地源熱泵系統(tǒng)施工

吉林安裝集團(tuán)股份有限公司地源熱泵中央空調(diào)推廣政策

原理介紹

經(jīng)濟(jì)分析

施工工藝目錄推廣政策國外政府關(guān)于地源熱泵空調(diào)技術(shù)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(yīng)用鼓勵(lì)，包括提供廉價(jià)電力、政府低息貸款、現(xiàn)金折扣、財(cái)政補(bǔ)貼等多種單項(xiàng)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(xiàng)目無一例外都規(guī)定了地源系統(tǒng)的應(yīng)用比例；瑞士與挪威的地源熱泵采暖及供應(yīng)生活熱水已超過96％；在瑞典除非地源應(yīng)用系統(tǒng)否則其他采暖以及熱水供應(yīng)系統(tǒng)必須獲得政府的特別批準(zhǔn)。美國地源熱泵應(yīng)用狀況在美國，地源熱泵是一種成熟的、完全產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)目前，全美地源熱泵數(shù)量占全部空調(diào)保有量的19%，在個(gè)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(dá)40萬臺(tái)目前國內(nèi)部分城市地源熱泵技術(shù)應(yīng)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(chǎn)投資中安排一次性補(bǔ)助，補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)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(yù)計(jì)新政策推行后，地源熱泵空調(diào)的應(yīng)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(dá)到20%以上節(jié)能效果的企業(yè)節(jié)能項(xiàng)目，按項(xiàng)目實(shí)際投資額給予8%的補(bǔ)助；單體企業(yè)的當(dāng)年最大補(bǔ)助額原則控制在80萬元以內(nèi)。煙草行業(yè)類似業(yè)績政策文件2006年9月4日，國家財(cái)政部、建設(shè)部聯(lián)合出臺(tái)的《可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金管理暫行辦法》（財(cái)建【2006】460號(hào)）第四條——專項(xiàng)資金支持的重點(diǎn)領(lǐng)域：

（一）與建筑一體化的太陽能供應(yīng)生活熱水、供熱制冷、光電轉(zhuǎn)換、照明；

（二）利用土壤源熱泵和淺層地下水源熱泵技術(shù)供熱制冷；（三）地表水豐富地區(qū)利用淡水源熱泵技術(shù)供熱制冷；（四）沿海地區(qū)利用海水源熱泵技術(shù)供熱制冷；（五）利用污水源熱泵技術(shù)供熱制冷；（六）其他經(jīng)批準(zhǔn)的支持領(lǐng)域?！督ㄔO(shè)部2003年科技成果推廣轉(zhuǎn)化指南項(xiàng)目目錄》首推的建筑節(jié)能技術(shù)——節(jié)能型土壤熱交換器地源熱泵冷（熱）水供給技術(shù)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(lì)開發(fā)利用新能源和可再生能源”，而地源熱泵所使用的地?zé)崮苷菍儆诳稍偕茉?。建設(shè)部《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》第四條規(guī)定：“國家鼓勵(lì)發(fā)展太陽能、地?zé)岬瓤稍偕茉吹膽?yīng)用技術(shù)和設(shè)備”。國家經(jīng)貿(mào)委《2000-2015年新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃要點(diǎn)》指出：“積極推廣地?zé)岵膳偷責(zé)岚l(fā)電技術(shù)”，“加快地源熱泵技術(shù)的引進(jìn)和開發(fā)，加速國產(chǎn)化。要大力開拓地?zé)岵膳袌?chǎng)，到2005、2010、2015年地?zé)岵膳娣e分別達(dá)到1500萬、2250萬、3000萬平方米。要積極推動(dòng)地?zé)岬木C合利用”?！督ㄔO(shè)部建筑節(jié)能“十五”計(jì)劃綱要》中明確指出“十五”期間建筑節(jié)能工作的重點(diǎn)之一是：“大力推進(jìn)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。《建設(shè)部建筑節(jié)能“十五”計(jì)劃綱要》中列出的18項(xiàng)擬重點(diǎn)開展的科技項(xiàng)目其中的第13項(xiàng)指出：“地源熱泵及水源熱泵技術(shù)系統(tǒng)開發(fā)與工程應(yīng)用”。國家發(fā)展改革委辦公廳2005年關(guān)于《組織實(shí)施可再生能源和新能源高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)的通知》（發(fā)改辦高技[2005]509號(hào)）中專項(xiàng)的主要內(nèi)容第（三）項(xiàng)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(chǎn)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(shù)

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(jī)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(yīng)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(diǎn)：室外施工費(fèi)用相對(duì)較低與其他地源熱泵系統(tǒng)的比較：缺點(diǎn)：室外占地面積較大垂直式優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低占地面積較小冬季無需輔助熱源不產(chǎn)生任何污染節(jié)能效果明顯缺點(diǎn)：初投資費(fèi)用稍高與其他地源熱泵系統(tǒng)的比較：地表水式優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低無需占用土地室外施工費(fèi)用低冬季無需輔助熱源不產(chǎn)生任何污染缺點(diǎn)：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(diǎn)：運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低室外施工費(fèi)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(chǎn)生任何污染換熱效率高，節(jié)能效果明顯缺點(diǎn)：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(jī)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(diào)系統(tǒng)。抽取地下水水源熱泵，但由于技術(shù)限制，全部回灌不易做到，監(jiān)督實(shí)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(shù)，是充分利用淺層地?zé)岬淖罴鸭夹g(shù)途徑。（歐美普遍使用的是在冬天取暖、夏天空調(diào)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(jī)組運(yùn)行原理節(jié)能，運(yùn)行費(fèi)用僅為傳統(tǒng)空調(diào)的25-50%環(huán)保，冬季采暖不需鍋爐，毫無污染可分戶計(jì)量和分期投資，方便業(yè)主的管理一機(jī)多用，可提供生活熱水和實(shí)現(xiàn)地板輻射采暖分散式布置可以省去機(jī)房占地面積無室外機(jī)，不影響建筑立面美觀……地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)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(zhǔn)備工作1.1.1在施工前先了解并確定土壤地質(zhì)條件。1.1.2確定地下綜合管線分布及設(shè)置情況，并做好明顯的標(biāo)識(shí)記號(hào)。1.1.3平整土地，根據(jù)地埋管施工圖，用白灰標(biāo)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(shè)位置。1.1.5確定鉆孔機(jī)械電源容量及供給情況。1.1.6提供水源至鉆孔現(xiàn)場(chǎng)。=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(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)。1.2.2、每鉆完一孔前，套管必須組裝好，施鉆完畢應(yīng)盡快將套管放入鉆孔中，并立即將水充滿套管，以防孔內(nèi)積水使套管脫離孔底上浮，達(dá)不到預(yù)定埋設(shè)深度。1.2.3在泥漿或空氣旋轉(zhuǎn)鉆孔方式中，應(yīng)沿鉆管內(nèi)部送入高壓空氣、水、或泥漿，并沿著鉆桿的外側(cè)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?qū)⑵溥\(yùn)離作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。鉆孔過程中產(chǎn)生的泥漿水從鉆孔位置冒出地面，在施工前應(yīng)制訂好排水措施，可順地勢(shì)挖出排水溝，并在溝的末端挖一個(gè)泥漿池，鉆孔過程中產(chǎn)生的泥漿在泥漿池中沉淀，作為回填物使用。應(yīng)注意在各個(gè)將要放置鉆機(jī)的位置不能開挖排水溝或連接各個(gè)垂直埋管的水平管溝，防止開挖的管溝被鉆機(jī)壓塌。3、雙U管換熱器預(yù)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(shè)備進(jìn)行熱熔連接（熱熔承插連接、熱熔對(duì)焊連接），與金屬管道連接應(yīng)采用法蘭連接。熱熔承插連接：

b.承插連接應(yīng)采用質(zhì)量可靠的熱熔機(jī)具，便攜式熔接工具適用于dn≤63mm管道及系統(tǒng)最后連接，臺(tái)式熔接機(jī)具適用于dn≥63mm管道預(yù)裝備連接。

c.熱工具加熱到熔接溫度260℃±10℃，插口管末端應(yīng)切割平整，與軸線垂直。用筆在承口和插口上做適當(dāng)?shù)臉?biāo)記，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(nèi)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(dá)到連接強(qiáng)度后固定接頭，自然冷卻至環(huán)境溫度熱熔對(duì)接a.外徑dn≥63mm的PE管均可采用熱熔對(duì)接方式連接，該方法經(jīng)濟(jì)可靠，其接在承拉和承壓時(shí)都比管材本具有更高強(qiáng)度。熱熔連接溫度：200~210。使用該方法時(shí)，設(shè)備僅需熱熔對(duì)接機(jī)，步驟如下：

b.連接管材置于焊機(jī)夾具上并夾緊；

c.管材連接端并銑削連接面；

d.兩對(duì)接件，使其端面錯(cuò)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(duì)接。a.連接前應(yīng)對(duì)管材、管件及附屬設(shè)備、閥門、儀表按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行核對(duì)，并在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行外觀檢查，符合要求方準(zhǔn)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(shí)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(yàn)證明其可靠后方準(zhǔn)使用。c.每次連接完成后，應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，不符合要求的必須返工。施工人員應(yīng)進(jìn)行上崗培訓(xùn)；每次施工后，管口應(yīng)臨時(shí)封堵；f.在寒冷氣候（-5℃以下）和大風(fēng)環(huán)境下進(jìn)行連接操作時(shí)，應(yīng)采用保護(hù)措施或調(diào)整施工工藝參數(shù)聚乙烯管連接的注意事項(xiàng)：

3.3、雙U管換熱器在鉆孔內(nèi)的安裝：a.鉆井深度及埋管長度必須符合設(shè)計(jì)要求，井深誤差不超過2米，保證埋管長度。b.當(dāng)樁基孔做好后，可進(jìn)行下管。下管時(shí)應(yīng)將灌漿管和U型管一起插入孔中，直至孔底，下管時(shí)，U型管內(nèi)宜充滿水。c.U型管下部端頭應(yīng)設(shè)保護(hù)裝置。灌漿管端頭宜設(shè)防堵護(hù)罩，且灌漿時(shí)應(yīng)能夠?qū)⑵錄_開。d.采用人工下管。在下管時(shí)套上粗麻繩，輔以服正機(jī)構(gòu)，下管時(shí)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(yīng)設(shè)一彈簧卡（或固定支卡），以將兩支管分開。f.在下管結(jié)束后要對(duì)管口采取有效的臨時(shí)封堵措施。4、聚乙烯管給水管道檢漏與試壓

4.1、注意事項(xiàng)：

聚乙烯管管組對(duì)完畢，進(jìn)行外觀檢查合格后，方可進(jìn)行壓力試驗(yàn)；

試驗(yàn)介質(zhì)一般采用水，其溫度不宜超過40℃；

試驗(yàn)壓力應(yīng)為管道系統(tǒng)工作壓力的1.5倍或設(shè)計(jì)明確規(guī)定的試驗(yàn)壓力。4.2、施工過程：

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

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

5.1放好埋管、灌漿前，應(yīng)固定埋管，并在孔和管子之間的縫隙放入一些細(xì)黃沙并用石塊等固定管口。5.2U型地埋管隨導(dǎo)漿管插入豎井底部，后立即導(dǎo)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(jìn)入。5.3在回填料時(shí)要使用專用的灌注系統(tǒng)，該灌注系統(tǒng)由高速攪拌機(jī)、攪拌池、低速攪拌機(jī)及泥漿泵和管路組成。注漿時(shí)，先將填料按照設(shè)計(jì)好的比例放入調(diào)整攪拌機(jī)中攪拌2－3分鐘，然后排入到低速攪拌罐中攪拌。灌漿時(shí)，先將閥門打開，把漿液排入到儲(chǔ)漿池中，通過高壓泥漿泵注入孔內(nèi)。并通過注入時(shí)泥漿的密度與溢出時(shí)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(jīng)充滿孔內(nèi)，可以停止注漿。5.4灌注時(shí)，要求泥漿泵的泵壓足以使孔底的泥漿上返至地表，當(dāng)上返泥漿密度與灌注材料的密度相等時(shí)，認(rèn)為注漿過程結(jié)束。注漿時(shí)，必須保證注漿的連續(xù)性，否則會(huì)降低傳熱效果，影響工程質(zhì)量。應(yīng)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(yīng)根據(jù)機(jī)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(shí)，無空腔。5.5灌漿材料的配比要根據(jù)與甲方及設(shè)計(jì)商定的結(jié)果進(jìn)行配比。在施工時(shí)應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的填料配比進(jìn)行嚴(yán)格的控制。5.6在水平埋管和系統(tǒng)試壓合格，確認(rèn)無漏后，才開始回填土壤，5.7回填土首層應(yīng)為至少200mm厚度的細(xì)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(duì)標(biāo)高-0.2米處設(shè)置對(duì)應(yīng)的橫管及立管標(biāo)識(shí)。試驗(yàn)和鑒定

6.1、管系統(tǒng)安裝完成后，應(yīng)由監(jiān)理單位來工地現(xiàn)場(chǎng)做試驗(yàn)鑒定，并按如下內(nèi)容提出報(bào)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(shè)計(jì)要求。6.3、對(duì)灌漿類型、混合過程和將灌漿充入豎井的檢驗(yàn)與安裝土壤熱交換器同步進(jìn)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(jìn)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(yàn)防凍液和化學(xué)防腐劑的特征及濃度是否符合設(shè)計(jì)要求。按上面的試驗(yàn)和鑒定結(jié)果提交場(chǎng)地全貌鉆孔車鉆井機(jī)1灌漿車鉆井機(jī)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(shè)備單U型頭電熔直接垂直孔灌漿泵雙U頭PE專用件測(cè)量確定井位電熔PE管打水試壓安裝管掐試壓準(zhǔn)備試壓準(zhǔn)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(dǎo)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(hù)措施用PVC管護(hù)套1垂直管的保護(hù)措施用PVC管護(hù)套垂直管的保護(hù)措施用PVC管護(hù)套垂直管的保護(hù)措施用PVC管護(hù)套畫線橫連排管機(jī)器挖開深度測(cè)量地面開槽把水泥砂漿土打開機(jī)器反鏟開挖機(jī)器反鏟開挖機(jī)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(shè)1水平溝槽支架敷設(shè)2水平溝槽支架敷設(shè)3水平管的鋪設(shè)1水平管的鋪設(shè)2水平管的鋪設(shè)3水平管的鋪設(shè)4水平管的鋪設(shè)5水平管的鋪設(shè)水平管的鋪設(shè)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(shí)接到分集水器1接到分集水器加防護(hù)套管分集水器室外檢查井機(jī)房集分水器集中式機(jī)房分散式布置，無需機(jī)房投資成本&運(yùn)行費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用分析詳見以下章節(jié)1-5年收回投資成本運(yùn)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(shí)之前

一般有兩種樁基形式