地源热泵节能技术在暖通空调工程中的应用研究

白璐

摘要：地源热泵作为一种新型的可再生能源，具有独特的优势。它可以更稳定地提供能源，不受价格、燃料储备等因素的影响，在清洁、环保、节能减排方面发挥着重要作用。地源热泵技术作为一种高效、节能、环保的供冷供热技术得到广泛应用。因此，本文主要分析地源热泵技术在建筑暖通空调中的实际应用。

关键词：建筑暖通;地源热泵;技术应用

前言

中国地域广阔，地表可利用资源丰富，因地制宜采取不同形式的地源热泵技术，可以有效地改善低温地热资源，克服传统暖通空调技术的局限性，同时，对节约能源、防治环境污染和城市现代化具有重要意义。

一.地源热泵技术简述

地源热泵分为地下水源热泵、地表水源热泵和地埋管地源热泵。地埋管地源热泵系统为闭式系统，通过循环液（水或以水为主要成分的防冻液）在封闭的地下埋管中流动，实现系统与大地间的传热。结构上有一个由地下埋管组成的地埋管换热器。地埋管换热器的设置形式主要有水平和竖直两种。竖直埋管的形式是在地层中钻直径为0.1m～0.15m的钻孔，在钻孔中设置1组（2根）或2组（4根）U形管并用灌浆材料填实。

二.地源热泵技术的优点

1.经济高效

地埋管地源热泵技术不需要燃烧等，从而对于能源的需求比较低，而且对于传统的空调系统来说其效率提高了40%以上，从而能够小小地节约能源和运行成本。同时地源热泵技术机组具有量的稳定性和可靠性，所以整个系统具有高效性和经济性。

2.环保长效

地源热泵技术中没有对其他资源进行利用，没有燃烧过程从而整个地源热泵技术是相当环保的，不会因为废弃物的排放对于环境造成污染。同时地源热泵技术在全年进行循环利用，当冬季想地下吸取热能的时候，夏天可以向地下释放能量，从而实现地下温度的平衡，从而能够长期有效的进行应用。

三.地源热泵系统在暖通工程中的应用技术

1.钻孔施工

1.1钻孔前应勘测现场，做好和其他专业（如土建、给排水、消防、电缆等）的交叉与衔接。根据施工钻孔平面图的孔数、行距和面积，进一步核实现场的施工面积以满足打孔要求;

1.2核实无误后，按施工平面图检查定位放线，排水、泥浆倒运工序，合理安排土方、泥浆池、安全通道及堆土场的位置，保持通道畅通无阻;

1.3钻孔就位，要保证钻机钻杆垂直度，防止垂直偏差将已埋管道损坏。钻井机械定位保证水平度偏差≤1%;保证垂直偏差≤0.5%;

1.4在钻孔的两孔之间挖l400mm× 700mm×500mm泥浆池，位置在地埋管挖沟方向两孔之间，用作钻井机在施工中水循环载体，不至于流到其他地方，保证施工现场的整洁;

1.5根据在其他工程的施工经验，可采用正循环回转钻井;

1.6在钻孔过程中为避免钻孔塌方，在钻孔过程中灌入泥浆对钻孔的井壁进行泥浆凝固护壁，防止塌孔。

2.现场预组装施工

2.1地埋U型管宜在现场预组装，管材预组装前应水平堆放在平整的地面上，不应局部受压使管材变形，堆放高度不宜超过2m;管件贮存应成箱存放在货架上或码堆在平整平面上，地面上码堆高度不宜超过2m。HDPE管运至工地采用彩条布覆盖，严禁长时间太阳下暴晒;

2.2 HDPE管连接时应注意热熔管头清洁，管材切割时当管径≤de50时，采用旋转切刀;当管径>de50时，采用手工木工锯;

2.3 HDPE管在地面连接完成，试压、合格后方可埋管;井回填后再次试压、合格后方可连接水平干管;水平总管连接完试压、合格后方可回填土。总管连接完后进行系统试压;

2.4 HDPE管道的连接可采用热熔连接r热熔承插连接、热熔对焊连接），与金属管道连接应采用法兰连接;

2.5 热熔对接：管材外径Φ≥63mm的HDPE管均可采用热熔对接方式连接，该方法经济可靠，其接头在承拉和承压时都比管材本身具有更高强度。热熔连接温度：200-210℃。使用该方法时，设备仅需热熔对接机，步骤如下：①把待连接管材置于焊机夹具上并夹紧;②清洁管材连接端并铣削连接面;③校直两对接件，使其端面错位量不大于管道壁厚的10%;④放入加热板加热;⑤加热完毕，取出加热板;⑥迅速接合两加热面，升压至熔接压力并保压冷却。

2.6 HDPE管连接的注意事项：

（1）管道连接前应对管材、管件及附属设备、阀门、仪表按设计要求进行核对，并在施工现场进行外观检查，符合要求方准使用。连接时应使用同一生产厂家的管材和管件，如确需将不同厂家（品牌）的管材、管件连接则应经试验证明其可靠后方准使用。每次连接完成后，应进行外观质量检验，不符合要求的必须返工;

（2）施工人员应进行上岗培训;

（3）每次施工后，管口应临时封堵;

3.下管施工

钻孔完成后应立即下管，下管前应对U型管进行试压、冲洗。停留时间越长，孔内的积压现象越严重，管子也就越难放。

采用预制砼导头下井施工法。预制导头直径略小于钻孔直径，大于4根HDPE循环管所占位置的直径（预制导头制作后应进行试压试验）。依靠导头的重量和HDPE管内水的重量下井，这样既保证下管的速度又可保证HDPE管能有效地到达地源井底，同时，还能保护HDPE管材在下井过程中免受井壁尖石的刮伤、损坏。一般采用人工下管，下管時必须多人合作，提起管子时不得在地上拖拉，不应形成不自然的弯曲，更不允许产生角度。

为避免热桥损失，U型管管间距应严格按设计要求，下管时尽量保持同心度并且管与管不要接触太紧，施工时每隔2～4m设置固定支卡将U型管分开，以确保垂直地源换热管的相对位置不变，垂直换热管不会贴在一起。

HDPE管下井完成后，须将U型管两个端口密封。

四.结束语

地源热泵技术可用来替代传统的用制冷机和锅炉进行空调、采暖和供热的模式，是改善城市大气环境和节约能源的一种有效途径，也是国内地源能利用的一个发展方向。该技术近几年来在国内发展极为迅速，在短短的几年内已经成为建筑节能领域中一项重要新兴技术。

参考文献：

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[2]胡连营.地源热泵：21世纪最有效的暖通空调技术[J].中国建设信息供热制冷，2012（6）.

[3]孙艺华.浅析地源热泵技术的特点及发展前景[J].洁净与空调技术，2012（03）.

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