地埋管及地源热泵施工方案

地源热泵室外换热系统

施

工

方

案

时间：2007年4月3日

一、工程概况

本工程位于陕西省西安市,拟采用地源热泵中央空调系统工程，冬季供暖，夏季制冷。

二、室外换热系统方案介绍

●室外换热系统：

本工程室外系统为桩基埋管＋垂直钻孔混合式地埋管换热系统，室外换热系统均分为5个单元，每单元桩基154个，桩深35米，钻孔20个，孔深50米，孔间距孔4米，孔径180mm，孔内埋设垂直单U型管（PE100SDR11De32）换热器，水平集管做并联同程连接，水平集管连接至集分水器，在集分水管末端设置循环泵，与室内地源热泵机组的换热器形成一个闭式循环系统，通过系统中的循环水与地下的岩土体进行换热，将能量在空调室内和地下的岩土体之间进行转换，实现建筑物夏季制冷，冬季供暖的目的。

●桩埋管换热器的优点及注意事项

优点：1）、避免受后期扩建工程施工时对地下换热器的不利影响，更稳定安全；

2）、换热管安装在建筑物桩基内，桩基用混凝土浇实后换热管与桩基混

凝土融为一体，由换热管与周围土壤的热交换变为桩基混凝土浇筑体与

土壤热交换，扩大了换热管与周围土壤的热交换面积（混凝土的换热性

能优于土壤的换热性能），也增强热交换效率；

3）、因换热器插管与建筑桩基同时进行，具有工期优势；并且施工的先

期性也使得换热器的安装不需要避让给排水、电缆等，因此设计更简单，

施工更便利，缩短总工期；

注意事项：1）、因交叉作业多，需要跟土建方密切配合；

2）、安装过程中需要做好对换热管的保护，以免受给排水、电缆等施工

时对换热管的破坏。

不过，只要业主和土建方对换热器施工配合，换热器的安装一般不会影

响土建的施工。而且，在地下室安装换热器比在地上安装时受给排水、

电缆等施工的破坏的风险要小得多。

三、地源热泵室外换热系统施工工艺

桩埋管施工工艺

1．桩埋管属于垂直地埋管换热器的一种，早在80年代起就开始在国外得到广泛利用，比如工厂、体育馆、展览大厅、办公楼、学校、宾馆、博物馆和住宅楼等。它通过在建筑物钢筋混凝土灌注桩中埋设各种形

状的管状换热器装置进行承载、挡土支护、地基加固的同时，可以进

行浅层低温地热能转换，起到桩基和地源热泵预成孔直接埋设管状换

热器的双重作用。这样也就省却钻孔工序，节约施工费用，更能有效

的利用建筑物底板下的面积。这种技术的推广将为绿地面积小、容积

率高的建筑物提供新的应用空间，必将成为垂直埋管方式新的应用典

范。

2．在混凝土灌注桩内敷设换热管的桩基可以现场浇筑。在混凝土浇筑前，在钢筋笼内沿绑扎U型管状换热器，随沉桩至土(岩)层中。预制

钢筋混凝土桩内的管状换热器与地表管路连接，换热器管路内充填交

换流体，通过管状换热器系统中的交换流体与钢筋笼、桩身混凝土、

桩周进行热交换，形成封闭式地源热泵的地下低温地热能交换器。3．换热管的绑扎及安装

●PE换热管顶端安装球阀和压力表，施工过程中PE换热管需要加压并将

顶部密封保护，以防止混凝土灌浆料进入PE管，也避免在混凝土重力作用下PE管被压变形。

●在整个过程中要保证换热管之间保持合适的间距，并且换热管与钢筋笼

之间绑扎牢固，以防止运输过程中或混凝土浇筑过程中换热管脱落。

●在PE换热管的顶端接出口处安装保护套管并接出钢筋笼，以防止安装

灌注桩时对换热管的破坏，同时确保回灌水泥浆料时换热管接头不受水泥浆料的污染，这样才能保证换热管方便连接到水平集管上（如图3）。

图3.3、在PE换热管的顶端接出口处安装保护套管

●钢筋笼中的PE换热管宜为整根完整直杆，不宜由多根短管焊接而成。

图3.5：钢筋笼中的PE换热管宜为整根直杆，不宜由多根管焊接而成。

●桩顶细节：在桩顶处离压力表大约400mm的位置焊接一个起保护作用的方

形钢筋箍。

●桩底细节：在U形换热管的底部绑扎保护套管，防止桩孔底部尖锐物体反冲

上来损坏换热管。

图3.8、在U形换热管的底部绑扎保护套管，防止桩孔底部尖锐物体反冲上来损

坏换热管。

4．水平接管的连接

●除了要做好水压试验和记录试验报告，钢筋笼放入桩孔时要严格安

装在所需要的高度上。在换热管顶部处的混凝土捣实工作需由手动

完成。

●在换热管和钢筋笼放入桩位并且浇铸水泥后，应该在桩位顶部浇铸

一层混凝土以保护换热管。

●在混凝土浇铸前，需先测量并记录换热管中的压力；浇铸后再测量

并记录一次；在水平集管接到集分水器上之前，同样需要在水平集

管上安装球阀和压力表并测量水平集管的压力，一旦试压结果正常，

即在该水平集管上做好永久的标志。

5．需要土建方的配合

为防患未然，需要在现场施工的土建方至少要做好以下措施和注意事项。●选择合适的地点存放钢筋笼，以使我方在不影响工期的前提下做好以下工

作：在钢筋笼中敷设换热管、换热管接头的热熔连接，以及对换热管底部的保护措施。

●土建方应做好钢筋笼的运输工作，以防止钢筋笼中的换热管受到损坏和发生

异位。

●钢筋笼放入桩位时需要特别小心，以防止钢筋笼中的换热管受到损坏和发生

异位。钢筋笼应就位在合适的高度。

●做好对换热管、减震装置、压力表和球阀的保护工作。

●在地下室开挖到换热管附近时要特别小心，最好手动调整挖掘机的挖掘深

度。

●在制作承台将换热管接出承台时要特别小心。

●换热管还有可能被诸如尖锐物体、焊液、飞溅的火花和烟头等损坏。因此要

针对性告知现场施工人员。

垂直钻孔埋管施工工艺

一、材料

1．一般规定

根据地源热泵系统的要求及工程实际经验埋地换热器管材应符合以下规定：

1)管道材料构成、管材抵抗环境应力致裂的能力要满足埋设在地下

的要求。地下埋管在使用条件下，寿命大于30年，宜按50年使

用寿命选择；

2)埋地换热器管材推荐采用高密度的PE管（PE100/PE80系列）

应符合国家现行标准《给水用聚乙烯（PE）管材》

（GB/T13663-2000）的要求。

二、管道的施工

1．一般规定（参考《建筑给水聚乙烯类管道工程技术规程》中的相关条文2．管道的连接

1)所有暗埋管道必须采用热熔或电熔的方法连接。管径小于等于

DN90的管道，宜采用电熔或热熔承插连接；大于DN90的管道，

宜采用热熔对接连接。不同种类的管材或级别不同的管材不应熔

接。

2)管材断料应按实际管道长度进行。断料工具宜采用专用的管剪和

割刀，dn>40的管道宜采用机械断料。断料后管材端面应平整光

滑、无毛刺，端面应垂直轴线。