暖通工程地源熱泵技術(shù)應(yīng)用淺述

李 純

淄博王府置業(yè)有限公司

1 前言

我國(guó)在20世紀(jì)80年代便開始對(duì)地源熱泵空調(diào)展開研究，近年來(lái)在多項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用促進(jìn)中，地源熱泵行業(yè)實(shí)際發(fā)展速度加快。隨著人們對(duì)環(huán)保、節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)以及生活品質(zhì)以及建筑環(huán)境追求度不斷提升，逐步對(duì)地能資源供熱制冷熱泵系統(tǒng)具有較高重視度。地源熱泵空調(diào)能有效降低資源以及環(huán)境產(chǎn)生的污染，還能選取可再生資源以及常規(guī)能源。為了保障暖通空調(diào)項(xiàng)目能穩(wěn)定構(gòu)建，對(duì)各類常見問題隱患集中管控，要注重突出節(jié)能環(huán)保效用，選取更多先進(jìn)的可再生能源是重要發(fā)展的方向，其中地?zé)崮茉催\(yùn)用就是相對(duì)有效地類型。在暖通空調(diào)地?zé)崮茉催\(yùn)用中，要注重對(duì)地?zé)岜煤侠碓O(shè)定，保障地源熱泵技術(shù)運(yùn)用具備較強(qiáng)的適應(yīng)性與匹配度，能有效規(guī)避多項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)問題。

2 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)造與原理概述

2.1 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)造

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造能劃分為制冷熱泵、地下?lián)Q熱、冷熱輸送分布幾個(gè)組成部分。其中地下?lián)Q熱設(shè)備運(yùn)用具有重要作用，首先是在自然冬季通過水以及土壤對(duì)熱量有效吸收，其次在夏季向土壤以及水中釋放熱量，其相當(dāng)于埋設(shè)在地下以及水中的換熱器組織。制熱冷泵運(yùn)行中具備諸多功能，冬季促進(jìn)熱泵穩(wěn)定循環(huán)，能全面提升土壤環(huán)境以及水的熱量，之后通過泵項(xiàng)供暖空間內(nèi)輸送熱量。夏季運(yùn)行制冷方式，將密閉空間內(nèi)熱量從土壤以及水中有效排出。系統(tǒng)運(yùn)行中主要是發(fā)揮冷凝器、壓縮機(jī)、循環(huán)系統(tǒng)、節(jié)流閥、蒸發(fā)器等作用。冷熱輸送功能實(shí)踐中，主要是向需要空調(diào)的房間內(nèi)輸送由制冷熱泵設(shè)備制取的冷熱能量，這樣能實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)部空氣流動(dòng)合理化發(fā)展。補(bǔ)充更多滿足人體活動(dòng)的空氣、溫度等，其主要構(gòu)成裝置有載熱載冷管道、風(fēng)機(jī)盤端、風(fēng)道以及末端裝置等[1]。

2.2 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行原理

目前通過市場(chǎng)中各類制冷熱泵裝置運(yùn)行原理能對(duì)其進(jìn)行有效分類，主要是劃分為吸收式制冷熱泵設(shè)備、蒸汽壓縮式設(shè)備。其中吸收式制冷熱泵設(shè)備在運(yùn)行中主要是通過驅(qū)動(dòng)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)進(jìn)行作用，會(huì)產(chǎn)生天然氣以及電能耗損。蒸汽壓縮式制冷熱泵裝置運(yùn)行主要是通過較高質(zhì)量的熱能有效驅(qū)動(dòng)，會(huì)消耗較多天然氣、熱水、油等。當(dāng)前熱泵裝置以及電動(dòng)蒸汽壓縮式制冷裝置運(yùn)行較為常見，其中地下水、地表水、土壤等均是地源介質(zhì)，在制冷過程中，低壓與低溫工質(zhì)飽和蒸汽通過蒸發(fā)器有效輸送到壓縮機(jī)中，這樣能被有效壓縮成高溫高壓蒸汽，之后蒸汽達(dá)到冷凝器中。在冷凝器中，對(duì)應(yīng)的地源介質(zhì)能有效冷卻，產(chǎn)生高壓飽和狀態(tài)液體[2]。此類液體順勢(shì)流向節(jié)流閥，再有效作用產(chǎn)生低溫低壓的濕潤(rùn)蒸汽。最后抵達(dá)壓縮機(jī)以后進(jìn)入到后續(xù)循環(huán)中，在制熱發(fā)生過程中主要是節(jié)流閥中產(chǎn)生的氣液達(dá)到蒸發(fā)器中，便于地源介質(zhì)熱量集中收集，之后轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼羝?。飽和蒸汽有序抵達(dá)壓縮機(jī)，被有效壓縮成高溫高壓過熱蒸汽，到達(dá)冷凝器之后，冷凝器中工質(zhì)將熱量有效傳遞到載熱劑。工質(zhì)趨向于高飽和、中溫液體轉(zhuǎn)變，進(jìn)入到節(jié)流閥以后開始趨向于低壓、低溫工質(zhì)氣液有效轉(zhuǎn)變，再進(jìn)入到后續(xù)循環(huán)過程中[3]。

3 地源熱泵常見種類

3.1 大地耦合熱泵

大地耦合熱泵其熱源以及熱匯主要是基于地表淺層土壤為主體，對(duì)比傳統(tǒng)空氣熱泵具有諸多優(yōu)勢(shì)。其地表水與空氣來(lái)說，當(dāng)土壤深入到地底，在全年產(chǎn)生的穩(wěn)定波動(dòng)幅度較小，土壤將會(huì)對(duì)地表空氣以及溫度產(chǎn)生較大影響。因此，在諸多條件中，熱源以及熱匯能作為熱泵裝置，保障系統(tǒng)能高效率運(yùn)行。其次，土壤作為熱泵熱源與熱匯，可以有效替代傳統(tǒng)冷卻塔、鍋爐等，控制環(huán)境污染問題。與空氣熱泵對(duì)比能得出，大地耦合熱泵沒有除霜問題，不需要風(fēng)機(jī)對(duì)土壤熱源有效回收，這樣能有效控制系統(tǒng)噪聲等級(jí)。土壤自身就是蓄熱體以及蓄冷體?；诖蟮伛詈蠠岜媚苡行Т钆涮?yáng)能裝置運(yùn)用，基于土壤環(huán)境放熱作用，有效滿足制冷與供熱要求。其中土壤環(huán)境整體傳熱作用力較差，要注重補(bǔ)充較大的工人面積，實(shí)際占地面積較大。在地下管道埋設(shè)過程中，其運(yùn)行消耗成本偏高，后續(xù)多類運(yùn)行故障檢修難度較高。當(dāng)土壤環(huán)境相對(duì)干燥，將會(huì)對(duì)其整體導(dǎo)熱作用產(chǎn)生影響。在夏季環(huán)境中，對(duì)外排熱難度偏大，屬于不可逆運(yùn)行模式[4]。

3.2 地下水熱泵

在地源熱泵中地下熱源屬于重要分支，此類熱泵技術(shù)運(yùn)用主要是基于地下深井，基于熱源、熱匯實(shí)施有效供熱與供冷。其中地下深井水位處于地層，深層水井水溫恒定不變，其熱泵運(yùn)行多項(xiàng)價(jià)值突出。通過對(duì)水井系統(tǒng)規(guī)范化布局，能占據(jù)較小面積，當(dāng)?shù)叵滤毓嘁约皩?duì)地下水進(jìn)行抽取，不會(huì)對(duì)占地面積產(chǎn)生較大影響。對(duì)于大地耦合熱泵，對(duì)地式熱交換器合理運(yùn)行能有效控制運(yùn)行成本。對(duì)于大型熱泵系統(tǒng)運(yùn)用，井水單位容量消耗成本偏低。井的流量較高，便能滿足空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行要求。與中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)比，選取地下熱泵系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)，無(wú)須維護(hù)，整體消耗成本偏低[5]。

4 暖通工程地源熱泵技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)探究

4.1 鉆孔施工技術(shù)要點(diǎn)

在暖通工程地源熱泵技術(shù)運(yùn)用中，在鉆孔施工操作展開前要注重對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)展開全面勘測(cè)，確保其與諸多專業(yè)電纜、土建、排水專業(yè)之間能有效銜接。要注重對(duì)施工鉆孔平面圖大小、行距、孔位數(shù)等信息集中整合，對(duì)施工面積展開全面核實(shí)，確保其能滿足打孔操作要求。在保障多項(xiàng)數(shù)據(jù)核對(duì)無(wú)差錯(cuò)之后，要給予施工平面圖對(duì)定位放線情況實(shí)施有效檢查，之后展開排水、泥漿倒運(yùn)等，對(duì)泥漿池、堆土場(chǎng)等區(qū)域規(guī)范化布置，確保施工現(xiàn)場(chǎng)通道穩(wěn)定布設(shè)。之后要注重做好鉆孔就位，保障鉆機(jī)鉆桿能保持最合適的出制度，防止垂直度偏差問題導(dǎo)致施工埋設(shè)完成的管道受到磕碰作用影響產(chǎn)生不同程度磨損。在正常施工狀態(tài)中，要保障鉆井機(jī)械定位水平偏差值控制在≤1%，促使垂直偏差能≤0.5%，要注重將1400mm×700mm×500mm大小泥漿池有效布設(shè)在鉆孔的兩孔間，然后放置在地埋管外購(gòu)方向兩孔之間，便于鉆井機(jī)運(yùn)行中具備良好的水循環(huán)載體，有助于對(duì)倒流情況進(jìn)行控制，全面提升施工現(xiàn)場(chǎng)干凈度。在施工中參照施工經(jīng)驗(yàn)?zāi)苓x取正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)，在鉆孔施工操作中，要注重組織專業(yè)人員實(shí)施施工檢查，便于鉆孔位置更為精確，還要對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。當(dāng)施工偏差超出此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，要注重及時(shí)進(jìn)行修正與重新定位。還要對(duì)隱蔽工程進(jìn)行記錄，相關(guān)建設(shè)部門與監(jiān)理單位要及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收。在鉆孔以及土方施工開挖中會(huì)產(chǎn)生較多土壤，對(duì)此類土壤要注重規(guī)范化堆放，還要應(yīng)用布條實(shí)施覆蓋。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)預(yù)組裝施工技術(shù)要點(diǎn)

在施工現(xiàn)場(chǎng)要注重基于預(yù)組裝方式布設(shè)U型管，為了對(duì)管材變形問題集中控制，要注重在平整度較高的地面上水平布設(shè)U型管，這樣能有效防止外部受壓產(chǎn)生較大變形力。在U型管堆放中，要注重將堆放高度控制在2m之下。在管件存儲(chǔ)中，管理人員要注重將其成箱堆放。在U型管堆放地面上，要注重將其高度控制在2m范圍內(nèi)。其中HDPE管抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)之后，要注重運(yùn)用彩布條進(jìn)行覆蓋，避免其受到自然光照照射。在HDPE管對(duì)接中，要注重對(duì)熱熔管頭實(shí)施有效清潔。在管材切割中，對(duì)于不超出de50的管徑管材，要注重運(yùn)用旋轉(zhuǎn)切刀實(shí)施有效切割。針對(duì)de50管徑管材，要注重應(yīng)用手工木工鋸實(shí)施有效切割。在地面上做好HDPE管連接以后，要規(guī)范化進(jìn)行試壓管控。做好HDPE管質(zhì)量監(jiān)控，之后進(jìn)行埋管操作。在回填以后再次實(shí)施試壓管控，當(dāng)其質(zhì)量達(dá)標(biāo)以后要注重展開水平干管對(duì)接施工。要對(duì)水平總管合理連接，在水平縱觀連接中，針對(duì)性做好試壓管控，保障其質(zhì)量合格，之后實(shí)施回填施工。在總管連接以后要進(jìn)行試壓管控，在熱熔對(duì)接中，針對(duì)管材外徑超出63mm的HDPE管要注重針對(duì)性分析熔對(duì)接方式，此項(xiàng)連接技術(shù)經(jīng)濟(jì)性突出，接頭位置承拉、承接、承壓強(qiáng)度要超出管材自身。正常狀態(tài)下熱熔連接溫度要規(guī)范化控制在200℃~210℃范圍內(nèi)。實(shí)際熱熔對(duì)接操作流程設(shè)定中，要注重規(guī)范化選取熱熔對(duì)接機(jī)，在焊機(jī)夾具中要注重對(duì)連接管材規(guī)范化布設(shè)，注重做好夾緊操作。對(duì)管材連接端實(shí)施有效清理，還要注重對(duì)連接面實(shí)施有效銑削。對(duì)對(duì)接件有效校直，保障端面錯(cuò)位量有效控制在管壁厚度的10%之內(nèi)。之后放入加熱板實(shí)施有效加熱，充分加熱之后取出加熱板，這樣能在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)兩個(gè)加熱面有效對(duì)接，有助于對(duì)熔接壓力有效控制實(shí)施保壓冷卻管控。

4.3 下管施工技術(shù)要點(diǎn)

在鉆孔施工操作完成之后要注重及時(shí)進(jìn)行下管施工操作，在下管之前要注重對(duì)U型管實(shí)施有效試壓以及沖洗操作。正常情況下，要注重基于預(yù)制混凝土導(dǎo)頭下井施工法展開下管施工操作。施工技術(shù)人員要確保導(dǎo)頭直徑大小略微低于鉆孔直徑，其次還要超出4根HDPE循環(huán)管所處位置區(qū)域大小?；贖DPE管內(nèi)水以及導(dǎo)頭質(zhì)量實(shí)施有效下井，這樣能對(duì)下管速率進(jìn)行控制。還能保障HDPE管能精確化達(dá)到地源井底端，防止下井施工中HDPE管材受到井壁尖石刮傷以及不同程度損壞。為了能對(duì)熱橋損失現(xiàn)象有效控制，在U型管管間距控制中要注重適應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)定要求。在下管階段要注重控制最合理的同心度，防止管道之間出現(xiàn)過度接觸情況。在實(shí)際施工中，要注重間隔2m~4m范圍運(yùn)用固定支卡，便于分開U型管。做好HDPE管下井操作以后，要注重將U型材料斷口實(shí)施針對(duì)性密封處理。

4.4 管道壓力試驗(yàn)

在暖通工程中要注重規(guī)范化運(yùn)用地源熱泵技術(shù)，提升管道壓力試驗(yàn)管控操作。這樣能有效促使管道安全穩(wěn)定運(yùn)行，在下管之前要注重做好管道壓力試驗(yàn)，注重帶壓下管。水平與垂直管在熔接前要注重對(duì)管道實(shí)施針對(duì)性壓力試驗(yàn)，確保結(jié)果能有效滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)之后展開施工操作。要針對(duì)性做好連接分區(qū)集水器、分水器管道壓力試驗(yàn)，完整的管道壓力試驗(yàn)不能低于4h。做好暖通工程施工之后要注重對(duì)管道壓力進(jìn)行試驗(yàn)，此時(shí)壓力試驗(yàn)不能小于48小時(shí)，這樣才能全面提升暖通工程整體施工質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

地源熱泵技術(shù)屬于籌現(xiàn)代化環(huán)保供暖技術(shù)措施，其應(yīng)用高效性以及環(huán)保性較強(qiáng)。我國(guó)地域遼闊，諸多區(qū)域存有諸多地表淺層能源，要注重結(jié)合淺層能源選取相應(yīng)的地源熱泵技術(shù)措施，有助于全面提升地?zé)豳Y源應(yīng)用效率。對(duì)傳統(tǒng)暖通技術(shù)運(yùn)用集中彌補(bǔ)，降低生態(tài)環(huán)境污染現(xiàn)狀，促進(jìn)建筑領(lǐng)域穩(wěn)定發(fā)展。