地源熱泵節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)工程中的應(yīng)用研究

白璐

摘要：地源熱泵作為一種新型的可再生能源，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它可以更穩(wěn)定地提供能源，不受價(jià)格、燃料儲(chǔ)備等因素的影響，在清潔、環(huán)保、節(jié)能減排方面發(fā)揮著重要作用。地源熱泵技術(shù)作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的供冷供熱技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。因此，本文主要分析地源熱泵技術(shù)在建筑暖通空調(diào)中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑暖通;地源熱泵;技術(shù)應(yīng)用

前言

中國(guó)地域廣闊，地表可利用資源豐富，因地制宜采取不同形式的地源熱泵技術(shù)，可以有效地改善低溫地?zé)豳Y源，克服傳統(tǒng)暖通空調(diào)技術(shù)的局限性，同時(shí)，對(duì)節(jié)約能源、防治環(huán)境污染和城市現(xiàn)代化具有重要意義。

一.地源熱泵技術(shù)簡(jiǎn)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(guò)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(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大地間的傳熱。結(jié)構(gòu)上有一個(gè)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(shí)。

二.地源熱泵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.經(jīng)濟(jì)高效

地埋管地源熱泵技術(shù)不需要燃燒等，從而對(duì)于能源的需求比較低，而且對(duì)于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)其效率提高了40%以上，從而能夠小小地節(jié)約能源和運(yùn)行成本。同時(shí)地源熱泵技術(shù)機(jī)組具有量的穩(wěn)定性和可靠性，所以整個(gè)系統(tǒng)具有高效性和經(jīng)濟(jì)性。

2.環(huán)保長(zhǎng)效

地源熱泵技術(shù)中沒(méi)有對(duì)其他資源進(jìn)行利用，沒(méi)有燃燒過(guò)程從而整個(gè)地源熱泵技術(shù)是相當(dāng)環(huán)保的，不會(huì)因?yàn)閺U棄物的排放對(duì)于環(huán)境造成污染。同時(shí)地源熱泵技術(shù)在全年進(jìn)行循環(huán)利用，當(dāng)冬季想地下吸取熱能的時(shí)候，夏天可以向地下釋放能量，從而實(shí)現(xiàn)地下溫度的平衡，從而能夠長(zhǎng)期有效的進(jìn)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(cè)現(xiàn)場(chǎng)，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(jìn)一步核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)的施工面積以滿足打孔要求;

1.2核實(shí)無(wú)誤后，按施工平面圖檢查定位放線，排水、泥漿倒運(yùn)工序，合理安排土方、泥漿池、安全通道及堆土場(chǎng)的位置，保持通道暢通無(wú)阻;

1.3鉆孔就位，要保證鉆機(jī)鉆桿垂直度，防止垂直偏差將已埋管道損壞。鉆井機(jī)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(jī)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(chǎng)的整潔;

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

1.6在鉆孔過(guò)程中為避免鉆孔塌方，在鉆孔過(guò)程中灌入泥漿對(duì)鉆孔的井壁進(jìn)行泥漿凝固護(hù)壁，防止塌孔。

2.現(xiàn)場(chǎng)預(yù)組裝施工

2.1地埋U型管宜在現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(guò)2m。HDPE管運(yùn)至工地采用彩條布覆蓋，嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間太陽(yáng)下暴曬;

2.2 HDPE管連接時(shí)應(yīng)注意熱熔管頭清潔，管材切割時(shí)當(dāng)管徑≤de50時(shí)，采用旋轉(zhuǎn)切刀;當(dāng)管徑>de50時(shí)，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(jìn)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(duì)焊連接），與金屬管道連接應(yīng)采用法蘭連接;

2.5 熱熔對(duì)接：管材外徑Φ≥63mm的HDPE管均可采用熱熔對(duì)接方式連接，該方法經(jīng)濟(jì)可靠，其接頭在承拉和承壓時(shí)都比管材本身具有更高強(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：①把待連接管材置于焊機(jī)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(duì)接件，使其端面錯(cuò)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(xiàng)：

（1）管道連接前應(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。連接時(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。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;

（2）施工人員應(yīng)進(jìn)行上崗培訓(xùn);

（3）每次施工后，管口應(yīng)臨時(shí)封堵;

3.下管施工

鉆孔完成后應(yīng)立即下管，下管前應(yīng)對(duì)U型管進(jìn)行試壓、沖洗。停留時(shí)間越長(zhǎng)，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(jìn)行試壓試驗(yàn)）。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(shí)，還能保護(hù)HDPE管材在下井過(guò)程中免受井壁尖石的刮傷、損壞。一般采用人工下管，下管時(shí)必須多人合作，提起管子時(shí)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(jì)要求，下管時(shí)盡量保持同心度并且管與管不要接觸太緊，施工時(shí)每隔2～4m設(shè)置固定支卡將U型管分開(kāi)，以確保垂直地源換熱管的相對(duì)位置不變，垂直換熱管不會(huì)貼在一起。

HDPE管下井完成后，須將U型管兩個(gè)端口密封。

四.結(jié)束語(yǔ)

地源熱泵技術(shù)可用來(lái)替代傳統(tǒng)的用制冷機(jī)和鍋爐進(jìn)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(guó)內(nèi)地源能利用的一個(gè)發(fā)展方向。該技術(shù)近幾年來(lái)在國(guó)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(xiàng)重要新興技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]胡連營(yíng).地源熱泵：21世紀(jì)最有效的暖通空調(diào)技術(shù)[J].中國(guó)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(diǎn)及發(fā)展前景[J].潔凈與空調(diào)技術(shù)，2012（03）.

3057501908264