一、地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)概述

1、地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的概念。資源與環(huán)境是人類賴以生存與發(fā)展的基礎(chǔ)，也是我國社會經(jīng)濟可持續(xù)化、健康化發(fā)展的重要保障。近年來，就如何更好的開發(fā)淺層地?zé)崮苜Y源，推廣地源熱泵技術(shù)，以利用可再生能源來解決供熱與制冷問題，已引起了國家的高度重視。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是一種有效利用淺層地?zé)崮苜Y源（土壤、地下水、地表水），以此實現(xiàn)室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。當(dāng)熱泵在制熱模式時，能從淺層地能資源中吸收熱能；當(dāng)熱泵在制冷模式時，還能將多余熱量排放到土壤、地下水或地表水中，因此具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟等多項優(yōu)勢，在我國各地工程建設(shè)中得到了廣泛的普及與應(yīng)用。

2、地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的特點。根據(jù)所利用淺層地?zé)崮苜Y源的不同，地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)又可細分為土壤源（地埋管）熱泵空調(diào)系統(tǒng)、地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)和地表水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)這三類。本文所特指的是土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，它是利用傳熱介質(zhì)（主要是水）通過豎直埋管或水平埋管，與土壤進行熱交換的系統(tǒng)形式，其主要應(yīng)用特點為：采用土壤源作為熱泵機組的低位熱源，機組系統(tǒng)不需要風(fēng)機，其振動和噪音都較小，對周圍環(huán)境影響??；運行中不需要除霜，節(jié)省了維護檢修費用，提高了熱泵空調(diào)系統(tǒng)運行的可靠性；與地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、地表水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相比，其適用范圍更廣，且不用受到地下水或地表水資源條件的限制。

二、地埋管施工前的技術(shù)準備工作

1、工程勘測、平整場地。在進行地下埋管施工之前，應(yīng)首先做好工程勘測工作，需要詳細了解和掌握工程勘測資料、設(shè)計圖樣，以及埋管場地內(nèi)已有地下管線、其它地下構(gòu)筑物的功能及其準確位置等等，并以此為基礎(chǔ)制定系統(tǒng)、完善的施工組織設(shè)計或施工方案。在方案設(shè)計中，應(yīng)重點根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)情況，選擇合適的鉆孔設(shè)備。另外，在地下埋管施工之前，還應(yīng)做好對鉆孔處的施工現(xiàn)場的地面清理、雜物清除和平整場地，從而為PE管的連接、設(shè)備與材料的堆放，以及施工人員的操作提供充足的場地空間。同時，還應(yīng)當(dāng)對場地中的地下管線、市政設(shè)施等作出明確的標記。

2、管道布置方式的選擇。根據(jù)管道布置方式的不同，地埋管主要可分為水平式地埋管和垂直式地埋管兩類（見下圖1所示）。其中，水平式地埋管的特點是施工費用少，施工難度較小，但是單位管換熱量偏低，且占地面積大；而垂直式地埋管的特點是占地面積少，單位管換熱量相對較高，但是施工難度和施工費用都較高。

在管道布置方式的具體選擇時，應(yīng)綜合考慮到可利用土地面積、場地土壤類型以及挖掘費用等多種因素而決定。如果存在大量土地面積使用，且場地內(nèi)沒有堅硬巖石時，可考慮選擇較為經(jīng)濟的水平式地埋管；而如果土地面積不足，或者場地內(nèi)垂直鉆孔較為容易且費用較低時，則適宜選擇垂直式地埋管。近年來，隨著城市建筑面積的日益緊缺，垂直式地埋管逐漸成為了管道布置的主要方式。在本文中，也主要分析的是垂直式地埋管的施工技術(shù)要點。

3、管道的驗收及保護。當(dāng)?shù)芈窆芩韫懿倪\送到施工場地后，應(yīng)當(dāng)采用試壓裝置進行檢漏試驗，檢驗合格后方能用于施工建設(shè)。在管道的存放時，不宜長時間直接暴露在陽光下，而應(yīng)用彩條帶覆蓋，以防止管道老化；在管道的搬運時，應(yīng)做到輕拿輕放，可采用柔韌性較好的吊繩、吊帶進行裝卸和運輸，嚴禁直接拋摔或沿地拖曳。

三、地埋管施工技術(shù)要點分析

地埋管的主要施工工藝流程為：鉆孔施工→U型管組裝→U型管下管安裝→灌漿回填→水平干管與垂直管連接安裝→系統(tǒng)調(diào)試與檢驗。

1、鉆孔施工。在施工現(xiàn)場根據(jù)設(shè)計圖紙要求逐一鉆孔施工，其孔徑一般為130～150mm，要求孔徑的大小以方便插入U形管為宜，鉆孔點的誤差不得超過5cm。為保證U型管能順利、安全的插入孔底，必要時還應(yīng)當(dāng)對孔壁進行固化處理。在鉆孔施工中，應(yīng)加強對場地地質(zhì)情況、地下管線敷設(shè)情況的了解與掌握，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整鉆孔的深度、數(shù)量及位置，以滿足設(shè)計要求，以盡量減少對原地下工程和管線的影響。當(dāng)?shù)谝粋€孔鉆完成以后，還應(yīng)當(dāng)做好對鉆孔周邊土層熱物性的測定，以此作為設(shè)計方案適當(dāng)調(diào)整的技術(shù)依據(jù)。

2、U型管現(xiàn)場組裝、下管安裝。U型管是指由需要下井安裝的PE管、連接件（U型彎）所制作成的U型管道。它通常是在現(xiàn)場進行組裝與切割，以滿足可能出現(xiàn)的設(shè)計變更或者鉆孔深度調(diào)整的需要。在U型管下管安裝之前，還應(yīng)當(dāng)對其進行第一次水壓試驗，要求在15min的穩(wěn)壓試驗下，管道的壓力降不得超過3%，且管道無泄漏現(xiàn)象，然后再將管道的兩個端口進行密封處理，以防止雜物的進入。U型管的下管安裝通常采用的是人工下管的方式，應(yīng)在鉆孔施工后立即進行，以避免因孔洞擱置時間過長而出現(xiàn)局部堵塞的問題，導(dǎo)致下管安裝的困難。在U型管的端部應(yīng)設(shè)置套管防護，以避免在下管過程中U型管受到損傷。如孔洞內(nèi)存在大量積水情況時，為了避免水的浮力影響，在U型管內(nèi)也應(yīng)當(dāng)充滿水以增加管道的自重。在下管過程中，還可在管道上每隔2～4m設(shè)置一個固定支卡，通過這種方式使U型管兩個支管得以分開，以提高單位管道的換熱效果。當(dāng)U型管下管安裝完成后，應(yīng)進行第二次水壓試驗，要求在在30min的穩(wěn)壓試驗下，管道的壓力降不得超過3%，且管道無泄漏現(xiàn)象。確認管道無滲漏問題以后，方能回填施工。

3、灌漿回填。在管道下管安裝結(jié)束，并完成水壓試驗以后，應(yīng)立即采用灌漿材料進行孔洞的封堵回填，灌漿材料多采用由膨脹土和細砂所組成的混合漿料。灌漿的目的，一方面是強化埋地管與孔壁之間的傳熱性，以滿足熱泵機組對地源傳熱的要求；另一方面還能起到對環(huán)境保護的作用，不僅能防止地表污染物滲漏到鉆孔中，而且還能有效避免不同含水層水質(zhì)的混合、串通，起到隔離含水層的作用。

4、水平干管與垂直管連接安裝。水平干管與垂直管安裝過程中，首先在場地地面連接成若干數(shù)量的管段，然后再放置到已挖好的溝槽中與U型管進行連接，從而形成一個完整的閉式環(huán)路。為避免分集水器受到外界因素影響，要求溝槽的挖設(shè)深度應(yīng)盡量加大，適宜控制在1.5m左右，對已挖好的溝槽的底部應(yīng)當(dāng)嚴密夯實，并鋪設(shè)一層細砂，溝槽的坡度宜控制在3‰～5‰左右。垂直管與環(huán)路水平干管連接完成后，應(yīng)進行第三次水壓試驗，要求在在2h的穩(wěn)壓試驗下，管道的壓力降不得超過3%，且管道無泄漏現(xiàn)象。

總結(jié)

本文從地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理及特點出發(fā)，并著重就其地埋管的施工技術(shù)準備及施工技術(shù)要點進行了分析與探討。地埋管作為地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置，其施工質(zhì)量將直接關(guān)系到系統(tǒng)運行的安全、可靠。為此，我們應(yīng)通過合理制定施工方案，做好施工技術(shù)準備，并加強對相關(guān)施工技術(shù)要點的掌握，從而有效保證地埋管的施工質(zhì)量，以確保熱泵空調(diào)系統(tǒng)運行的安全性與持續(xù)性。

（作者單位：浙江地源能源環(huán)境有限公司）