浅谈地源热泵及毛细新风系统的施工问题

浅谈地源热泵及毛细新风系统的施工问题

发表时间：2018-01-30T14:43:15.957Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第25期作者：陈春晖

[导读] 本文简要介绍了地源热泵及毛细新风系统的发展轨迹、工作原理、施工技术要点。

中建二局第三建筑工程有限公司西北分公司陕西省西安市 710000

摘要：本文简要介绍了地源热泵及毛细新风系统的发展轨迹、工作原理、施工技术要点。

关键词：地源热泵；毛细新风系统；建筑节能。

引言

地源热泵结合毛细新风系统是现代建筑暖通空调的常用技术。由于应用时间相对较短，故其仍然属于新兴的施工技术。其对建筑节能具有重要意义，但在施工过程中需重点把控的要点也较多，通过提前了解便可做到提前控制。

一、发展轨迹

（1）地源热泵

地源热泵技术的研究历史可以追溯到1912年。地源热泵的概念是在瑞士由的Zoelly率先提出的。自1946年开始美国对地源热泵系统进行研究，在俄勒冈建成了第一台地源热泵系统，运行非常成功。因此，对热泵的性能进行了研究，并进行了大量的数值模拟和实验研究。

长期以来，我国的能源结构不合理，主要依靠化石燃料，特别是煤。但化石燃料的燃烧会产生大量污染物，所以我们需要找到一个新的不同的并且可持续发展的建筑节能技术，地源热泵技术就是其中之一。该系统在欧洲、美国、日本等国家和地区非常流行，据统计，瑞典斯德哥尔摩这项技术已经占到整个建设项目的49%，美国和日本的约占9.2%，比利时占9.6%，荷兰8.3% 。

（2）毛细新风系统

毛细管Micro Capillary Tubes技术最早起源于欧洲国家德国，早在1985年的德国吕佐夫银行就已经成功运用，发展至今，产品不断更新换代且技术实施极为成熟。如今兆亨空调将毛细管技术引入中国，结合中国暖通发展国情，引见给众多的国内消费者，使毛细管技术更好的满足消费者对现代建筑室内气候的控制要求，推助其成为新一代空调末端发展趋势。

二、技术工作原理

（1）地源热泵

地源热泵技术不同于其他采暖技术。它是一种利用地下浅层地热资源，进行供暖和制冷的节能环保的新型空调系统。地源热泵通过少量能源消耗，即可实现低温热源同高温热源传递，当室内温度太低，地源热泵可以从浅层地表中吸收热量，然后在室内环境将热量释放，进行采暖；当室内部温度太高，地源热泵系统将室内热量的吸收并释放到土壤中，作为毛细新风系统，进行制冷。

（2）毛细新风系统

毛细管空调辐射系统：是一种通过承载水媒，由超薄弹性的细管(特殊PP材料≤4.3mm)将冷、热辐射为主的新型空调系统，结合冷热源、水循环系统、新风调湿系统及自控系统，能完全取代传统采暖和制冷系统的一种舒适、节能、高效的空调系统。毛细管网栅直接铺设在房间围护结构表面上(顶面、墙面、地面均可)，一般高出原平面不超过15mm。使其形成低温的(夏季)或高温的(冬季)辐射表面，与人体和室内的家具等表面之间主要通过辐射的方式进行能量传递。这样房间内的顶棚、地板及墙壁就会变得非常的温暖舒适。整个过程60%通过辐射的方式，40%通过对流的方式，使得该制冷或供暖形式仿生自然界物体间的动态热平衡规律，以及人体与周边的换热比例。

制冷工况下：应用热空气比冷空气轻的物理性质。热空气上升后由顶棚进行降温，被降温后的冷空气积累到一定密度后重新下沉，从而供给室内凉爽舒适的温度。顶棚的温度取决于供水温度，系统内的循环水温为16℃～18℃，则表面制冷温度达到18℃～20℃。由于夏季室内湿度大的原因，在冷却环路上安装露点探测器，保护毛细管网栅表面不至于产生冷凝水。

三、技术特点

（1）地源热泵

A.绿色环保、可再生资源：地源热泵技术利用浅层地表的地热能源作为低温热源既可用于供暖又可用于制冷，而浅层地表作为一个巨大的太阳能收集器，其蕴藏着无限的可再生能源供地源热泵系统利用，通常地源热泵消耗l000w的能量，用户既可得到4000w左右的能量，从而达到节能的目的，而且在系统运行过程中，没有燃烧、无任何废气排放，清洁环保，不存在任何污染。

B.多功能性：即可供暖，又可制冷，在制冷时产生的余热还可用来生产热水，最大限度的利用了能源。

（2）毛细新风系统

A.高舒适度:经实践表明，辐射是现今最舒适的传热方式。然而使用毛细管网地板采暖系统其中60%的热量都是通过辐射的方式传递的，因而较其他形式的采暖方式舒适度更高。由于网栅由间距很小的平行毛细管均匀分布，热辐射交换面积十分大，所以室内温度非常均匀。热/冷辐射没有明显的温度差别。而且人体和房间的热量交换主要是通过辐射的方式，这种静态制冷和自然温暖的空间下可使人体感到非常适宜，身体感受到的温度比室温高出2～3℃。这一点既可地达到节约能源的目的。每个房间采用单独循环结构，通过安装在每个房间的室温调节器即可对每个房间温度进行单独的控制。

B.安装灵活:毛细管网单位面积散热量大，温度非常均匀、舒适。整体轻薄、荷载小，方便与装饰层结合安装，不但可以安装在地面，在地面遮挡率大并且不便于发挥供热效果的情况下可以考虑将其安装在顶棚以及墙面等部位。

C.节能:普通地暖供回水温度一般为50℃-40℃;毛细管网供回水温度一般35℃-30℃，消耗能源更少，节能效果高。特别适合同热泵一同使用，达到更节能的效果。

四、施工技术要点

（1）地源热泵施工顺序

A.前期准备：PE材料准备，钻孔放线。

B.竖直地埋管施工：钻机定位，钻机成孔，第一次试压，上管卡、安装下管并进行二次试压，回填料。

C.土建单位配合：管沟测量、放线，管沟开挖，第三次试压。

D.水平联络管施工：管道预制、安装，第四次试压，环路集管与分集水器连接，第五次试压。

E.完成安装验收及管道冲洗。

（2）地源热泵施工要点

A.换热孔有效深度控制：换热孔有效深度不够直接影响换热量。

B.管道压力试验，尤其水平联络管必须保压回填：土壤换热器全部为地下埋管，尤其结构下埋管，出现问题不可修复。

C.成品保护：地埋管均为PE管材，最怕基坑内挖掘机、拉土车、罐车等重车碾压，二次修复费料、耽误工期。肥槽内立管全程保压，并用木盒保护。

D.设备减震、降噪措施：现今居住环境对设备减震降噪提出更高要求，对热泵机房设备减震降噪重视不够直接影响住宅品质。

（3）毛细新风系统施工顺序

A.分集水入户主管安装：测量、放线，入户安装分集水器，水压测试。

B.毛细管网的粘贴：精装放线，顶板刮腻子、找平，贴席子，管道连接，打压。

C.地送风道安装：静压箱及出风口预制、定位安装，风道安装，出风口封堵，风道隐蔽及通风测试。

（4）毛细新风系统施工要点

A.毛细管网防漏、堵：施工中最常见、最致命的问题。应当严格遵守施工顺序，至少进行三次试加压验收。

B.新风降噪：消声井、风井位置的设置。

C.新风盒子全封闭：严格执行验收程序，不得存在遗漏部位。

D.成品保护：对施工队伍要求较高，建议与专业分包合作。

五、结论

2009年12月7日在哥本哈根举行的气候大会上提倡全世界低碳行动，而地源热泵及毛细新风系统便是一种新型高效、环保、节能的采暖方式，很快就得到更为广泛的应用和更为深入的研究。

或许，地源热泵及毛细新风系统的研究与应用还不够成熟，但其在建筑节能、绿色环保方面已取得的显著效果。并且通过借鉴其他发达国家在此领域的研究成果，相信在我国家的可持续发展战略中，地源热泵及毛细新风系统的地位必将得到健康、有序、广泛的发展。

参考文献：

[1]孙晓光，林豹，王新北，地源热泵工程技术与管理中国建筑工业出版社，2009.

[2]徐伟等，地源热泵工程技术指南，中国建筑工业出版社，2001.

[3]赵洪波，浅谈毛细管网空调系统，科技信息，2009.

[4]朱江卫，毛细管网超薄地暖技术经济分析，建设科技,2009.