率低于其他方式與其他地源熱泵系統(tǒng)的比較：地下水式優(yōu)點：運行及維護費用低室外施工費用較低冬季無需輔助熱源無需占地，受建筑周圍環(huán)境影響小不產生任何污染換熱效率高，節(jié)能效果明顯缺點：打井受政策限制系統(tǒng)易受地下水源狀況影響與其他地源熱泵系統(tǒng)的比較：

地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作為冬季熱源和夏季冷源，然后再由熱泵機組向建筑物供冷供熱的系統(tǒng)，是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調系統(tǒng)。抽取地下水水源熱泵，但由于技術限制，全部回灌不易做到，監(jiān)督實施也比較困難，而且容易造成地下水污染。在國外目前大面積推廣使用的是埋管式地源熱泵技術，是充分利用淺層地熱的最佳技術途徑。（歐美普遍使用的是在冬天取暖、夏天空調的地區(qū)）土壤溫度隨深度變化示意圖月份01020304004080120160200240280320360地表2FT（0.6m)5FT(1.5m)12FT(3.6m)1

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6789101112天數(shù)熱熱冷冷熱熱熱冷夏季熱交換示意圖

暖冷暖暖

暖暖暖熱交換示意圖冬季冷冷制冷原理制熱原理15℃13℃9℃35-40℃10-13℃19℃地源熱泵機組運行原理節(jié)能，運行費用僅為傳統(tǒng)空調的25-50%環(huán)保，冬季采暖不需鍋爐，毫無污染可分戶計量和分期投資，方便業(yè)主的管理一機多用，可提供生活熱水和實現(xiàn)地板輻射采暖分散式布置可以省去機房占地面積無室外機，不影響建筑立面美觀……地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點地源熱泵分析軟件地源熱泵分析軟件地源熱泵分析軟件地源熱泵分析軟件地源熱泵分析軟件地源熱泵分析軟件地埋管系統(tǒng)施工工藝地埋管系統(tǒng)施工工藝工程鉆孔施工工藝1.1鉆孔前的準備工作1.1.1在施工前先了解并確定土壤地質條件。1.1.2確定地下綜合管線分布及設置情況，并做好明顯的標識記號。1.1.3平整土地，根據(jù)地埋管施工圖，用白灰標示具體鉆孔位置及總管坑槽位置。1.1.4確定鉆孔支架打設位置。1.1.5確定鉆孔機械電源容量及供給情況。1.1.6提供水源至鉆孔現(xiàn)場。=1.2工程鉆孔

1.2.1、根據(jù)工程情況確定鉆孔的位置，鉆孔直徑不小于150mm。鉆孔深度以設計要求為準。1.2.2、每鉆完一孔前，套管必須組裝好，施鉆完畢應盡快將套管放入鉆孔中，并立即將水充滿套管，以防孔內積水使套管脫離孔底上浮，達不到預定埋設深度。1.2.3在泥漿或空氣旋轉鉆孔方式中，應沿鉆管內部送入高壓空氣、水、或泥漿，并沿著鉆桿的外側將鉆屑送回地面。取出的土壤放入泥漿池中可用作灌漿材料或將其運離作業(yè)現(xiàn)場。鉆孔過程中產生的泥漿水從鉆孔位置冒出地面，在施工前應制訂好排水措施，可順地勢挖出排水溝，并在溝的末端挖一個泥漿池，鉆孔過程中產生的泥漿在泥漿池中沉淀，作為回填物使用。應注意在各個將要放置鉆機的位置不能開挖排水溝或連接各個垂直埋管的水平管溝，防止開挖的管溝被鉆機壓塌。3、雙U管換熱器預制、施工要求

3.1、管道連接采用熱熔焊接方式，焊接口必須符合施工規(guī)范，注意壓接寬度；3.2、聚乙烯管的制作要求：a.烯管的連接可采用專用的熱熔設備進行熱熔連接（熱熔承插連接、熱熔對焊連接），與金屬管道連接應采用法蘭連接。熱熔承插連接：

b.承插連接應采用質量可靠的熱熔機具，便攜式熔接工具適用于dn≤63mm管道及系統(tǒng)最后連接，臺式熔接機具適用于dn≥63mm管道預裝備連接。

c.熱工具加熱到熔接溫度260℃±10℃，插口管末端應切割平整，與軸線垂直。用筆在承口和插口上做適當?shù)臉擞?，以利于連接定位。

d.熱工具的凹模熔化插口管端的外表面，凸模熔化承口的內表面。

e.完畢后，迅速移走加熱模具，將插口端平直插入承口端，達到連接強度后固定接頭，自然冷卻至環(huán)境溫度熱熔對接a.外徑dn≥63mm的PE管均可采用熱熔對接方式連接，該方法經濟可靠，其接在承拉和承壓時都比管材本具有更高強度。熱熔連接溫度：200~210。使用該方法時，設備僅需熱熔對接機，步驟如下：

b.連接管材置于焊機夾具上并夾緊；

c.管材連接端并銑削連接面；

d.兩對接件，使其端面錯位量不大于管道壁厚的10%；

e.加熱板加熱；

f.完畢，取出加熱板；

g.接合兩加熱面，升壓至熔接壓力并保壓冷卻。法蘭連接：

套在法蘭連接件上；法蘭連接件與PE管道連接按上述工藝處理；將法蘭盤與金屬法蘭對接。a.連接前應對管材、管件及附屬設備、閥門、儀表按設計要求進行核對，并在施工現(xiàn)場進行外觀檢查，符合要求方準使用。b.根據(jù)鉆孔深度并確定立埋管的長度，沒孔兩根。接時應使用同一生產廠家的管材和管件，如確需將不同廠家（品牌）的管材、管件連接則應經試驗證明其可靠后方準使用。c.每次連接完成后，應進行外觀質量檢驗，不符合要求的必須返工。施工人員應進行上崗培訓；每次施工后，管口應臨時封堵；f.在寒冷氣候（-5℃以下）和大風環(huán)境下進行連接操作時，應采用保護措施或調整施工工藝參數(shù)聚乙烯管連接的注意事項：

3.3、雙U管換熱器在鉆孔內的安裝：a.鉆井深度及埋管長度必須符合設計要求，井深誤差不超過2米，保證埋管長度。b.當樁基孔做好后，可進行下管。下管時應將灌漿管和U型管一起插入孔中，直至孔底，下管時，U型管內宜充滿水。c.U型管下部端頭應設保護裝置。灌漿管端頭宜設防堵護罩，且灌漿時應能夠將其沖開。d.采用人工下管。在下管時套上粗麻繩，輔以服正機構，下管時要盡量保證同心度。通過加力杠桿作用于粗麻繩上，以便下管。e.U型管兩支管間每隔2m～4m應設一彈簧卡（或固定支卡），以將兩支管分開。f.在下管結束后要對管口采取有效的臨時封堵措施。4、聚乙烯管給水管道檢漏與試壓

4.1、注意事項：

聚乙烯管管組對完畢，進行外觀檢查合格后，方可進行壓力試驗；

試驗介質一般采用水，其溫度不宜超過40℃；

試驗壓力應為管道系統(tǒng)工作壓力的1.5倍或設計明確規(guī)定的試驗壓力。4.2、施工過程：

1.)所有管道和管道連接件必須經過檢查以防滲漏；有U型管在安裝之前必須經過壓力試驗，水平管在回填土之前也必須經過壓力試驗；2.)交換器必須進行水壓試驗，試驗壓力為管道設計工作壓力的1.5倍，或系統(tǒng)運行壓力的3倍；在試驗壓力下，穩(wěn)壓1小時(4小時)，觀察其壓力降，當壓降不大于0.05MPa（0.034MPa），則認為合格。

30分鐘內不應該出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象；將測得的流量與壓降同計算結果進行比較，以判斷管路是否有堵塞現(xiàn)象。3.)水壓試驗采用手動泵緩慢升壓，升壓過程中應隨時觀察與檢查不得有滲漏。4.)根據(jù)設計要求，把U形管底部浸入水中，檢查應無氣泡冒出，保壓4小時，氣壓應無明顯變化，檢漏完畢，放掉管內氣體，加滿水，同時做好臨時封閉，且保護接口不受破壞。5.)在鉆孔前，每個U型埋管應平直裝配起來，并包扎好防止彎曲收縮。5、樁內回填材料施工（灌漿回填）主要技術措施

5.1放好埋管、灌漿前，應固定埋管，并在孔和管子之間的縫隙放入一些細黃沙并用石塊等固定管口。5.2U型地埋管隨導漿管插入豎井底部，后立即導管灌漿，并用卷邊或蓋頂熔接密封U型管兩端口，以防雜物進入。5.3在回填料時要使用專用的灌注系統(tǒng)，該灌注系統(tǒng)由高速攪拌機、攪拌池、低速攪拌機及泥漿泵和管路組成。注漿時，先將填料按照設計好的比例放入調整攪拌機中攪拌2－3分鐘，然后排入到低速攪拌罐中攪拌。灌漿時，先將閥門打開，把漿液排入到儲漿池中，通過高壓泥漿泵注入孔內。并通過注入時泥漿的密度與溢出時漿液的密度是否相等來判斷是否停止注漿，如果相等則表示漿液已經充滿孔內，可以停止注漿。5.4灌注時，要求泥漿泵的泵壓足以使孔底的泥漿上返至地表，當上返泥漿密度與灌注材料的密度相等時，認為注漿過程結束。注漿時，必須保證注漿的連續(xù)性，否則會降低傳熱效果，影響工程質量。應使用泥漿泵通過灌漿管將混合漿灌入孔中。不得用人工的方法灌漿封孔。應根據(jù)機械灌漿的速度將灌漿管逐漸抽出，使灌漿液自下而上灌注封孔，確保鉆孔灌漿密實，無空腔。5.5灌漿材料的配比要根據(jù)與甲方及設計商定的結果進行配比。在施工時應對現(xiàn)場的填料配比進行嚴格的控制。5.6在水平埋管和系統(tǒng)試壓合格，確認無漏后，才開始回填土壤，5.7回填土首層應為至少200mm厚度的細黃沙，且確保其中無石頭及其它硬物，200mm以外用一般土回填，橫埋管在地表下的深度至少為1.8米，回填后在相對標高-0.2米處設置對應的橫管及立管標識。試驗和鑒定

6.1、管系統(tǒng)安裝完成后，應由監(jiān)理單位來工地現(xiàn)場做試驗鑒定，并按如下內容提出報告。6.2、部豎井的位置和深度以及熱交換器的長度是否符合設計要求。6.3、對灌漿類型、混合過程和將灌漿充入豎井的檢驗與安裝土壤熱交換器同步進行。6.4、監(jiān)督循環(huán)管路、循環(huán)集管和管線的試壓是否按上述要求進行，以保證沒有泄漏。6.5、如果有必要，需監(jiān)督不同管線的水力平衡情況。6.6、檢驗防凍液和化學防腐劑的特征及濃度是否符合設計要求。按上面的試驗和鑒定結果提交場地全貌鉆孔車鉆井機1灌漿車鉆井機2鉆桿鉆桿鉆頭1鉆頭2鉆頭3鉆頭垂直儀保證孔的垂直度垂直儀器管掐PE變徑PE管盤狀PE電熔專用設備單U型頭電熔直接垂直孔灌漿泵雙U頭PE專用件測量確定井位電熔PE管打水試壓安裝管掐試壓準備試壓準備試壓為6公斤鉆孔鉆孔鉆孔鉆孔鉆出的巖心下管下管下管下管灌漿導管深入地耦孔底部按從下至上的方法回灌

灌漿灌漿灌漿灌漿泵給垂直孔灌漿灌漿溝槽定位畫線1垂直管的保護措施用PVC管護套1垂直管的保護措施用PVC管護套垂直管的保護措施用PVC管護套垂直管的保護措施用PVC管護套畫線橫連排管機器挖開深度測量地面開槽把水泥砂漿土打開機器反鏟開挖機器反鏟開挖機器反鏟開挖垂直管剖面1垂直管剖面2水平溝槽1水平溝槽2水平溝槽支架敷設1水平溝槽支架敷設2水平溝槽支架敷設3水平管的鋪設1水平管的鋪設2水平管的鋪設3水平管的鋪設4水平管的鋪設5水平管的鋪設水平管的鋪設水平管的固定和間距水平管的固定和間距垂直管與水平管連接1垂直管與水平管連接2垂直管與水平管連接3垂直管與水平管連接4垂直管與水平管連接5垂直管與水平管連接6垂直管與水平管連接7試壓泵分組試壓1分組試壓2回填（兩邊回填砂，中間回填原土回填1回填2回填回填回填回填夯實接到分集水器1接到分集水器加防護套管分集水器室外檢查井機房集分水器集中式機房分散式布置，無需機房投資成本&運行費用運行費用分析詳見以下章節(jié)1-5年收回投資成本運籌帷幄的智慧選擇！

節(jié)省投資成本——“能量樁”

只適合于土建樁基澆實之前

一般有兩種樁基形式