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摘要：随着暖通行业的发展，地源热泵技术的应用越发广泛。地源热泵系统在节约能源的同时还循环利用了资源。本文结合郑东科技城综合能源项目地源热泵供能系统工程项目的施工，对地源热泵技术施工进行详细分析，重点剖析地源热泵系统施工技术要点，包括钻孔施工、回填、水平管道连接等方面，对地源热泵施工技术进行探讨，期望以此项目经验为其他项目的施工提供参考依据。
关键词：地源热泵；施工工艺；技术要点
绪论
地源热泵系统是动态能量平衡系统，且多属于永久性隐蔽工程，后续无法进行维修，因此其对施工技术要求相对较高，必须严格按照程序和施工工艺进行施工，保证每一步骤施工质量才能保证整体质量以及系统的稳定运行，但目前来看，不论设计与施工，地源热泵系统尚有许多有待提高的地方，比如地埋管的设计方法不完善、关键施工工艺不科学等。因此，对地源热泵系统施工加以分析，具体研究，结合项目经验明确施工要点及施工注意事项，为整个行业的设计及施工水平的提高提供理论支撑.
1工程概况
1.1基本情况
郑东科技城综合能源项目地源热泵供能系统工程，位于河南省郑州市龙湖北侧核心区，项目供能范围为科技城B1地块内11#、12#、15#、16#及半地下商业建筑，合计建筑面积约54207.3平方米。本项目土壤换热器的垂直管为双U型，DN25，孔深150m，共625个。地源热泵系统承担冬季热负荷，按冬季制热工况配置地源热泵地埋管换热器，地埋管承担项目全部负荷（设计热负荷、累计热负荷）；夏季地埋管承担基础冷负荷，不足冷负荷由辅助冷源承担，辅助冷源采用屋顶冷却塔，夏季冷冻水供回温度7/12℃，冬季供热水供回水温度45/40℃。
1.2本工程施工难点
1.2.1与其他专业交叉现象多
本项目的地源热泵的钻井施工，需在土方开挖到位后方可进行，同时，涉及到与抗浮锚杆，土建垫层、CFG桩基等土建专业的交叉作业问题，需组织专题协调会议进行施工作业面的协调以及施工顺序的确定；
1.2.2临时用电负荷大
本工程要求工期紧张，需多台钻机同时作业，增加现场临时用电负荷，在钻机数量增加的抢工时期，需提前考虑租赁发电机等增加现场临时用电供电能力的方法保证工期；
2施工技术要点
2.1施工工艺流程
地源热泵施工需严格按照施工工艺流程进行，并严格控制每道工序质量，方可进行下道工序，下图为地源热泵施工工艺流程图
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2.2钻孔施工要点
本项目采用土方开挖与钻井施工相结合的方法，在尚留一步土的节点进行地源热泵钻井施工，考虑到减少对地层扰动，经过多次讨论，决定先进行垂直地埋管施工，再进行土建垫层施工。
钻孔正式施工前，需对现场进行详细勘察，按照施工图纸，将井位进行系统性区域性的编号，做好技术交底，然后开始放点工作并在需要在打井位置用油漆标注。钻孔施工中要求垂直误差在0.5%以内，避免破坏周边已完钻孔。钻孔阶段需顺着孔壁灌入少量泥浆作为护臂，相邻已经施工完成的竖直埋孔应保持管内水压在正常运行状态的压力，时刻监测压力变化，如果水压异常下降，并判断原因，必要时在周边合适位置补孔[1]。
2.3带压下管
当成井且孔壁固化完毕应立即下管，时间过长会造成井孔局部的堵塞，导致下管的困难。为了防止下管时对管道造成磨损，应在下管前对井的孔口处放置麻袋等耐磨物品进行处理。管道上需做长度标记，确定放置的长度[2]。孔的深度略短于U形管的长度，管长露出地面的高度应大于1.5m，有利于后期连接水平集管。由于孔壁的摩擦力及孔内泥浆的浮力，放置过程中会产生很大阻力。
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下管前充水保压
为保证管道不会变形，防止损坏塑料管，下管要匀速进行。若遇到障碍和下管过程不顺畅时，并立即查明原因，只有确定了原因并进行了适当的处理后，才可以继续下降。
在每组竖直地埋管换热器下管完毕后，需对管道长度及压力进行验收，确认管道长度满足设计要求且无渗漏后，方可立即灌浆回填封孔[3]。
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下管完毕后应注意露出地面管道长度与成品保护
2.4竖直井孔回填
回填材料是用于填充地下换热器钻孔与地层之间的材料，是传热介质，其选择和配比决定的传热性能将直接影响整个换热器的性能。因此，在选择井孔回填料时，必须以地质勘察和岩土热物性参数的测试结果为基础，根据不同地质条件选择不同的回填材料，本项目根据地勘报告结果选用原浆、混凝土、黄沙比例回填。
回填应采用机械强制灌浆的方法。第一次灌浆完毕等待3~4小时，待沉淀后，继续进行三～四次压力灌浆回填并结合人工多次补填，直至回填密实没有空洞为止，井内不得有空洞现象。单次回填过程应连续进行。待回填完成后，将打井位置使用黄沙封闭前，至少应静置等待3天，若此过程中出现空洞，应再次补填[4]。
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回填完成后，应做好成品保护，外露的PE管应保持封闭，当需要去除压力表时，管口应采用专用热熔堵头及时封堵。并设置木箱等保护措施，防止被压坏。2.5水平集管铺设及与竖直地埋管连接
水平集管铺设前，应先检查所有地源井管道压力是否正常。沟槽底部夯实后应先铺设100mm黄沙。此砂垫层在地上建筑物因发生垂直或不均匀沉降时，可减少和降低对水平地埋管造成破坏的软基层。
地埋管甩出地面的部分与水平集管连接时，应保证竖直换热管曲率半径，对管材轻弯慢揉，不应弯折支管[5]。
为避免后期连接地库内地源侧分集水器时接错供、回水管现象发生，在管沟回填前，每口井换热管供、回水管道应根据井编号成对一一对应编号标注在管道上，完成了以上标识工作，管沟方可回填。
3施工过程应重点把控的流程
3.1地埋管热交换器水压试验
水压试验是保证施工质量以及后期运营效果的关键因素，根据本项目水压经验进行总结，共分六次水压试验，分别是：
管材加工场内，双U头与垂直埋管连接后，进行第一次水压试验。下管前，进行第二次水压试验。水平地埋管换热器敷设前，进行第三次水压试验。竖直地埋管换热器与环路集管连接完成后，管沟回填前应进行第四次水压试验。环路集管与机房分集水器连接完成后，回填前应进行第五次水压试验。地埋管换热系统全部安装完毕后，且冲洗、排气及回填完成后，应进行第六次水压试验。
3.2管道清洗
在完成能源机房内的分集水器连接以及压力试验合格后，需按照回路逐一进行冲洗。冲洗用水应采用市政自来水，冲洗流速应大于1.0m/s。如市政压力不够，采用不小于1m³水箱，和220V/550W潜水泵，边冲边补水。条件具备的市政自来水管道直接接在分水器的排污管上，加管道增压泵打循环，由集水器的排污管进行排污，直到目测的进水和排水的清洁度一致。
4类似工程的建议
4.1预留备用锅炉及冷却塔
本项目均有设置锅炉以及冷却塔，因为地源热泵工程，往往会由于一些其他因素，比如地质情况，施工过程操作等原因造成无法完成预期打井目标，如果前期考虑充分设置冷却塔、锅炉等设备备用，即可做到在冷热负荷不够时有办法解决，减少损失。
4.2下管施工时增加管卡
在垂直埋管上设置起固定作用的管卡，可防止垂直埋管下井时出现缠绕现象，且保证回填过程中各支管之间的间距，避免回填堵塞现象的产生，台提高地埋管换热器的传热效率。
5结 论
在暖通空调专业的施工中，地源热泵系统地下换热部分永久性隐蔽，由此可见它是相当重要的环节，也是对项目后期运行产生影响最大的关键环节，本文以郑东科技城综合能源项目地源热泵供能系统工程项目经验，对于地源热泵系统的施工，分别从施工工艺、钻井施工、带压下管、水平管道连接和过程控制重点等方面进行归纳总结，且该项目的实施已征得业主、设计及监理单位的一致好评。事实证明，本文对于类似施工项目是具备参考借鉴意义的。
参考文献：
[1]张瑞波.地源热泵系统地埋管施工工艺方案[J].工程管理，2020（01）：170
[2]沈万玉，王友光，冯依林，姚翔.宁夏纺织园研发楼地源热泵系统施工技术[J].建造技术，2019（05）：808-809.
[3]吕刚.暖通工程中地源热泵技术的应用与施工[J].建设研究，2020，50（03）：176-177.
[4]韩非.暖通工程中地源热泵技术的应用与施工分析[J].西部资源，2019（05）123-124
[5]徐森森，刘寅，秦志刚.土壤源热泵垂直U 型地埋管施工关键技术研究[J].建筑热能通风空调，2019，38（02）：92-95.