暖通空調(diào)工程中地源熱泵節(jié)能技術(shù)研究

何為

摘要：我國地域?qū)拸V，蘊藏著豐富的地表淺層地能資源，因地制宜地采取不同形式的地源熱泵技術(shù)可以有效地提高低溫地?zé)豳Y源，同時克服傳統(tǒng)暖通空調(diào)技術(shù)的局限和不足，是非常有意和具有實際價值的，在節(jié)約能源、防治環(huán)境污染和城市現(xiàn)代化方面有著較大的意義。為此，本文主要就地源熱泵技術(shù)在建筑暖通中的實踐應(yīng)用進行了具體的分析。

關(guān)鍵詞：建筑暖通;地源熱泵;技術(shù)應(yīng)用

一、地源熱泵技術(shù)簡述

地源熱泵分為地下水源熱泵、地表水源熱泵和地埋管地源熱泵。地埋管地源熱泵系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，通過循環(huán)液（水或以水為主要成分的防凍液）在封閉的地下埋管中流動，實現(xiàn)系統(tǒng)與大地間的傳熱。結(jié)構(gòu)上有一個由地下埋管組成的地埋管換熱器。地埋管換熱器的設(shè)置形式主要有水平和豎直兩種。豎直埋管的形式是在地層中鉆直徑為0.1m～0.15m的鉆孔，在鉆孔中設(shè)置1組（2根）或2組（4根）U形管并用灌漿材料填實。

二、地源熱泵技術(shù)的優(yōu)點

1.經(jīng)濟高效

地埋管地源熱泵技術(shù)不需要燃燒等，從而對于能源的需求比較低，而且對于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)來說其效率提高了40%以上，從而能夠小小地節(jié)約能源和運行成本。同時地源熱泵技術(shù)機組具有量的穩(wěn)定性和可靠性，所以整個系統(tǒng)具有高效性和經(jīng)濟性。

2.環(huán)保長效

地源熱泵技術(shù)中沒有對其他資源進行利用，沒有燃燒過程從而整個地源熱泵技術(shù)是相當(dāng)環(huán)保的，不會因為廢棄物的排放對于環(huán)境造成污染。同時地源熱泵技術(shù)在全年進行循環(huán)利用，當(dāng)冬季想地下吸取熱能的時候，夏天可以向地下釋放能量，從而實現(xiàn)地下溫度的平衡，從而能夠長期有效的進行應(yīng)用。

三、地源熱泵系統(tǒng)在暖通工程中的應(yīng)用技術(shù)

1.鉆孔施工

1.1鉆孔前應(yīng)勘測現(xiàn)場，做好和其他專業(yè)（如土建、給排水、消防、電纜等）的交叉與銜接。根據(jù)施工鉆孔平面圖的孔數(shù)、行距和面積，進一步核實現(xiàn)場的施工面積以滿足打孔要求;

1.2核實無誤后，按施工平面圖檢查定位放線，排水、泥漿倒運工序，合理安排土方、泥漿池、安全通道及堆土場的位置，保持通道暢通無阻;

1.3鉆孔就位，要保證鉆機鉆桿垂直度，防止垂直偏差將已埋管道損壞。鉆井機械定位保證水平度偏差≤1%;保證垂直偏差≤0.5%;

1.4在鉆孔的兩孔之間挖l400mm× 700mm×500mm泥漿池，位置在地埋管挖溝方向兩孔之間，用作鉆井機在施工中水循環(huán)載體，不至于流到其他地方，保證施工現(xiàn)場的整潔;

1.5根據(jù)在其他工程的施工經(jīng)驗，可采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井;

1.6在鉆孔過程中為避免鉆孔塌方，在鉆孔過程中灌入泥漿對鉆孔的井壁進行泥漿凝固護壁，防止塌孔。

2.現(xiàn)場預(yù)組裝施工

2.1地埋U型管宜在現(xiàn)場預(yù)組裝，管材預(yù)組裝前應(yīng)水平堆放在平整的地面上，不應(yīng)局部受壓使管材變形，堆放高度不宜超過2m;管件貯存應(yīng)成箱存放在貨架上或碼堆在平整平面上，地面上碼堆高度不宜超過2m。HDPE管運至工地采用彩條布覆蓋，嚴(yán)禁長時間太陽下暴曬;

2.2 HDPE管連接時應(yīng)注意熱熔管頭清潔，管材切割時當(dāng)管徑≤de50時，采用旋轉(zhuǎn)切刀;當(dāng)管徑>de50時，采用手工木工鋸;

2.3 HDPE管在地面連接完成，試壓、合格后方可埋管;井回填后再次試壓、合格后方可連接水平干管;水平總管連接完試壓、合格后方可回填土。總管連接完后進行系統(tǒng)試壓;

2.4 HDPE管道的連接可采用熱熔連接r熱熔承插連接、熱熔對焊連接），與金屬管道連接應(yīng)采用法蘭連接;

2.5 熱熔對接：管材外徑Φ≥63mm的HDPE管均可采用熱熔對接方式連接，該方法經(jīng)濟可靠，其接頭在承拉和承壓時都比管材本身具有更高強度。熱熔連接溫度：200-210℃。使用該方法時，設(shè)備僅需熱熔對接機，步驟如下：①把待連接管材置于焊機夾具上并夾緊;②清潔管材連接端并銑削連接面;③校直兩對接件，使其端面錯位量不大于管道壁厚的10%;④放入加熱板加熱;⑤加熱完畢，取出加熱板;⑥迅速接合兩加熱面，升壓至熔接壓力并保壓冷卻。

2.6 HDPE管連接的注意事項：

（1）管道連接前應(yīng)對管材、管件及附屬設(shè)備、閥門、儀表按設(shè)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(zhǔn)使用。連接時應(yīng)使用同一生產(chǎn)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(yīng)經(jīng)試驗證明其可靠后方準(zhǔn)使用。每次連接完成后，應(yīng)進行外觀質(zhì)量檢驗，不符合要求的必須返工;

（2）施工人員應(yīng)進行上崗培訓(xùn);

（3）每次施工后，管口應(yīng)臨時封堵;

3.下管施工

鉆孔完成后應(yīng)立即下管，下管前應(yīng)對U型管進行試壓、沖洗。停留時間越長，孔內(nèi)的積壓現(xiàn)象越嚴(yán)重，管子也就越難放。

采用預(yù)制砼導(dǎo)頭下井施工法。預(yù)制導(dǎo)頭直徑略小于鉆孔直徑，大于4根HDPE循環(huán)管所占位置的直徑（預(yù)制導(dǎo)頭制作后應(yīng)進行試壓試驗）。依靠導(dǎo)頭的重量和HDPE管內(nèi)水的重量下井，這樣既保證下管的速度又可保證HDPE管能有效地到達(dá)地源井底，同時，還能保護HDPE管材在下井過程中免受井壁尖石的刮傷、損壞。一般采用人工下管，下管時必須多人合作，提起管子時不得在地上拖拉，不應(yīng)形成不自然的彎曲，更不允許產(chǎn)生角度。

為避免熱橋損失，U型管管間距應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求，下管時盡量保持同心度并且管與管不要接觸太緊，施工時每隔2～4m設(shè)置固定支卡將U型管分開，以確保垂直地源換熱管的相對位置不變，垂直換熱管不會貼在一起。

HDPE管下井完成后，須將U型管兩個端口密封。

四、結(jié)束語

地源熱泵技術(shù)可用來替代傳統(tǒng)的用制冷機和鍋爐進行空調(diào)、采暖和供熱的模式，是改善城市大氣環(huán)境和節(jié)約能源的一種有效途徑，也是國內(nèi)地源能利用的一個發(fā)展方向。該技術(shù)近幾年來在國內(nèi)發(fā)展極為迅速，在短短的幾年內(nèi)已經(jīng)成為建筑節(jié)能領(lǐng)域中一項重要新興技術(shù)。

參考文獻

[1]邰雪玲.建筑節(jié)能設(shè)計的探討[J].黑龍江電力，2005（02）.

[2]胡連營.地源熱泵：21世紀(jì)最有效的暖通空調(diào)技術(shù)[J].中國建設(shè)信息供熱制冷，2012（6）.

[3]孫藝華.淺析地源熱泵技術(shù)的特點及發(fā)展前景[J].潔凈與空調(diào)技術(shù)，2012（03）.

（作者單位：遼寧遠(yuǎn)大消防工程有限公司）