地源热泵作业指导书(DOC)

地源热泵施工作业指导书

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地源热泵施工作业指导书

一、工艺原理

地源热泵实际上一种热量提升装置，它本身消耗一部分能量，把环境地热贮存的能量加以挖掘，提高温位进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低。

工艺原理图

二、地源热泵优点

地源热泵技术的主要优点:

1．高效：一般空调对着空气换热称为风冷热泵，缺点在于天气炎热或者寒冷最需要冷量或热量时效率反而下降。地温一年四季基本恒定在16℃左右，略高于该地区平均温度1到2度，使得热泵无论在制冷或制热工况中均处于高效率点。

2．节能省费用：冬季运行时，COP约为4.2，即投入1KW电能，可得到4KW 的热能，夏季运行时， COP可达5.3，投入1KW电能，可得到5KW的冷量，能源利用效率为电采暖方式的3-4倍；并且热交换器不需要除霜，减少了结霜和除霜的用电能耗。比常规空气源空调节能50%左右。

3．环保：供热时没有燃烧过程，避免了排烟污染，供冷时省了冷却塔，避

免了噪音及霉菌污染。

4．舒适：因为地源热泵机组供冷暖时都是通过冷热水经风机旁管（或地板管、墙埋管）交换完成的，所产生的冷气和暖气（或辐射热）比常规空调的要更柔和的多，热不易感冒。

5．安全：无燃烧设备，从而不存在爆炸、失火和中毒的隐患。

6．一机多用：地源热泵系统可供暖，空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。

7．可再生：土壤有较好的蓄热性能，冬季通过热泵将大地浅层的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用，保证大地热量的平衡。

三、施工工艺

根据图纸确定该工程的施工方案，地埋管换热器安装主要包括钻孔、试压、下管、试压、回填等工序，主要施工工艺流程如下：

材料进场→放线→竖立钻机→第一次管道试压→钻孔→下换热管→第二次打压试验→回填

1.专用设备材料进场：

①钻井机：钻孔直径50-200mm，最大钻孔深度120m，保证打井及配管

质量及效率。该钻机为专业土壤热泵系统用小型钻机，可在打孔后直接将预制好的双U型管道下到孔内，施工速度快，质量好，设备使用简便。

②专用回填泵：专为地源热泵井下换热器设计，适用于各类流质回填材

料，科学的泵入压力及流速，使回填的材料密实无空隙，保证井下换热器换热效率。

③井下换热管（PE管）专用焊机：保证井下及埋地水平管焊缝严密性，

提高系统可靠性。

④准备专用管材（双U形）、专用回填料（按地质特征进行配方）等；

本工程地下换热器采用高密度PE管，每口井采用双U形管布管方式。

2.放线

根据业主所放定位点进行放线，按照施工图纸标定换热孔的位置，在每口井位置钉木桩，以保证打孔位置准确。

3.竖立钻机

①.以钻孔点定位塔架底盘，采用水平尺对底盘横向、纵向进行找平，水平度≤0.5㎜/m；

②.底盘定位后，安装塔架竖杆，利用铅锤和直尺测量塔架的垂直度，保证塔架竖杆垂直；

③.安装钻机头、钻机提升装置和钻头充水（泥浆）等附属装置；

④.按要求挖好泥水池及泥水沟，并使其畅通。

⑤.对钻机及附属装置接电、接水管，对每台设备进行点试，确定转向；

4.第一次试压

聚乙烯管道系统的水压试验是为了间接证明施工完成后的管道系统密闭的程度。但聚乙烯管道与金属管道不通，金属管线的水压试验期间，除非有漏失，其压力能保持恒定。而聚乙烯管线即使是密封严密的，由于管道的蠕变特性和对温度的敏感性、也会导致试验压力对着时间的延续而降低，本工程按照相关国标的要求进行水压试验。

垂直埋地管插入钻孔前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压至少15分钟，观察无明显压力降后（压力降不高于3%）且无渗漏，将其密封后在有压状态下插入钻孔。完成灌浆之后，保压1小时，观察无明显压力降，则认为合格。试验压力以设计要求为准。

水压试验宜采用手动泵缓慢升压，升压过程中应随时观察与检查，不得有渗漏，不得以气压试验代替水压试验。聚乙烯管道试压之前应充水浸泡，时间不应少于12h，彻底排除管道内空气，并进行水密性检查，检查管道接口及配件处，如发生泄露应采取相应措施进行补救。

5.钻孔

①开钻前须确定转向无误，并重新校核塔架底盘，竖杆的水平和垂直度；

②施钻过程中应按6米/小时的速度为宜，密切注意钻机及附属设备的运行情况，发现异常应及时处理，防止拉断钻杆和接头丝扣、跌落钻头等现象发生，并时刻注意地层地质变化，做好记录；

③施钻过程中钻机长和操作手应定时对钻机及附属设备进行巡回检

查，及时做好维护和保养工作，提高工作效率；

④当孔钻到要求深度后，应对孔反复进行通孔，为下换热管创造顺利条件。

⑤钻进方法应采用三翼与牙轮等相结合钻头钻进。操作应符合“分段钻进、坚持清孔”的原则。

⑥对可能坍塌的地层应采取钻孔护壁措施。在浅部填土及其它松散土层中可采用套管护壁。在地下水位以下的饱和软粘性土层、粉土层和砂层中宜采用泥浆护壁。在破碎岩层中可视需要采用优质泥浆、水泥浆或化学浆液护壁。

⑦钻进中应保持孔内水头压力等于或稍大于孔周围地下水压，提钻时应能通过钻头向孔底通气通水，防止孔底岩层由于负压、管涌而受到扰动破坏。

5.1在钻孔过程中应注意下列问题：

初钻时，先启动钻机使之低档低速运行一段时间，接、卸钻杆的动作要迅速、安全。

开始钻井时，如为正常一般岩土，可以正常速度钻井。如为粘土土质，因粘土中钻井时土壤粘性大，潜孔锤所受阻力也大，易糊钻。宜选用中速钻井。

在砂土或软土层钻井时，易坍空孔，宜低档慢速钻井。

在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻井时，因土层太硬，会引起潜孔锤跳动和钻杆摆动加大及钻偏等现象，也宜采用低档慢速钻井。

钻井过程中，应检查钻孔直径和竖直度，检查工具可用圆钢筋笼（外径D等于设计桩径，高度3～5m）吊入孔内。

全孔采用泥浆护壁，保证不发生塌孔和缩径现象。钻孔深度125米。

5.2安装测斜仪

眼图钻探的测斜仪主要是检测竖直钻孔的垂直度是否符合要求，当检测出钻孔发生偏斜时，可以及时调整钻杆或钻机，避免钻孔偏斜过大。

规范要求垂直钻孔深度50m内，测斜不应少于1次，为保证钻孔的质量，可以每30m测斜一次。