土壤源热泵空调系统施工技术探析

王兴国 胡劲岩

摘要：随着科学技术的不断发展，土壤源热泵空调系统已经逐渐取代了传统的空调系统技术，其所采用的系统形式以及施工方法与关键技术值得探讨与研究。本文主要针对土壤源热泵空调系统基础部分和地源热泵土壤换热器系统的连接以及铺水平PE管 、回填施工工艺进行简单的介绍和分析，为以后类似的工程提供借鉴的依据。

关键词：热泵空调；施工技术；探析

中图分类号：TU74文献标识码： A

1.土壤源热泵空调系统基础施工

1.1点眼探孔施工

在进行点眼探孔施工前应该对孔的位置进行与图纸核实并确定眼位的数目，在施工前还要对地下的管线进行仔细的排查，确保钻孔位置的下方没有任何的障碍物，确保施工的安全性。

1.2开机钻井

在开机钻井前应该做好施工准备工作，场地应该做到三通一平，地上整平没有障碍物影响施工，满足施工作业条件，对于现场的电源应该做好保护工作，安排闸门箱并加锁，现场的施工用电应满足临时用电安全要求并安排专业的安全人员进行监管。对钻进的设备应进行检修和维护，在确保能够正常的使用和无安全隐患的前提下方可投入使用。在开钻前应该对地下管线图纸进行仔细的核对，确保井位的安全性和准确性。严格按照施工技术规范进行井位墙和孔距的设置，应该尽量按照相关的技术规范进行施工。在井位确定后应该进行探坑实验，这个实验对于施工是十分必要的，探坑实验挖一个深1.5米直径为0.25米的探坑，然后用专用实验仪器探钎下探1米，确认在2.5米之内没有任何地下管道以及其他设施后，做好记录，这样就可以立架钻孔施工。在钻孔的过程中应当适当的加些膨润土，但是膨润土的添加应该是均匀的。当钻孔的深度达到设计要求时，应该让泥浆继续循环25分钟，方可停机。对于钻完的孔应该用双U 型地耦管换热器做耐压测试，在测试的过程中第一次打压为0.6MPa，持续时间为15分钟左右，稳压读书为0.5MPa，做好记录。然后进行封闭端口，以待下道工序施工。对双U PE管进行质量检查和验收并结合打压试验的结果进行管道的铺设，在双U PE管和打压试验合格的情况下进行管道的安装，在安装时不能摩擦，在2-4处设置一个管井架，支架要绑扎牢固，井管应该均匀的排布在井架的四周，管道安装完成后应该将其压住，避免上浮，如果这个井位没有其他的工序应该马上用石料将其填满，在进行填充时应该井里有水，这样有利于石料的下沉。 U形管安装完后，应该立即进行隔离含水层的施工即灌浆回填封顶。灌浆就是使用泥浆泵将泥浆灌入钻孔中的过程，当上返回来的泥浆比重与灌注材料的比重相同时，则灌浆过程已经完成。在灌浆的过程中应该保证其连续性，应该根据实际的施工情况将灌浆管逐渐抽出，是的灌浆液能够自下而上灌注封顶，保证灌浆的质量，没有空腔，这样可以保证传热效果，确保工程质量。当管道的埋深超过40米时，灌浆回填应该在四周临近的钻孔施工完成后进行，目的是出现斜孔时有可能将U管破坏，这样有利于更换被破坏的管道。灌浆回填的材料主要是膨润土和细沙的混合料，其中膨润土的比例约为4%-6%。如果在钻进的过程中地埋管换热器设置在非常坚硬的岩体下，应该采用水泥基料进行灌浆施工，因为膨润土的孔隙率比较大容易遭到冻结破坏，导致管道被挤压节流。为了防止管道上浮和孔的塌陷应该采用砾石进行回填，回填完成后应该进行加压检测，也就是第二次打压。试验压力为0.6Mpa，保压30分钟，压力稳定在0.56 Mpa以上为合格，对所有U 型管逐个检查。

1.3挖沟施工

在进行挖沟施工前应该确定地面标高，确定井位以及数量和地下管线的铺设情况，在进行测量放线时应该以最近的井位为基础进行开挖。在采用机械开挖时应该测出入户点的深度以及给出开挖放坡的坡度，对于自然地势和障碍物要根据施工的实际情况而定，对于不同管道的走向，在施工的过程中应该做好标记，明确管道的深度，在离管道比较近的地方约30cm左右，应该采用人工进行修整，挖沟的过程一定按照相关的图纸进行施工。对于沟的修整，对于井位的处理要注意井管不能有任何的破坏和损坏，井位要比挖沟沟底深半米左右并应该有一定的坡度到达那里。在找平的施工中应该先找出水平点，然后计算出落差，然后挂绳拉紧找平、夯实、铺沙。在铺沙的过程中应该继续挂线控制高程，在铺沙的过程中也不能有任何的杂质混进去。在人工挖沟的过程中，我们应该重视地面的整平情况和机房的水平情况，确定井位进行放线，开挖，在人工开挖的过程中如果遇见地下管道以及其他的障碍物，应该灵活的进行处理，不能破坏地下管道和影响施工安全。铺沙的厚度5cm,每个5米进行铺设一次，在铺设的过程中采用挂线控制高程，找平后应该进行夯实。在拐弯的地方应该挖弧形弯，保证转弯处的井管与沟的走向成九十度交角，不管采用人工开挖还是机械开挖都应该按照施工图纸进行开挖，开挖时应该注意施工安全，如果开挖的深度不叫大，土质比较疏松容易出现塌方的情况，应该做好保护措施，确保施工的安全性。机械开挖时一定要明确地下管线的位置以及开挖的深度，防止挖破地下管线造成人员伤亡和经济损失。

2.地源热泵土壤换热器系统的连接施工

2.1焊管

地源热泵土壤换热器系统的连接采用热熔承插焊接，焊接的操作规程和焊接的时间应该符合相关的技术规范要求。在进行插接时应该均匀加力，不能摆动摇晃和用力过猛，应该有足够的时间进行冷却，冷却完成后进行打压0.6MPa，稳压在0.4MPa 以上保压在4小时左右，保压完成后应该进行封闭端口并做好记录。在对接前应该用洁净的棉织物将加热板处理干净并对加热板进行预热，同时检查温度是否在可控制范围内，对于焊接的设备采用液压系统驱动的，预算系统的熔接能力，仔细认真的检查液压系统的工作情况。在焊接的过程中应该将管材或管件在焊机上同时夹紧，并且保证端面在同一中心线上，对于多余的部分采用铣刀铣削待熔，铣削完成后马上进行熔接。熔接完成后将预热的加热板就位，使管材或管件铣削后的两端面和加热板贴紧，与此同时加力并开始计时。当熔融的高度达到施工技术规范要求时，使施加的压力只保留拖动力施压，并进行计时。在时间达到施工技术规范要求时进行拨动进给手柄，拿出加热板和松开两端的管件，将管件平稳闭合，当压力达到规定值时，进行计时。计时完成后，检查是否需要减少压力，并行进行计时。冷却的施工工序结束后，进行拆卸夹具，焊接工序结束。 在以上的焊接过程中严禁受到外力的冲击，也不能利用其他的方法进行降温冷却，采用的焊机是液压式自动热焊熔焊机，对于管道直径小于160的可以采用手动压力热熔焊机，施工操作过程与液压式自动热焊熔焊机相同，操作时间的计时主要是依靠经验来控制操作。

2.2铺水平PE管

在进行 水平PE管 施工前应该检查挖沟的尺寸是否能够满足管道焊接的工作面，沟底的宽度是否满足图纸要求，并且检查沟底是否平整，铺沙的厚度是否符合相关技术规范要求。检查管件的外观质量，对管件的破损程度和管件的链接质量进行检查并按照施工图纸对管件进行焊接，将焊接好并没有质量问题的管件下沟，在沟底进行二次焊接，焊接是应该保持管件的水平，三通口对准井位。在进行同程管焊接时应该保证管道的间距保持在20cm，在接井管时应该保证井管分开链接并保持在同一中心线上，在进行接管时要进行嘴吹使用电容焊焊接时间在45秒内且不能对井管施加外界压力自然冷却，绝不能出现同一回路接在同一根水平管。 排管道的链接应在最高点变径处，如果有缩径应加在同程的两根管子上。对于进户处的管道连接更加重要，应该使回水和供水的管道同时进户，如果进户有成直角拐弯的应加套管。在水平管焊接完成和PE管入户后进行第三次试压试验压力仍为0.6Mpa，保持压力120分钟，压力稳定在0.5Mpa以上合格，如果试压不合格应该进行补休，并做好记录。三次试压确保不漏不渗，才算合格。为了保证地埋管换热系统可靠运行，应该进行系统冲洗，在地埋管换热器安装前，地埋管换热器与环路集管装配完成后及地埋管换热系统全部安装完成后均应对管道系统进行冲洗。

3.回填

在沟回填应该沟内的干净整洁没有杂物盒垃圾，在回填前应该注意沟与墙的距离，井眼的间距，用水准仪进行测量看其是否存在坡度，然后进行井眼回填，在井眼回填时要保证管井隔开。回填时不能太快，回填前加细沙将水平管覆盖符合要求厚度，当回填的厚度大于半米时方可加快回填速度，但是不能用大块的石头砸管件，回填可以分层回填并进行水撼砂和夯实，表面必须是细土在进行水平埋管的环路管和集管的回填时应该回填细砂，回填的厚度必读满足施工图纸。在回填完成后要进行修整找平，找平采用拉线找平，凡是没有达到设计标高的应及时填补并进行夯实。在遇见较宽的管道时，应该在管道两侧各半米处封土埂，然后夯实，如与管道平行或距离较长时，下面要用砖做适当的支撑，最后砖支撑的砖需要取出的。

4.结束语

在土壤源热泵空调系统基础部分以及管道焊接的施工过程我们需要注意的施工环节和相关的技术要求很对，因此我们在土壤源热泵空调系统施工过程中应该重视每个施工环节的技术要求和安全要求，保证施工过程中严格按照施工技术图纸和施工技术规范的要求进行基础工程、管道熔接、PE管道铺设以及沟槽开挖施工，在每个分项工程的施工中都有相关的技术要求，在土壤源热泵空调系统施工中的技术要求以及应该注意的关键点，在上述的叙述中已经明确的指出，对于土壤源热泵空调系统施工中基础工程以及相关的施工技术进行简单的总结，在以后出现类似工程可以作为借鉴的依据和经验。

参考文献

[1]徐伟等. 地源热泵工程技术指南. 北京:中国建筑工业出版社.

[2]GB/T13663-2000，《给水用聚乙烯（PE）管材国家标准》.

[3]北京工业大学热泵工程中心，地埋管热泵土壤热物性测试报告.

[4]谢汝镛.地源热泵系统的设计.现代空调，2001.3：33～74

[5]肖益民等.地源热泵空调系统的设计施工方法及应用实例.现代空调，2001.3：88～100