暖通工程中的地源热泵技术的应用研究

暖通工程中的地源热泵技术的应用研究

发表时间：2017-10-10T16:16:34.457Z 来源：《基层建设》2017年第15期作者：周霞宋志彬

[导读] 随着人们持续性增加的对供暖、空调的需求，一种新兴的供暖和空调方式进入了人们的视线，它就是地源热泵。相对于其他供暖和空调方式，地源热泵具有优越性。本文分析了地源热泵技术工作原理和技术特点，并对地源热泵技术在暖通工程中的应用做一个系统介绍。

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摘要：随着国民经济水平的提高，人们的生活水平上升，现在的人们越来越重视生活质量。随着人们持续性增加的对供暖、空调的需求，一种新兴的供暖和空调方式进入了人们的视线，它就是地源热泵。相对于其他供暖和空调方式，地源热泵具有优越性。本文分析了地源热泵技术工作原理和技术特点，并对地源热泵技术在暖通工程中的应用做一个系统介绍。

关键词：地源热泵；暖通工程；节能；环保

引言：近些年，建筑行业呈突飞猛进、势如破竹的态势发展，高楼大厦林立、霓虹灯日夜不息地闪烁，越来越大的空调需求量等，让我们看到了社会经济的发展。与此同时，随着人们生活水平和思想意识的不断提高，节能和环保逐渐被提上了社会议程。能源消耗是建筑工程中不可避免的，作为建筑工程能耗最大的两部分——空调系统与供热系统，如何有效减少这两部分的消耗是重中之重。地源热泵技术在暖通工程中的利用能够有效降低能源消耗，建立良好的暖通系统，对于暖通工程来说意义重大。鉴于此，下面详细阐述暖通工程中的地源热泵技术。

一、地源热泵技术工作原理

一般情况下，根据地源热泵取热来源不同，地源热泵可分为：埋管式土壤源热泵系统、地下水源热泵系统和地表水源热泵系统三种类型。其中埋管式土壤源热泵系统是一种常见的封闭式系统，它借助于循环液在封闭地下埋管中的循环流动，对地热资源的合理应用，实现了将能量从高温热源到低温热源进行一系列的转移，从而调节建筑物内的温度。具体的转化过程表现为：冬季，热泵机组从岩土体或浅层水体中进行热量吸收，达到提高建筑物温度、供暖的作用；夏季，热泵机组将建筑物内所产生的热量吸收掉，同时将其转移并释放至地源中去，从而降低建筑物温度，达到制冷的目的。地源热泵技术就是通过这种巧妙转化能量，促使能量平衡的方式，使系统和大地之间实现热传递，为人们提供了冬暖夏凉的适宜的温度环境，创造了良好的生活环境，提高生活质量。

二、技术特点

1、节能减排

地源热泵技术主要依赖地热资源的使用，因此该技术不需要消耗大量的别的能源来维持整个地源热泵空调系统。在地源热泵空调系统的制冷过程中，其自身运行效率比传统的空调系统可提升至大约35%一55%；在供暖时，相对于传统的燃油燃气供热系统或热力管网集中供热系统而言，能源的消耗可减少大约23%一62%。传统的空调系统主要以燃煤获取能源，不仅能源成本高，运行成本高，而且排放出的二氧化碳气体等易造成温室效应。而地源热泵技术与前者最大的不同是后者利用的是地热资源，不仅在一定程度上能够节约能源和运行成本。同时更重要的原因在于地热资源是一种丰富的、洁净的、可再生能源，因此地源热泵技术也可看作为一种可再生能源利用技术，它的使用不会释放对空气和人有害的气体，节能减排对环境有益，对人体身心健康有益。且地源热泵技术机组具有量的稳定性和可靠性，所以维持了整个暖通工程系统的高效性和经济性。

2、环保长效

地源热泵技术的使用，全过程没有利用其它资源，无燃烧、无排放。冬季可以从地下获取热能，夏季可以向地下释放能量，该技术全年可以循环利用，这样以来，地下温度始终保持平衡状态，环保又长效。

三、地埋管地源热泵技术在暖通工程中的应用

1、钻孔

1.1正式钻孔前：应仔细勘测施工现场，由专业技术工作人员核实施工钻孔图纸所标注的孔数、面积以及行距等，核实信息无误、确保符合要求后，根据施工图纸明确定位，并进行放线。

1.2钻孔过程中：要注意和其他工程的协作配合，避免因为钻孔和其他工程相互产生不利的影响。比如：要关注建筑物内的电缆工程施工，注意电缆的铺设分布情况，避免因为钻孔对电缆造成破坏，同时也要避免电缆对钻孔造成干扰。钻孔施工过程中要保证钻机钻杆的垂直度，确保每个钻孔定位准确。在两孔间开挖相应的泥浆池时，应灌入相应的泥浆，及时对孔壁进行凝固处理，避免在施工过程中水流向其它位置。另外要保持施工现场整洁有序，集中堆放开挖的土壤，用相应的覆盖材料覆盖住，注意施工每个细节，才能避免塌孔等情况发生。

1.3钻孔结束后：对钻孔及时进行验收，安排专人检验施工质量和效果，确保其钻孔符合地埋管要求。

2、管道的组装与下管

2.1地埋管地源热泵技术在暖通工程中的预组装

采用埋管式土壤源热泵系统时，地埋工作需要的U形管在预组装之前，应将管材置于平坦干净的地面上，且堆放的高度不能超过两米，避免受到挤压出现变形，其中HDPE管需要做好遮盖工作，避免因为阳光的暴晒，影响质量和组装的效果。

2.2现场管道组装工作开展

首先应将热熔管头清理干净，切割管材时，应根据管道直径来选择相应的切割工具。管道直径小于50 mm，用旋转切刀实施切割；管道直径大于50 mm，则用锯弓切割。管道组装结束后，要对管道进行试压工作，试压检测通过后才可以进行埋管；然后等井回填完以后还需要对管道进行二次试压，试压合格后进行水平管道的连接；水平管道连接完成以后再进行第三次试压，待试压合格后再回填土，在总管连接完成以后在进行系统的试压。在管道进行连接的时候可以采用热熔连接的方式，同时在HDPE管连接的过程中，要仔细核对各种附属设备，避免因为附属设备的缺失对施工造成影响。

2.3地埋管地源热泵技术在暖通工程中的下管施工

钻孔完成后要及时开展地源热泵的下管工作，因为如果下管时间越晚，就会使钻孔内的积压问题越严重，越不利于管道的下放。大多

数时候，为了使下管施工工作能够更好地展开，通常采用预制硅导头下井的施工方法进行施工。这种导头的直径比钻孔直径小，但比HDPE管道直径大，在预制导头制作完成以后要进行相应的试压工作，利用导头自身重量以及管道自身重量来下井。下井的时候需要注意的是下井时不要在地面拖拉管道，避免管道弯曲，在间隔大约2 m~4 m处，应该用固定的支卡把各U形管道隔开，以免产生热桥效应；同时，要对管与管之间的间距进行合理的规划和设计，务必保证管与管之间不会出现贴在一起的现象。当HDPE管道下井施工工作完成以

后，要对管道的两端及时密封，加强保护以免对整个系统造成的影响，为施工质量效果做保障。

四、结束语

社会经济和信息技术在不断发展，当温饱问题已经不再是人们面临的最大的问题的时候，人们转而对能源和环境问题愈发广泛关注。地源热泵技术作为一种在暖通工程中的新兴应用，它相比较传统暖通系统具有明显的优越性，节能减排、环保有效，它已成为当前我国节能环保技术的一个重要组成部分，并且还将会发挥更大的作用。因此不断推广该技术、普及知识，加大创新，充分发挥其功能，为人们提供更优质的生活服务，这是一个值得不断探索和非常有意义的课题。

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