地源热泵的特点及施工难点

地源热泵的特点及施工难点一、地源热泵的特点1.地源热泵空调技术属经济、高效、可再生的能源利用技术；2.地源热泵基本为零排放；3.地源热泵效率高；4.地源热泵空调一机多用，应用范围广；5.地源热泵空调系统维护、运行费用低；6.地源热泵空调系统全年温度波动小，适合极冷和极热地区。二、地源热泵的应用条件1.地源热泵系统最适用采暖/制冷比较均衡的地区；2.建筑物周围有可供埋管的较大面积的空地；3.建筑物周围有可供利用的河流或湖水(水源热泵)。三、地源热泵推广中存在的问题1.设计难度大设计前需要关注的问题多：①地埋管换热器的全软件计算全年进、出口温度；②土壤温度的全年变化；③地质勘察资料(岩土层的结构、热物性及温度、地下水位、径流方向、水温及流速、冻土层厚度等)。设计需计算的内容复杂：①传热介质与U型管内壁的对流换热热阻计算、U型管的管壁热阻计算；②钻孔回填材料的热阻计算及地层热阻、从孔壁到无穷远处的热阻计算；③短期脉冲负荷引起的附加热阻计算、垂直地埋管换热器钻孔的长度计算。影响地埋管设计的因素多：①埋管区域岩土体的初始温度、岩土体的导热系统；②回填料的导热系统、地源热泵系统的负荷；③传热介质与U型管内壁的对流换热系统、土层深度，可埋管面积等。2.施工工艺特殊的问题目前，地源热泵的主机多为进口机组，而各种管件、集分水器多为国产产品，造成材料和设备的设计、制作规范不一致，给施工和使用带来困难。在设计、材料、设备、规范等方面有配合问题，使得地源热的施工相对复杂。3.相关验收规范、配套政策滞后的问题①缺乏完善的产品制造标准和应用技术规范；②技术标准来自欧美，与中国还有适应和配合问题；③多头管理：归口部门不清晰，推广管理部门多种多样；④中央政府部门缺乏明确的鼓励政策及配套措施。4.系统衰减快，修复困难的问题地源热泵技术本身没有问题，但由于存在地区不同，制冷/采暖的负荷不同，造成土壤的热不平衡问题。另外，由于地源热泵系统有大量的埋地管与土壤进行热交换，使用一段时间后始终存在埋地管堵塞、损坏等影响换热，造成系统功率衰减的问题，这些给推广地源热泵带来了障碍。四、地源热泵的施工难点1.施工准备阶段①进场的材料与设计文件及施工图纸所要求的(管径、壁厚、承压能力、材质等)不一致；②进场后发现场地条件不具备施工(杂草丛生、杂物众多、场地不平整、没有临时水电等)；③材料进场后不进库、随意乱放、露天下曝晒；管材划伤、摔伤严重等；④使用破损、不合格产品、制造时间超时的管材、管件。2.钻孔阶段①钻孔的深度不够、孔径塌方严重、孔倾斜严重、孔径偏小等；②孔下方有异物(如大型石块等)、杂质(如有大量垃圾等)、异常情况(如暗浜等)不利于下管和换热；③竖井成孔顺序不合理，相互影响。3.保压下管阶段①成孔后长时间不下管、不保压下管、下管深度不够；由于上海地区地下水位都比较高，成孔后有大量积水，而且由于水中含有大量的泥沙，如果成孔后长时间不下管，泥沙沉积会减少孔洞(井)的有效深度，降低U型管的换热量；②下管后，U型管等变形严重。在下管过程中，应注意保持套管的内外管同轴度和U型管进出水管的距离。对于U型管换热器，可采用专用的弹簧把U型管的两个支管撑开，以减小两支管间的热量回流。4.集、分水器安装阶段①集、分水器四周所砌的井太小，不便于操作和维修；②所砌集、分水器井的基础没有留足沉降的缝隙，造成由于沉降过大对埋地管的破坏；③集、分水器井排水不畅通，致使长期盛水。5.回填封井阶段①U型管保压不合格就匆忙封井；②回填物不符合要求；③回填时灌浆管抽出太快。五、地源热泵施工管理建议1.建立好材料仓库，严把材料质量关一定要按照设计(合同)中明确的型号、规格、材质等要求采购材料，现场重点对管材、管件、阀门等进行检查；材料进场、验收合格后，一定要入库管理，不允许露天堆放材料；对管材连接，一定要先做样品，通过检测、验收后才开始施工。2.合理安排进场施工的时间及顺序地源热泵进场施工的时间、顺序，如果安排不合理，不仅会造成工种之间相互破坏，不利于成品保护，增加成本，还由于反复维修而造成时间及工期浪费。具备施工的条件：主体施工结束，脚手架已拆除，有综合管线图，室外总体开始施工。竖井钻孔时间：室外总体施工前或者与其交叉进行。水平管施工：室外总体施工(主要是雨、污水管埋管完成，还未回填)时交叉进行。3.加强对施工工艺流程的过程监管、控制施工的关键点在室外，主要控制打井、下管、回填、管子连接等。4.加强成品保护成品保护难点在室外，包括管孔、U型管、集分水器井、水平汇总管等。管孔的保护：成孔后立即下管；打孔顺序；避免重型设备碾压等。U型管的保护：保压下管；保压回填；防冻、防折、防扁、防碾压；保持间距等。集分水器井的保护：U型管保压连接；防(井)坍塌；留足沉降口等。水平管的保护：管底基础(细砂、密实、无异物)；保持管间距；施工时间和顺序；回填的质量；避免重型设备碾压等。系统安装完毕后，做好警示标志并加强现场巡视，尽量减少成品损坏。