地源熱泵空調的節能優勢與施工工藝

文/宋巨江 安徽科恩新能源有限公司 安徽合肥 230000

地源熱泵空調系統中主要依靠地源熱泵技術進行工作，在地下設置熱交換器，并通過熱介質在環路中的流動實現導熱。地源熱泵空調系統中環路采用的材質主要為強度高的塑料管道，提升熱導效率。在寒冷的季節通過地源熱泵空調系統向屋內導入熱量，進而達到供暖的目的。

1、地源熱泵空調節能優勢分析

地源熱泵空調相對于傳統空調以及供暖設施來說本身具有非常大的優勢，節能效果好，有利于節約建筑空間，而且使用的安全性能高。因此當前地源熱泵空調的應用范圍比較廣，并受到用戶的一致好評。接下來將對地源熱泵空調節能優勢進行具體的分析。

1.1 節能效果好

地源熱泵空調系統的轉換率更大，最高可以達到4.7，相對于電鍋爐來說，在加熱方面更節能，高熱能轉換率可以節約電能70%。相對于燃料鍋爐來說，對熱量的節約能夠達到50%。與中央空調相比，空調運行中產生的費用可以節約50%左右[1]。由此可見，相對于其他形式的供熱來說，地源熱泵空調系統在節能方面具有非常大的優勢。

1.2 節約建筑空間

地源熱泵系統不需要室外設備，而正常的室外設備都需要配置渣場等室外設施，導致對建筑空間的占有率高。此外，地源熱泵系統的應用有利于提升經濟效益，實現對周邊環境的改善。冬季在應用地源熱泵系統供暖的過程中，相對于傳統供熱來說不需要使用鍋爐，防止燃燒產生廢物，有利于降低空氣中污染物的排放量，實現對環境的保護作用，滿足國際公約的要求。

1.3 使用安全性高

地源熱泵空調系統在供熱效率以及節能等方面都具有巨大的優勢，而且本身操作便捷，使用安全性高。傳統中央空調在使用的過程中容易由于外界氣溫的影響，導致熱轉化率降低，制冷量不足，特別是在一些濕度大或者氣溫高的地區，難以保證制冷系統的有效運行，工作效率不強。空調制熱的過程中，如果氣溫達到零下，需要在空氣源熱泵設置加熱設備，否則熱泵機組將難以正常工作，導致空氣源熱泵的熱量消耗加大，影響制熱效率[2]。通過與中央空調的對比可以發現，地源熱泵空調系統的熱量轉換以及制冷等方面的技術都更加先進，施工工藝便捷，而且本身操作簡單，受外界的影響小，安全性更高。

2、地源熱泵空調施工工藝技術

2.1 地源熱泵空調施工工藝

第一，鉆孔放線定位；第二，泥漿池開挖；第三，鉆機鉆孔；第四，對孔深以及孔徑進行檢查核實；第五，做好耗材和管材的準備工作；第六，進行打壓試驗；第七，下管子；第八，再次進行打壓試驗；第九，對管道口進行封堵保護；最后回填。

2.2 地源熱泵空調施工方法

地源熱泵空調施工涉及到的環節比較多，施工方法復雜，因此在施工的過程中必須要做好各個環節的工作，把控好各環節的重點，保證施工過程的順利進行以及工程質量安全。

2.2.1 鉆孔放線定位

嚴格根據施工圖紙，通過放線定位的方式對換熱孔的位置進行確定，在孔位確定后再利用木樁對具體的位置進行標識，在鉆孔前還需要對定位的具體位置進行核實，防止出現偏差，如果發現孔位的偏差過大，需要進行重新定位。

2.2.2 泥漿池開挖

以能夠滿足周圍鉆機使用要求的泥漿池開挖泥漿坑。以某工程為例，采用人工挖掘方式，坑長度為2 米，寬為2 米，深為1.5 米。在泥漿池開挖完成后，進行泥漿現場調制。如果基礎墊層使用的為三七灰土基，為了有效防止泥漿池的滲水，導致土地基遭到破壞，影響整體承載力，需要先在泥漿池中設置兩層塑料薄膜以及彩條布，防止出現泥漿滲漏。施工結束后，根據地基的承載力對泥漿池進行合理的處理。

2.2.3 鉆機鉆孔

鉆孔機鉆孔需要根據工程要求合理選擇鉆孔機械。比如某工程選擇普通鉆機與潛孔錘鉆機結合的方式進行施工，通過潛孔錘鉆機的使用有效提升施工效率，每天都可以完成一個孔，普通鉆機的效率低，一般完成一個孔的時間需要1 周左右。在鉆機施工的過程中需要保證相鄰的鉆機不會產生影響，防止出現設備移位，通過對鉆孔速度差別的區分，對泥漿池的分布位置采用就近分布的原則。在鉆孔設備到達指定位置后，對鉆頭的直徑、鉆孔的位置等進行核實確定，為了保證鉆孔位置的準確性，需要配置扶正器。如果工程的地質條件過于復雜，在鉆孔的過程中極容易出現塌陷的情況，需要采用護壁套管進行保護，套管深度需要控制在60 米左右。

2.2.4 下管準備

雙U 管的連接需要采用電熔方式進行。下管前先做好管道的沖洗工作，并利用管卡進行控制，大概每3 米左右需要設置一個管卡，防止出現交叉傳熱，導致換熱效果受到影響。試壓實驗過程中，加壓1.5MPa,加壓時間需要超過15 分鐘，如果沒有發現滲漏的情況認為合格。

2.2.5 填料作業

雙U 管需要帶0.6MPa 的壓力在鉆孔中進行敷設，為了防止下管的過程中出現管壁劃痕，需要加強對管壓的觀察，如果壓力下降的幅度在0.02MPa 以內則說明管壁沒有出現破損的情況。在下管的過程中需要4 管同時敷設，同時與地面垂直的地面管要超過1 米。打壓合格后，對管頭密封。

2.2.6 回填作業

回填作業中選擇的材料出于環保考慮，可以利用鉆孔中的巖石粉、砂石等。如果回填作業中回填位置高于地下水位，需要摻入膨潤土或者水泥等，達到良好的密封效果。在回填時要從四周緩慢填入，同時向孔內進行注水，提升填埋中級配砂石的緊密性。

2.2.7 連接九通與地埋立管

在進行九通連接前需要做好準備工作，先在合適的位置鋪設一層10 厘米厚度的細砂，并利用石灰粉對管道的方向進行確定，同時調整管中心位置的標高，九通以及地埋立管間的連接需要通過電熔的方式進行，需要保證連接位置順直，防止在熔接的過程中導致套管內部出現不均衡的情況。

2.2.8 再次壓力試驗和沖洗

在九通以及地埋管道聯通后，為了保證管道連接的緊密性，還需要再次進行壓力試驗，在壓力試驗的過程中需要將壓力加大到0.8MPa，并保持該壓力持續30 分鐘以上，如果壓力下降的幅度低于3%，則說明管道的連接合格，可以利用中砂對管道進行填埋，在回填的過程中需要進行分層壓實，同時在填埋的過程中，需要對砂中的石塊、雜草等進行清理，保證PE 管附近0.5米的距離之內不存在雜物，防止對管道產生傷害。

結語：

地源熱泵系統相對于其他空調體系來說，在節能、安全性、環保性以及操作便捷性等方面都具有更大的優勢，同時施工工藝簡單，因此推廣的價值也更高，所以還需要加強對地源熱泵空調的關注。