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摘要:地源热泵施工技术其实就是利用少量的电能来将地下浅层的能源有效转化成可供人们日常生产生活使用的能源。目前的地源热泵主要包含了地下水热泵、土壤热泵以及地表水热泵几大类,其实也可以说是清洁能源当中的一种。将其应用到暖通空调系统当中,实现了对室内温度的有效调节,还实现了冷热交替功能。除此之外,地源热泵技术在暖通空调当中的应用能够提升工作效率,节约能源,降低温室气体排放量,实现节能环保的目标,符合国家的可持续发展战略。
关键词:地源热泵;施工技术;要点
引言
地热资源是一种绿色可再生能源,开发利用地热资源不仅可以减少二氧化碳的排放,而且可以对构建和谐社会和建设资源节约型社会实现可持续发展起到积极的推动作用。本文主要对地源热泵施工技术进行了简要的分析,以供参考。
1地源热泵技术优势
第一,利用可再生能源。对地热资源的利用其实主要就是依赖可再生能源来实现降温供暖的功能。第二,具有环保节能优势。由于地源热泵技术主要利用的能源是可再生能源,因而地源热泵技术与传统的空调系统相比,能源使用更为长效,对环境无污染,较为环保、节能。第三,维护成本低。地源热泵部件主要布置在地下或是室内,且内部的机械运动部件比较少,因而其耐久性较强,且其机组支持无人值守、自动化水平高、结构较为紧凑、平均寿命高,属于无需维护的新型空调系统,因而其维护成本较低。
2地源热泵施工技术要点
2.1放线定位
在放线定位时,工作人员一定要严格按照换热孔的具体位置操作,然后再根据孔洞设置木桩的具体位置,从而开始钻孔,尽可能地将误差控制到最小,如果误差过大,就需要进行重新定位。
2.2挖掘泥浆池
在挖掘泥浆池时,也需要满足附近钻机使用的相关标准,一般情况下都选用人工开挖的模式,在挖掘完成之后还应该对现场的泥浆进行调制。需要注意的是,应该尽可能避免泥浆池出现渗漏水现象,否则会对地基造成一定的破坏,还会进一步影响地基的承载力,这就需要在泥浆池当中放置彩布并添加一定的塑料薄膜,这样可以有效避免渗漏现象的发生。在这些操作完成之后,还应该保证泥浆池的承载力。
2.3钻孔
首先,会审施工图纸,详细了解打孔区域是否有地下管线、桩基和构筑物;其次,对钻孔区域进行场地平整,测量放线,定位管孔,用木桩进行标记并编号,在附近挖泥浆池和泥浆沟;再次,钻机进场后落位安装,连接钻机电源和水源,具备条件后进行试钻。钻机在操作过程中应注意钻机的水平和钻杆的垂直;最后,要控制好钻孔的直径和深度,钻头的大小决定孔的直径,根据钻杆的节数来计算钻孔深度,钻孔的直径和深度均应满足设计要求。根据现场施工经验,一台钻机要配置3名工人,每天按工作10h来计算的话,能完成4孔(120m/孔)的工作量,施工现场应根据工作面大小及工期安排,合理配置钻机的台数。
2.4下管
当钻孔达到设计深度时,要及时撤出钻杆,开始下PE管。首先,要做好PE管(含预制双U型头)进场验收、冲洗、试压、编号工作;其次,下管时要采用钻杆辅助,不得用力压制钻杆下管;为防止地埋管U型头在下管中受到机械损伤,在靠近U型头部位连续安装管卡,这样即不损害PE管,也可避免U型头直接受力;如出现下管困难时必须提管后再清孔(或扩孔);再次,U型管必须带压下管,下管过程中应时刻注意压力表刻度;发现泄压后必须重新试压,确保垂直的埋管完好无损;PE管保压至灌浆后1h;最后,将提前预制好长度(一般比孔深多2~3m)的PE管垂直埋管敷设完毕后,用管帽对地面管进行封堵,避免泥沙进入管道。
2.5灌浆封井
灌浆封井技术也称回填工序技术。在回填之前应对埋管进行试压,确认无泄漏现象后方可进行回填。正确的回填要达到两全目的:一是要强化埋管与钻孔壁之间的传热;二是要实现密封的作用,避免地下含水层受到地表水等可能的污染。为了使热交换器具有更好的传热性能,一般选用特殊材料制成的专用灌注材料进行回填,钻孔过程中产生的泥浆沉淀物也是一种可选择的回填材料。回填物中不得有大粒径的颗粒,回填时必须根据灌浆速度的快慢将灌浆管逐步抽出,使混合浆自上而下回填封井确保回灌密实,无空腔,减少传热热阻。当上返泥浆密度与灌注材料密度相等时,回填过程结束。系统安装完毕后,应进行清洗、排污,按要求对管道进行冲洗和试压,确认管内无杂物后,方可灌水。
2.6连管
在连接之前要保证现场没有多余的液体泥浆存在,多余泥浆可以外运或者自然晾干,水平连管管沟沟底应铺填细砂,水平管敷设完后,其上应再铺设一层细砂,然后回填原土并夯实。每一次连管完成之后都应该打压一次,保证系统的密闭性。每6孔为一个最小组合单元连接到13通,13通汇集在二级分、集水器上(设置在室外检查井),最后通过主管连接到一级分、集水器上(设置在空调主机机房),一级集水器通过循环水泵与6台螺杆式地源热泵冷热水机组相连进行冷热交换。从换热孔到二级分、集水器采用聚乙烯塑料管连通,该管(不保温)采取直埋的方式;二级分、集水器到一级分、集水器室内部分采用无缝钢管(保温)连接。为保证二级系统水力基本平衡,一级分、集水器的各支路设置静态水力平衡阀;为弥补空调水损耗,还需设置定压补水装置。
2.7安装水平地埋管换热器技术
铺设前沟槽底部应先铺设相当于管径厚度的细沙,安装时管道不应折断、扭结,沙中不得有石块,转弯处应光滑,并有固定措施。在室外环境温度低于0℃时不应进行地埋管换热器施工作业。
3市场潜力和发展趋势
据统计,我国城镇现有民用建筑总面积约1.05×1010m2,预计到2020年底,民用建筑面积将达3.0×1010m2。到目前为止,符合节能标准的建筑面积还不到5%,剩余部分均需在后期逐步进行节能改造,国家初步计划在未来5年,完成地源热泵利用面积3.5×108m2。另外,随着气候条件的变化,我国采暖区域也逐步由北向南推移,采暖面积也会因此大幅度增加,可见地源热泵技术具有巨大的市场潜力和广阔的发展空间。能源问题已经受到国际社会的共同关注,节能减排和新能源开发利用成为了近年来接连召开的联合国气候变化大会的中心议题。全面促进节能减排,大力推进环境治理,成为我国发展过程中所面临的主要问题。“十三五”规划已明确提出,到2020年我国要实现单位GDP碳排放要比2015年下降40%~45%的奋斗目标,充分显示了我国政府坚定不移地走绿色发展之路的信心和决心。
结束语
地源热泵系统作为一种环保节能的新型中央空调系统,总体来看,其优点远远大于缺点,在新建绿色建筑中逐渐得到应用与推广。建设单位如想采用该系统作为主要空调冷热源的话,在新院建设初期一定要做好该系统的前期论证工作,并不是所有的建筑都适合该系统。①不同地区的能源政策、能源价格对其影响;②一次性投资及运行费用不同地区也不同;③建设单位必须提前对拟打孔的地下土壤、水文等地质条件进行判断,通过打实验井采集实验数据、模拟分析、科学计算等一系列论证工作后得出答案。
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