地源熱泵室外換熱系統(tǒng)施工方案時間：2007年4月3日一、工程概況本工程位于陜西省西安市擬采用地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)工程，冬季供暖，夏季制冷。二、室外換熱系統(tǒng)方案介紹室外換熱系統(tǒng)：本工程室外系統(tǒng)為樁基埋管＋垂直鉆孔混合式地埋管換熱系統(tǒng)，室外換熱系統(tǒng)均分為5個單元，每單元樁基154個，樁深35米，鉆孔20個，孔深50米，孔間距孔4米，孔徑180mm，孔內(nèi)埋設(shè)垂直單U型管（PE100SDR11De32）換熱器，水平集管做并聯(lián)同程連接，水平集管連接至集分水器，在集分水管末端設(shè)置循環(huán)泵，與室內(nèi)地源熱泵機組的換熱器形成一個閉式循環(huán)系統(tǒng)，通過系統(tǒng)中的循環(huán)水與地下的巖土體進行換熱，將能量在空調(diào)室內(nèi)和地下的巖土體之間進行轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)建筑物夏季制冷，冬季供暖的目的。樁埋管換熱器的優(yōu)點及注意事項優(yōu)點：1）、避免受后期擴建工程施工時對地下?lián)Q熱器的不利影響，更穩(wěn)定安全；2）、換熱管安裝在建筑物樁基內(nèi)，樁基用混凝土澆實后換熱管與樁基混凝土融為一體，由換熱管與周圍土壤的熱交換變?yōu)闃痘炷翝仓w與土壤熱交換，擴大了換熱管與周圍土壤的熱交換面積（混凝土的換熱性能優(yōu)于土壤的換熱性能），也增強熱交換效率；3）、因換熱器插管與建筑樁基同時進行，具有工期優(yōu)勢；并且施工的先期性也使得換熱器的安裝不需要避讓給排水、電纜等，因此設(shè)計更簡單，施工更便利，縮短總工期；注意事項：1）、因交叉作業(yè)多，需要跟土建方密切配合；2）、安裝過程中需要做好對換熱管的保護，以免受給排水、電纜等施工時對換熱管的破壞。不過，只要業(yè)主和土建方對換熱器施工配合，換熱器的安裝一般不會影響土建的施工。而且，在地下室安裝換熱器比在地上安裝時受給排水、電纜等施工的破壞的風(fēng)險要小得多。地源熱泵室外換熱系統(tǒng)施工工藝樁埋管施工工藝樁埋管屬于垂直地埋管換熱器的一種，早在80年代起就開始在國外得到廣泛利用，比如工廠、體育館、展覽大廳、辦公樓、學(xué)校、賓館、博物館和住宅樓等。它通過在建筑物鋼筋混凝土灌注樁中埋設(shè)各種形狀的管狀換熱器裝置進行承載、擋土支護、地基加固的同時，可以進行淺層低溫地?zé)崮苻D(zhuǎn)換，起到樁基和地源熱泵預(yù)成孔直接埋設(shè)管狀換熱器的雙重作用。這樣也就省卻鉆孔工序，節(jié)約施工費用，更能有效的利用建筑物底板下的面積。這種技術(shù)的推廣將為綠地面積小、容積率高的建筑物提供新的應(yīng)用空間，必將成為垂直埋管方式新的應(yīng)用典范。在混凝土灌注樁內(nèi)敷設(shè)換熱管的樁基可以現(xiàn)場澆筑。在混凝土澆筑前，在鋼筋籠內(nèi)沿綁扎U型管狀換熱器，隨沉樁至土(巖)層中。預(yù)制鋼筋混凝土樁內(nèi)的管狀換熱器與地表管路連接，換熱器管路內(nèi)充填交換流體，通過管狀換熱器系統(tǒng)中的交換流體與鋼筋籠、樁身混凝土、樁周進行熱交換，形成封閉式地源熱泵的地下低溫地?zé)崮芙粨Q器。換熱管的綁扎及安裝PE換熱管頂端安裝球閥和壓力表，施工過程中PE換熱管需要加壓并將頂部密封保護，以防止混凝土灌漿料進入PE管，也避免在混凝土重力作用下PE管被壓變形。在整個過程中要保證換熱管之間保持合適的間距，并且換熱管與鋼筋籠之間綁扎牢固，以防止運輸過程中或混凝土澆筑過程中換熱管脫落。在PE換熱管的頂端接出口處安裝保護套管并接出鋼筋籠，以防止安裝灌注樁時對換熱管的破壞，同時確?；毓嗨酀{料時換熱管接頭不受水泥漿料的污染，這樣才能保證換熱管方便連接到水平集管上（如圖3）。圖3.3、在PE換熱管的頂端接出口處安裝保護套管鋼筋籠中的PE換熱管宜為整根完整直桿，不宜由多根短管焊接而成。圖3.5：鋼筋籠中的PE換熱管宜為整根直桿，不宜由多根管焊接而成。樁頂細節(jié)：在樁頂處離壓力表大約400mm的位置焊接一個起保護作用的方形鋼筋箍。樁底細節(jié)：在U形換熱管的底部綁扎保護套管，防止樁孔底部尖銳物體反沖上來損壞換熱管。圖3.8、在U形換熱管的底部綁扎保護套管，防止樁孔底部尖銳物體反沖上來損壞換熱管。水平接管的連接除了要做好水壓試驗和記錄試驗報告，鋼筋籠放入樁孔時要嚴格安裝在所需要的高度上。在換熱管頂部處的混凝土搗實工作需由手動完成。在換熱管和鋼筋籠放入樁位并且澆鑄水泥后，應(yīng)該在樁位頂部澆鑄一層混凝土以保護換熱管。在混凝土澆鑄前，需先測量并記錄換熱管中的壓力；澆鑄后再測量并記錄一次；在水平集管接到集分水器上之前，同樣需要在水平集管上安裝球閥和壓力表并測量水平集管的壓力，一旦試壓結(jié)果正常，即在該水平集管上做好永久的標志。需要土建方的配合為防患未然，需要在現(xiàn)場施工的土建方至少要做好以下措施和注意事項。選擇合適的地點存放鋼筋籠，以使我方在不影響工期的前提下做好以下工作：在鋼筋籠中敷設(shè)換熱管、換熱管接頭的熱熔連接，以及對換熱管底部的保護措施。土建方應(yīng)做好鋼筋籠的運輸工作，以防止鋼筋籠中的換熱管受到損壞和發(fā)生異位。鋼筋籠放入樁位時需要特別小心，以防止鋼筋籠中的換熱管受到損壞和發(fā)生異位。鋼筋籠應(yīng)就位在合適的高度。做好對換熱管、減震裝置、壓力表和球閥的保護工作。在地下室開挖到換熱管附近時要特別小心，最好手動調(diào)整挖掘機的挖掘深度。在制作承臺將換熱管接出承臺時要特別小心。換熱管還有可能被諸如尖銳物體、焊液、飛濺的火花和煙頭等損壞。因此要針對性告知現(xiàn)場施工人員。垂直鉆孔埋管施工工藝材料一般規(guī)定根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)的要求及工程實際經(jīng)驗埋地換熱器管材應(yīng)符合以下規(guī)定：管道材料構(gòu)成、管材抵抗環(huán)境應(yīng)力致裂的能力要滿足埋設(shè)在地下的要求。地下埋管在使用條件下，壽命大于30年，宜按50年使用壽命選擇；埋地換熱器管材推薦采用高密度的PE管（PE100/PE80系列）應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準《給水用聚乙烯（PE）管材》（GB/T13663-2000）的要求。管道的施工一般規(guī)定（參考《建筑給水聚乙烯類管道工程技術(shù)規(guī)程》中的相關(guān)條文管道的連接所有暗埋管道必須采用熱熔或電熔的方法連接。管徑小于等于DN90的管道，宜采用電熔或熱熔承插連接；大于DN90的管道，宜采用熱熔對接連接。不同種類的管材或級別不同的管材不應(yīng)熔接。管材斷料應(yīng)按實際管道長度進行。斷料工具宜采用專用的管剪和割刀，dn>40的管道宜采用機械斷料。斷料后管材端面應(yīng)平整光滑、無毛刺，端面應(yīng)垂直軸線。管道連接方式與適用范圍應(yīng)符合《建筑給水聚乙烯類管道工程技術(shù)規(guī)程》-CJJ/T98-2003J279-2003中表5.2.2的規(guī)定。垂直換熱系統(tǒng)的施工一般規(guī)定地埋管換熱系統(tǒng)施工前應(yīng)具備埋管區(qū)域的工程勘察資料、設(shè)計文件和施工圖紙，并完成施工組織設(shè)計。地埋管換熱系統(tǒng)施工前應(yīng)了解埋管場地內(nèi)已有地下管線、其它地下構(gòu)筑物的功能及其準確位置，并應(yīng)進行地面清理，鏟除地面雜草、雜物和浮土，平整地面。施工工序按照圖紙要求開鉆豎井U型管換熱器的制作（同時）U型管換熱器的第一次試驗打壓下管U型管換熱器的第二次試驗打壓回填水平換熱系統(tǒng)的施工一般規(guī)定水平埋管地溝結(jié)構(gòu)應(yīng)綜合考慮地上和地下障礙物、地表坡度、溝轉(zhuǎn)向半徑限制、回填和復(fù)原要求等因素的影響。施工工序按照圖紙要求進行水平橫溝開挖開挖完成后，清理溝底，找平按照圖紙要求進行水平集管的連接、安裝水平集管分組進行水壓試驗整體進行水壓試驗；回填防水套管與防水層的施工配合在水平集束管上翻后，要與墊層防水發(fā)生關(guān)系，因此采用防水套管方式進行施工。在墊層施工之前將防水套管套在PE干管上固定好，在墊層灌漿施工時有專人進行看管，避免污染。在防水層施工時，可將防水做至防水套管上法蘭下沿。管道試壓與檢漏土壤熱交換器運至工地后即應(yīng)進行空氣試壓、檢漏。垂直土壤熱交換器下管前，應(yīng)做第一次水壓試驗。試驗壓力應(yīng)為工作壓力的1.5倍，且不應(yīng)小于0.5MPa。在試驗壓力下，穩(wěn)壓20分鐘，觀察其壓力降，當壓降不大于0.05MPa，則認為合格。垂直土壤熱交換器密封插入豎井后進行第二次水壓試驗，方法同上。裝配環(huán)路集管完成后應(yīng)按環(huán)路集管進行分組水壓試驗，試驗合格后進行整體水壓試驗，方法同上?；靥钋?，確認地埋管無滲漏后，方可回填地溝?；靥钊客瓿珊?，方可拆除壓力檢驗裝置，有條件可以保留以備隨時檢測。水壓試驗采用手動泵緩慢升壓，升壓過程中應(yīng)隨時觀察與檢查不得有滲漏；不宜以氣壓試驗代替水壓試驗。地埋管系統(tǒng)的檢驗與驗收地埋管系統(tǒng)安裝完成后，應(yīng)由專業(yè)檢測機構(gòu)來工地現(xiàn)場做試驗鑒定，并提供檢驗與驗收報告，報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：管材、管件等材料外觀檢查；全部豎井的位置、深度以及土壤熱交換器的長度；回填材料及其配比；土壤熱交換器、環(huán)路集管及連接管水壓試驗；各環(huán)路的水力平衡情況；對回填過程的檢驗應(yīng)與安裝土壤熱交換器同步進行。四、每單元室外換熱系統(tǒng)初投資預(yù)算說明:工程概況：工程地點陜西省西安市。本報價不包括施工用水、用電費用及稅金。不包括水、動力電到位費用，不包括硬化場地破除及恢復(fù)費用。垂直換熱管道采用PE100(SDR11)D32管材。室外換熱系統(tǒng)共鉆孔20個，50米深，單U，孔間距4米，水平管溝深度1.5米，樁基埋管154個，35米深，單U，水平管溝深度1.5。水平管溝距機房距離按照小于50米進行計算。鉆孔費用按照0－100米地質(zhì)條件以砂粘土為主要成分進行報價。工放線后，經(jīng)監(jiān)理工程師同意，即可進行溝槽開挖。溝槽開挖采用挖掘機進行。土堆堆放位置合理，盡量少占道，并根據(jù)有關(guān)部門要求不影響交通或少影響交通。（1）開挖前應(yīng)根據(jù)圖紙進行調(diào)查研究，充分了解挖槽地段的土質(zhì)、地下水位、地下構(gòu)筑物、溝槽附近地上障礙物以及施工環(huán)境等情況，合理選擇施工方法及機械。（2）挖槽時要隨時注意邊坡情況，發(fā)現(xiàn)問題要及時進行支護，防止塌方傷人。（3）整個工程的溝槽標高應(yīng)按設(shè)計圖紙標高施工。（4）土方應(yīng)合理安排排放位置，為了保證安全，必要時溝槽周圍要用土圍擋。（5）挖槽時由于超挖使槽底土壤被擾動或發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)土質(zhì)松軟時，要與有關(guān)人員共同研究槽基處理措施。（6）槽基不符合要求需要處理時，應(yīng)將松軟土徹底清除，經(jīng)監(jiān)理檢查合格后方可回填，回填的材料，操作方法及質(zhì)量標準，要與監(jiān)理工程師共同研究，根據(jù)實際情況確定。（7）溝槽邊坡必須保證施工安全的需要，