非集管式地源热泵施工工法一、前言在中国在发达城市，夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能量已占建筑物总能耗的40-50%。

特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用，给大气环境造成了极大的污染。

因此，建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。

传统的采暖空调模式因其产生的环境污染的正面临着严峻的挑战。

地源热泵是利用自然环境地表层下贮存的能量，通过吸取、传送、制冷剂循环等系统提高或降低室内温度，为我们提供一个舒适的室内环境。

二、工法的特点1、地源热泵空调系统埋管部分的施工质量是保证地源热泵空调系统正常运行的关键。

2、采用并联埋管方式，延长埋地管系统使用寿命。

水平管采用非集管式连接，非集管式连接是将单口能源井管道单独汇总至检查井集分水器。

3、专业工种多，协调性强。

三、适用范围本工法适用于各种大型公共建筑空调系统。

四、工法原理地源热泵系统，夏季制冷时，将大地作为排热场所，把室内热量、压缩机耗能、加热生活热水多余的热能通过埋地盘管排入地下，再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。

冬季供热时，地下作为热泵机组的低温热源，通过埋地盘管获取土壤中热量为室内供热。

两个换热器都即可作冷凝器又可作蒸发器，只因季节不同而功能不同。

在地源热泵系统中，由于冬季从地表层下取出的热量可在夏季得到补偿，因而可使地表层下的热量基本维持平衡。

五、施工工艺流程及操作要点地源热泵空调系统施工流程图5.1钻孔成井钻孔施工前应对埋管现场的地质情况进行了解，对现场进行勘察，特别要注意是否有地下管线及其准确位置。

对地面进行清理，平整场地，确定钻孔具体位置。

（1）测量定位由专门的测量人员，利用全站仪或经纬仪定出井位控制网，依据控制网逐一定出井位，井位误差不宜大于10cm，并用木桩标示出井口。

（2）引孔引孔采用XY-100型或XY-150型钻机引孔。

钻机就位前，先核对孔位，就位后调平钻机，挖孔泥浆池。

a.泥浆池泥浆池按如下形式布设：每4个井位设置泥浆池1个，尺寸1m×1m×1m，各钻孔口应挖明沟与泥浆池形成循环回路，严禁泥浆在地面散流。

泥浆池装满泥浆后，应及时运到指定地点排放，4个钻孔完成后，应及时回填泥浆池。

b.钻进用直径150mm三叶钻头或岩芯管钻进，采用泥浆护壁，钻至基岩30cm后即可终孔。

c.下套管成孔后，检查是否有垮孔情况，确认无垮孔后，拆除钻杆，用钻机下放φ146套管，至基岩面。

（3）潜孔锤钻机施工引孔完成后，潜孔锤钻机就位，采用DML-80型潜孔锤钻机施工。

a.首先用潜孔锤钻机下压套管，检查套管是否下到基岩面。

b.做好防尘准备。

在钻机开钻前，用木桩或防尘布在孔周围形成围栏，防止飞浆或飞尘。

c.开启空压机。

采用用1台“阿特拉斯”中高风压空压机。

d.利用110冲击器钻进，直至达到设计要求。

钻进过程中，如果有较大灰尘溢出，则在钻杆中加入适量清水，保证钻进过程中没有岩尘飞溢。

（4）PE 管下管钻孔完成后即组织PE 管下管。

（5）拨管当PE 管下管完成后，即进行拨管处理，将原有的146-168的套管用专用的拨管机或千斤顶将套管活动一下，后用钻机将套管逐一拨起，清理干净待用。

5.2预制PE 管PE 管的预制是将需要下井的PE 管、连接件（U 型弯等）制作成型，U 型弯采用两个90°角弯热熔承插连接，U 型管下部端头应设保护装置。

（如下图）竖直地埋管换热器的U 型弯管接头，选用定型的U 型弯头成品件，不宜采用直管道人工弯制。

竖直地埋管换热器U 型管的组对长度应能满足插入钻孔后与环路集管连接的要求（原则上管道中间不应许有接口），预制好的PE管进行压力试验，试压合格后，管道U 型管效果图内维持0.6Mpa的压力，为了监控方便，压力表不必拆卸，组对好的U型管的两开口端部，应及时密封。

U型管制作试验合格，宜成卷打捆堆放，表面用彩条布覆盖避免在阳光下直接照射，以防发生热变形。

5.3 PE管的下管竖直地埋管换热器U型管安装应在钻孔钻好且孔壁固化后立即进行。

当钻孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等导致成孔困难时，应设护壁套管。

钻孔完毕后孔洞内有大量积水，由于水的浮力影响，将对放管造成一定的困难；而且由于水中含有大量的泥沙，泥沙沉积会减少孔洞的有效深度。

因此下管过程中，U型管内宜充满水。

下管前应将U型换热管与灌浆管捆绑在一起，并采取防止U形管上浮的措施。

在孔口处放置麻袋之类的衬垫物品,以防止下管过程中换热管磨损而导致其耐压等性能下降。

埋管深度及孔内地下水（或泥浆）水位较浅时，宜采用人工下管。

当下管较困难时，可采用机械下管。

U形管底部用软质塑料带等进行绑扎，使下井的机械叉不直接与U型PE管接触，防止碰坏U形管，机械下管时顺着井口缓慢下井，PE管操作手注意下管时的机械重量，要求以机械钻杆自重下管，不需外力，当垂直下到井底，操作手查看压力表的压力，当原有压力无下降时，即下管成功。

下管完毕后，留在井口处多出的PE管应卷成圆状，用彩条布等物加以保护并设置禁示牌。

5.4灌浆和回填U型管安装完毕后，应立即用灌浆材料回填封孔，隔离含水层。

回填浆料中不得有大粒径的颗粒，灌浆回填料一般为膨润土和细沙（或水泥）的混合浆或其它专用灌浆材料。

膨润土的比例宜占4％～6％。

钻孔时取出的泥沙浆凝固后如收缩很小时，也可用作灌浆材料。

如果地埋管换热器设在非常密实或坚硬的岩土体或岩石情况下，宜采用水泥基料灌浆，以防止孔隙水因冻结膨胀损坏膨润土灌浆材料而导致管道被挤压节流。

地埋管换热系统应根据地质特征确定回填料配方，回填料的导热系数不应低于钻孔外或沟槽外岩土体的导热系数。

当埋管深度超过40m时，宜采用机械方式进行灌浆回填（见图-2机械灌浆示意图）。

灌浆即使用泥浆泵通过灌浆管将混合浆灌入孔中的过程。

泥浆泵的泵压足以使孔底的图-2 机械灌浆示意图泥浆上返至地表，当上返泥浆密度与灌注材料的密度相等时，认为灌浆过程结束。

灌浆时，应保证灌浆的连续性，应根据机械灌浆的速度将灌浆管逐渐抽出，使灌浆液自下而上灌注封孔，确保钻孔灌浆密实，无空腔，否则会降低传热效果，影响工程质量。

灌浆完毕钻机可移位，12小时后进行检查，如未满进行一次人工补浆。

5.5水平管沟开挖 下井完毕根据施工图尺寸、位置在施工现场画出管沟开挖位置线。

采用小型挖掘机或人工进行开挖至施工图规定深度，并用人工进行平整。

按照施工图要求进行垫层找平进行找平、并留有一定坡度，方便水平汇总管有一定坡度方便排气。

回填料应采用网孔不大于15mm ×15mm 的筛进行过筛，保证回填料不含有尖利的岩石块和其它碎石。

为保证回填均匀且回填料与管道紧密接触，回填应在管道两侧同步进行，同一沟槽中有双排或多排管道时，管道之间的回填压实应与管道和槽壁之间的回填压实对称进行。

各压实面的高差不宜超过30cm 。

管腋部采用人工回填，确保塞严、捣实。

分层管道回填时，应重点做好每一管道层上方15cm 范围内的回填。

管道两侧和管顶以上50cm 范围内，应采用轻夯实，严禁压实机具直接作用在管道上，使管道受损。

5.6水平管连接水平管的连接采用非集管式，如下图所示。

非集管式是将单口能源井管道单独汇总至检查井集分水器，如条件允许可采用同程敷设。

其优点是检修方便，在单个能源井出现泄漏的情况下，关闭该回路即可，不影响其他回路正常使用。

在建筑下埋管尤其适合。

地源热交换器一般宜设置成多个系统接至热泵机房，方便系统检修和调节。

水管坡度应坡向土壤换热器集分水器，严禁倒坡。

在场地限制的情况下，为了防止热短路，水平管道供回水管宜分层铺设，但上下两层PE管之间必须有100mm~200mm的黄沙回填层。

水管在铺设时严禁管道上下蜿蜒，造成管道积气。

水管应在水平方向蜿蜒铺设，留有一定膨胀、收缩空间，避免管道应热胀冷缩影响管道使用寿命。

5.7水平管沟保护回填在水平沟上方铺一层黄沙保护管道，管道连接并试压验收合格再进行回填黄沙，如果在建筑物底埋管或者有其他要求时候，黄沙上面再捣一层素混凝土。

5.8土壤温度数据采集系统的设置与施工地源热泵系统设置一套土壤温度数据采集系统。

在室外埋管区域选择有代表性的地点布置温度数据采集装置，每个地点垂直方向间隔10M设置一个土壤温度传感器，对土壤全年温度数据进行采集分析，以对今后空调实际运行及土壤热平衡措施、卫生热水使用进行科学的指导。

地温测点的施工方案图如下图，对局部地温测点的布置，采取的方案是直接将温度传感器按照图纸要求布置在待下的PE管段上，通过导管机械下管，埋设于指定的深度，数据线通过塑料套管保护，传感器直接与土壤接触测试土壤温度。

定位完毕后，下回填料填充井孔。

数据采集总线接至指定控制机房数据接口即可。

地温测点施工方案图5.9室内地源热泵系统安装1）热泵机组安装安装前先根据平面设计图进行放样画线，确定机组中心线的位置，接着进行设备的基础处理，设备基础达到施工规范要求后方可进行设备的安装。

设备运至基础上位置后，套穿地脚螺栓，且在地脚螺栓两边放置垫铁，落下设备，调整垫铁使设备底盘水平，且垫铁均已压实。

机组找平后进行地脚螺栓的浇灌，待强度达到75%以上时拧紧地脚螺栓。

接着再检查冷机组的水平度是否达到1.0mm/m，达不到则需调整冷水机组的水平度，使其符合。

然后将垫铁焊成整体。

最后进行热泵机组的管道安装及附属设备材料安装。

2）水泵安装用人工或其他方法将水泵就位在基础上，上好地脚螺栓，水泵中心线与基准线相吻合，利用垫铁调整找平设备底座，并用水平尺进行检验；找正找平后进行混凝土灌注；联轴器找正，泵与电机轴的同心度、两轴水平度、两联轴节端面之间的间隙符合验收规范要求；水泵的试运转，先单独试运转电机，转动无异常情况，转动方向无误；再安装联轴器的连接螺栓，安装前应用手转动水泵轴，应转动灵活无卡阻、杂音及异常现象；泵启动前应先关闭出口阀门，然后启动电机，当泵达到正常运转后，逐步打3）机房通风空调系统施工（1）镀锌钢板风管和法兰的制作安装空调风管、新风管及排气通风管均采用镀锌钢板来制作，风管采用法兰连接。

（2）阀门的制作与安装三通调节阀的拉杆或手柄的转轴与风管结合处应严密；拉杆可在任意位置上固定；手柄开关应标明调节的角度；阀板应调节方便，并不得与风管碰擦。

防火阀的安装，方向位置应正确，易熔件迎向气流方向，其阀板的启闭应灵活，动作应可靠。

排烟阀（排烟口）及手控装置的位置应符合设计的要求，安装后做动作试验，手动、电动操作灵敏、可靠，阀板关闭时应严密。

止回阀宜安装在风机的压出管段上，开启方向必须与气流方向一置。

（3）风口的安装风口与风管连接应严密、牢固；边框与建筑装饰面贴实，外表面平整不变形，调节应灵活。

同一厅室、房间内的相同风口的安装高度应一致，排列应整齐。

条形风口表面应平整，线条清晰，无扭曲变形，转角、拼缝处应衔接自然，无明显缝隙。