豎直地埋管地源熱泵的施工措施

豎直地埋管地源熱泵的施工措施摘要：由于地源熱泵空調(diào)與常規(guī)空調(diào)相比具有明顯的環(huán)保、節(jié)能優(yōu)點，國家對應(yīng)用地源熱泵空調(diào)工程采取政策上的補貼措施，近年來我國夏熱冬冷地區(qū)在大型住宅小區(qū)采用熱回收型地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，夏季制冷、冬季供暖、全年提供衛(wèi)生熱水的工程逐漸增加，由于大型住宅小區(qū)空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜性及特殊性，地埋管地源熱泵空調(diào)在其應(yīng)用時間很短，投入使用的工程案例不多，所以怎樣科學(xué)、合理設(shè)計，降低成本，最大限度發(fā)揮節(jié)能性是工程應(yīng)用中應(yīng)注重的問題。關(guān)鍵詞：測試系統(tǒng)；地質(zhì)勘察；垂直鉆孔；垂直下管；水壓試驗［一、地埋管換熱系統(tǒng)施工常見問題分析地埋管管井深度未達(dá)到設(shè)計要求豎直地埋管可深可淺，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件而定，確定深度應(yīng)綜合考慮占地面積、鉆孔設(shè)備、鉆孔成本和工程規(guī)模，地埋管管井深度沒有達(dá)到設(shè)計要求，主要是由于鉆孔施工在接近地表深處時施工難度增加，為了節(jié)約施工費用，虛報管井深度。使得地埋管換熱效率達(dá)不到設(shè)計要求，影響地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的使用效果。地埋管管井孔徑未達(dá)到設(shè)計要求豎直埋管換熱器的形成是從地面向下鉆孔達(dá)到預(yù)計深度，將制作好的U型管下入孔中，然后在孔中回填不同材料。在接近地表層處用水平集水管、分水管將所有U型管并聯(lián)構(gòu)成地下?lián)Q熱器。地埋管管井孔徑?jīng)]有達(dá)到設(shè)計要求，樹妖是鉆孔施工隊伍為了施工進(jìn)度、節(jié)省時間、節(jié)省人工、節(jié)省回填材料而偷工減料，應(yīng)嚴(yán)格把好工序檢驗關(guān)，監(jiān)督好施工隊伍。地埋管管井垂直未達(dá)到設(shè)計要求地埋管管井垂直度沒有達(dá)到設(shè)計要求，是由于鉆孔施工隊伍在鉆孔前調(diào)整鉆機底座平衡、鉆孔四周地面夯實、鉆桿垂直參照物選擇等方面工作不認(rèn)真造成的，嚴(yán)重的造成本管井與相鄰管井相通，使管井換熱能力下降甚至管井報廢，應(yīng)夯實鉆孔四周地面，調(diào)平鉆機底座平衡，下鉆桿時找準(zhǔn)垂直參照物。地埋管管材質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計要求地埋管管材質(zhì)量沒有達(dá)到設(shè)計要求，是由于施工單位或PE管生產(chǎn)廠家為節(jié)省材料成本、賺取更多利潤采取以次充好、降低成本的方法，使PE管耐壓能力下降，應(yīng)嚴(yán)格把好管材質(zhì)量檢驗關(guān)。地埋管U型接頭焊接質(zhì)量出現(xiàn)問題地埋管U型接頭焊接質(zhì)量出現(xiàn)問題，是由于施工單位焊接設(shè)備材料質(zhì)量不佳、PE管焊接工人工作態(tài)度不佳等因素造成的，導(dǎo)致地埋管漏水，一組管井報廢等嚴(yán)重后果，應(yīng)嚴(yán)格焊接工藝，避免低溫下焊接。豎直U形地埋管成品彎頭的選用在實際施工過程中，應(yīng)當(dāng)在施工前就組裝好豎直U形地埋管，并且在組裝過程中，應(yīng)當(dāng)注意組裝的零件應(yīng)當(dāng)保證是成品且按照相關(guān)規(guī)定和程序進(jìn)行組裝。若對接的U形地埋管連接處存在不平整問題，會嚴(yán)重影響管路系統(tǒng)的正常運行，導(dǎo)致管路系統(tǒng)極度不暢并受到操作人員的技術(shù)純熟程度等影響，U形地埋管內(nèi)水流經(jīng)過時局部阻力過大以及影響換熱效果，從而不利于管路系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。豎直U形管管卡問題豎直地埋管地源熱泵的施工過程較為復(fù)雜且具有一定特殊性，因而相關(guān)操作人員應(yīng)當(dāng)注重施工的質(zhì)量和效果，避免供、回水管熱量回流的問題出現(xiàn)，也就是人們常說的熱短路。熱短路狀況的出現(xiàn)，會在產(chǎn)生較大程度的影響，嚴(yán)重阻礙地源熱泵的施工進(jìn)度和效果。產(chǎn)生熱短路的原因主要是供水管和回水管設(shè)計以及安排的不科學(xué)，導(dǎo)致供、回水管熱量回流。地埋管通常埋入地下40米以上，也即是說施工中若產(chǎn)生一系列問題，后期整改難度相當(dāng)大，因而在地源熱埋的施工過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能規(guī)范的操作，遵照相關(guān)施工要求和標(biāo)準(zhǔn)，盡可能降低施工問題出現(xiàn)的頻率。減少熱短路問題的出現(xiàn)，需要相關(guān)人員采取有效措施進(jìn)行處理，可以通過專用的地?zé)釓椈蛇M(jìn)行支管彈離分開，也可以通過短管或管卡等支撐物撐開供水管和回水管。但是通過相關(guān)研究人員和學(xué)者的探索和實際調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在施工過程中，受到價格因素以及安裝過程繁瑣等因素的影響，在支管上安裝構(gòu)件的情況相對較少，也有部分施工人員你認(rèn)為現(xiàn)有的減少熱短路的方式并未起到預(yù)期的作用，并且在實際應(yīng)用過程中手復(fù)雜情況的而影響和阻礙，安裝管卡等難度相對較大，并且容易松動甚至脫落。排水溝和泥漿池對管井的影響從施工程序來看，在鉆孔施工之前應(yīng)當(dāng)對排水溝和泥漿池進(jìn)行清理，以適應(yīng)施工的實際需要進(jìn)行泥漿的排放。由于鉆孔產(chǎn)生的你講誰會噴出地面，可就此機會挖出排水溝，排水溝末端與泥漿池相連接，從而促進(jìn)一個連續(xù)的運行過程，有助于噴出地面的泥漿直接流入泥漿池進(jìn)行沉淀，促進(jìn)回填。但是在實際施工過程中，泥漿池的建設(shè)往往不盡人意，位置選擇和寬度設(shè)計存在一定問題，從而不利于后期的相關(guān)工序的實施。這就要求相關(guān)施工人員應(yīng)當(dāng)在施工過程中，全面布局規(guī)劃，綜合考量可能會產(chǎn)生影響的多種因素，進(jìn)而選取最優(yōu)化的方案進(jìn)行施工。豎井埋管時的回填問題換熱管下管并試壓完畢后，應(yīng)立即用灌漿材料回填封口，隔離含水層。灌漿的目的主要有兩個：一是強化換熱管與孔壁之間的換熱，滿足換熱要求；二是滿足環(huán)保要求，避免地表污染物滲漏到鉆孔中，防止不同含水層水質(zhì)的混合串通，防止自流井水由鉆孔向上噴出。填充材料的選擇決定了傳熱率的大小，選擇一種熱阻抗比較小的材料是提高整個系統(tǒng)效率的有效途徑。目前灌漿回填料一般為5%的膨脹土、95%的水泥砂漿；如果鉆孔時取出的泥砂漿凝固后收縮率很小時，也可用作灌漿材料，即原漿回填?；靥罟酀{必須采用泥漿泵機械填灌，這在我國很多地方標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)作為硬性規(guī)定。但是在目前階段，有些施工單位在實際施工中并沒有采取規(guī)定的灌漿材料和灌漿方式，而是采用另外一種不完全可行的回填方法，即原漿沉淀+人工填砂。該回填方式的回填料主要是鉆孔時取出的泥砂漿，雖然在一些地源熱泵技術(shù)書籍上有過這樣的規(guī)定，但是并非所有的施工現(xiàn)場都可以用原漿作為回填料。二、豎直地埋管換熱器埋管形式和埋管間距的優(yōu)化設(shè)計豎直地埋管換熱器埋管形式常用的有單頃雙。，具體采用何種形式主要是根據(jù)地質(zhì)情況和鉆孔成本決定。在其它條件相同的情況下，雙U換熱量比單U的換熱量多，但不超過15%。因此，地質(zhì)條件好、鉆孔成本低（40元/米以下）、可埋孔的場地面積足夠，一般選擇單U形式埋管；地質(zhì)條件較差、鉆孔成本高（70元/米以上）、可埋孔的場地面積不足時，一般選擇雙U形式埋管；介于上述兩者之間的，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析比較確定。當(dāng)鉆孔有效深度不足50米時，一般采用在孔內(nèi)串聯(lián)單U形式埋管。埋管間距大小直接影響換熱器換熱效果、項目初投資、占地面積和水泵的耗功。當(dāng)增加埋管間距時，由于單孔地埋管周圍土壤體積增加，可儲存更多的能量，可以有效降低相鄰埋管間的熱干擾，使得土壤溫度場較容易得到恢復(fù)，換熱效果提高，但同時增加了各環(huán)路集管和水平匯集管的管材用量，水平管溝的開挖量和回填量也增加，項目初投資增加，埋管換熱器所占用的面積也增加，環(huán)路集管和水平匯集管管線長度增加還需加大水泵的揚程從而增加水泵的耗功。因此須對埋管間距進(jìn)行優(yōu)化，埋管間距的優(yōu)化一般是通過假設(shè)埋管間距（3—6米），通過模擬地溫場軟件，至少模擬一個放熱、取熱周期，地埋管運行后地下管群周圍的土壤溫度分布情況，分析埋管換熱器周圍土壤的熱擾動半徑，從而確定最佳埋管間距。結(jié)語本文對地埋管地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計中的問題進(jìn)行分析，指出土壤的熱響應(yīng)測試、地埋管換熱器的設(shè)計及土壤的冷熱平衡中存在的問題，對可能的解決方