【摘要】當(dāng)前我國科技的日新月異，經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源損耗也更加嚴重，而地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)作為一種高效節(jié)能以及經(jīng)濟性價比高的空調(diào)制冷與供暖技術(shù)也逐漸受到人們的關(guān)注，并得到了廣泛的運用，尤其是地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中的埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展更是快速。文中主要結(jié)合實際工程來對水平埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中的設(shè)計與施工問題進行分析研究，以便為今后的水平埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計以及施工提供參考。

【關(guān)鍵詞】水平埋管；地源熱泵；空調(diào)系統(tǒng)；設(shè)計；施工

1、工程概述

1.1簡述

本工程為杭州師范大學(xué)倉前校區(qū)一期工程體育場 ，地下一層，地上三層，建筑高度小于24米，建筑面積31758平方米，其中地下層為汽車庫，自行車庫、地上層為體育場附屬配套用房。本工程空調(diào)系統(tǒng)夏季空調(diào)冷負荷為448.07KW，冷指標(biāo)119.9W/平米；冬季空調(diào)熱負荷為258.34KW，熱指標(biāo)69W/平米。本工程空調(diào)冷熱源采用兩臺地源熱泵機組，其中一臺為余熱回收型機組，另一臺為全熱回收型機組?？照{(diào)制冷工況：冷凍水進出口溫度12/7℃，地源側(cè)水進出口溫度25/30℃；空調(diào)制熱工況：熱水進出口溫度. 45/50℃，蒸發(fā)器進出口溫度10/5℃；熱水制熱工況：冷凝器進出口溫度45/50℃，蒸發(fā)器進出口溫度10/5℃。

杭師大倉前校區(qū)一期體育場項目采用水平螺旋式埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，水平螺旋埋管總共152組，每組長度約220米，加上直管長度總計約43000米。埋管深度為地下室底板面層以下1.5米，152組螺旋式埋管通過16組分集水器匯總，16組分集水器分設(shè)在6個集水器間。其中分集水器間的設(shè)置進行優(yōu)化，將分集水器設(shè)置在地下室外墻外側(cè)，并將集水器間抬高，底部設(shè)置排水地漏，將水排至室內(nèi)排水溝，較好的處理了集水器間及地下室的的防水。

1.2地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)分類

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要分為地埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、地下水地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)以及地表水地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)這三種類型。其中地埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要是由地埋管換熱系統(tǒng)、熱泵機組以及空調(diào)末端系統(tǒng)等相互組合而成，地埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中的換熱系統(tǒng)管道埋設(shè)方式是不相同的，因此，又可以分為水平埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)以及垂直埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

2、水平埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計問題分析

2.1地埋管換熱系統(tǒng)方案可行性

地埋管換熱系統(tǒng)是地埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中的重要內(nèi)容，所以對其設(shè)計方案的可行性進行研究也是很有必要的，在對該系統(tǒng)進行設(shè)計的前期階段，除了要對地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計方案的可行性進行分析之外，還要對是否選用水平埋管的方式進行充分的考量，可以通過從埋管數(shù)量、埋管換熱效果以及土方開挖回填量等多個方面與垂直埋管方式相比較的方法來進行論證。地埋管換熱系統(tǒng)方案的可行性報告將會為水平埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的精細化設(shè)計提供依據(jù)。

2.2水平埋管位置的選擇

在對水平埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)進行設(shè)計的過程中一定要結(jié)合工程的實際情況以及總體平面布局來對水平埋管的位置進行合理的選擇，倘若總體布局產(chǎn)生變化的話，設(shè)計也要隨時進行調(diào)整。水平埋管位置一般都會選擇在道路用地區(qū)域以及景觀綠化用地區(qū)域內(nèi)，在對水平埋管位置埋管之后并進行回填的時候，倘若不需要采用卵石換填工藝來進行處理的話，是需要一個自然沉降的過程，該過程最少需要三年之上。

2.3選擇大開溝水平螺旋埋管或者雙層埋管的布置方式

在對小型地源熱泵系統(tǒng)進行施工的時候，一般都會選用把水平埋管以平鋪直管的方式來放置在兩米深的土壤中，但是倘若遇到中型或者是大型的地源熱泵系統(tǒng)施工的話，這種方式就不可行，主要是因為不僅土方開挖回填量比較大，必要時還必須要進行二次轉(zhuǎn)運，并且占地面積也較大，所以在對其進行設(shè)計的時候一定要結(jié)合施工規(guī)模來對布置方式進行選擇。大開溝水平螺旋埋管或者雙層埋管方式是水平直管埋管的升級，具有換熱效率高的優(yōu)點，不僅如此，這種布置方式既可以增加開溝的深度，又可以增加埋管的長度，在一定程度上有利于縮減占地面積，不僅如此，成本價還比較低。

3、水平埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)施工問題分析

3.1水平埋管換熱系統(tǒng)施工方案要與其他工程相配合

水平埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)施工中的重要一部分便是水平埋管換熱系統(tǒng)的施工，它并不是一個獨立的施工過程，而是需要與其他工程交叉施工，所以水平埋管換熱系統(tǒng)的施工方案必須要與其他工程相配合。在對水平埋管換熱系統(tǒng)的施工方案進行編制的過程中要對項目的總體進度以及埋管區(qū)域的其他施工節(jié)點進行充分的了解，之后在對施工中涉及到的交叉作業(yè)順序進行針對性的編制。水平埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)施工方案的合理性對于減少交叉施工的影響，以及保證施工的質(zhì)量有著重要的作用。

3.2要盡量避免雨天施工

由于水平埋管換熱系統(tǒng)需要布置在室外土壤中，要先進行土壤開挖，之后在埋管，最后是回填，所以倘若在雨天或者是雨季施工的話，不僅會增加施工成本，還會影響施工的效率。特別是在對中型或者是大型埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)工程進行施工的時候，土方工程量是非常大的，在雨天施工的時候也會極其容易發(fā)生管溝坍塌積水以及施工現(xiàn)場混亂的局面，所以在對水平埋管換熱系統(tǒng)進行施工的時候一定要盡量避免雨天或者是雨季施工。

3.3對地埋管水平轉(zhuǎn)垂直處的防漏防裂問題要加以注重

只有確保地埋管換熱系統(tǒng)的密封性才可以為地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的正常運行提供保障，地埋管路標(biāo)高在上升的過程中，水平垂直轉(zhuǎn)彎處會選用彎頭熱熔連接的方式進行連接，但是在后期土壤沉降的時候往往會容易出現(xiàn)壓裂問題，從而造成管漏現(xiàn)象，因此為了避免此類事件的發(fā)生，確保地埋管后期不會受到損壞，一定要對地埋管水平轉(zhuǎn)垂直處的防漏防裂問題加以注重，并嚴格按照管道回填的相關(guān)規(guī)章制度以及標(biāo)準(zhǔn)進行。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)所使用的埋管為聚乙烯PE材質(zhì)的管道，具有良好的柔性，所以在水平垂直的轉(zhuǎn)彎處盡量少用彎頭來進行連接，可以利用其柔性自然彎至井內(nèi)，以此來防止管道被壓裂問題的出現(xiàn)。

總結(jié)：

總而言之，為了保證地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的高效運行就必須要對其設(shè)計與施工問題進行全面的分析，并制定合理的設(shè)計方案與施工方案，只有這樣才可以確保地源熱泵空調(diào)技術(shù)得到充分的利用，有利于地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)進一步的推廣和應(yīng)用。

參考文獻：

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