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地源热泵地埋管施工过程中存在的问题及解决方案 摘要本文针对地源热泵施工过程中存在的一系列的问题进行了分析,并分阶段提出了可行的解决方案。关键词地源热泵 施工 问题 解决方案。引言地源热泵系统有大量的埋地管与土壤进行热交换,埋地管的施工是整个地源热泵工程施工中的关键。在施工过程中,每个阶段都会存在一些问题,如果解决不好,将会直接影响到地源热泵工程的质量。 1地埋管施工过程中存在的问题1.1施工准备阶段在施工准备阶段,存在的问题主要有: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;材料进场后不进库、随意乱放、露天下曝晒;管材有划伤;使用制造时间超时的管材、管件;进场后发现场地条件不具备施工条件(杂草丛生、杂物众多、场地不平整、没有临时水电等)。1.2钻孔阶段在钻孔阶段,有的工程在施工中遇到地质问题,导致钻孔的深度不够、孔径塌方严重、孔倾斜严重、孔径偏小等,而施工单位没有根据具体情况与设计方沟通,变更设计方案,满足工程冷热负荷需求,而是自行修改孔间距,在容易下管的地方多打井,造成井间管群的热干扰现象,最终影响系统的长期使用。另外,有的工程在钻孔过程中挖断了原有的地下管线,如电缆、排水管等,造成不应有的损失。1.3保压下管阶段有的工程存在成孔后长时间不下管、下管深度不够,由于水中经常含有大量的泥沙,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;有的工程存在下管后,U型管变形严重的现象。1.4回填封孔阶段回填封孔是将回填材料自下而上灌入钻孔中。有的工程为了抢进度,赶工期,往往在U型管保压不到规定时间就匆忙封井;有的工程施工方不按要求制配回填料,且没有采用机械灌浆以保证灌浆密实,常常采用原浆回填,难以达到应有的换热效果。1.5环路集管连接阶段将地下U形管与水平管的连接称为环路集管连接。此阶段需挖水平管沟,常常存在管沟深度不够,管沟底部没有经过处理,以及存在积水等问题。2解决方案 2.1施工准备阶段 1)系统施工前应具备区域的工程勘察资料、设计文件和施工图纸,并有经审批的施工组织设计。 2)对埋管场地应进行地面清理,铲除杂草、杂物,平整场地。 3) 所用材料及各种配件到场后,应逐件检查,一看资料是否齐全(如合格证、检测报告等)二看有无在运输中造成的挤伤、压伤,严重的划痕等,进入现场的地埋管及管件破损和不合格产品严禁使用,宜采用制造不久的管材、管件;地埋管运抵现场后应用空气试压进行检漏试验。存放中,不得在阳光下曝晒。搬运和运输中,应小心轻放,不得划伤管件,不得抛摔和沿地拖曳。 2.2钻孔阶段 钻孔是竖埋管换热器施工最重要的工序。为保证钻孔施工完成后孔壁保持完整,如果施工区地层土质比较好,可以采用裸孔钻进;如果是砂层,孔壁容易坍塌,则必须下套管。钻孔前应精确定位,允许偏差为10cm,施工过程中应随时检查钻进垂直度以确保孔的垂直度,避免深度交叉损坏已完成的钻孔,另外可通过控制钻杆长度以确保钻孔深度符合设计要求。钻孔施工时,要与甲方保持沟通,索取埋管区的地下管线相关资料,注意在钻孔过程中不得损坏原有地下管线和地下构筑物。 2.3下管阶段 下管是工程的关键之一,因为下管的深度决定从地下采热总量的多少,所以必须保证下管的深度。下管方法有人工下管和机械下管两种,下管水位较浅时可采用人工下管,否则应采取机械下管。U形管安装应在成孔且孔壁固化后立即进行。当钻孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等导致成孔困难时,应设护壁套管。钻孔完毕后孔内有大量积水,由于水的浮力影响,会对放管造成一定的困难,而且由于水中含有大量泥沙,泥沙沉积会减少孔内的有效深度。因此,每钻完一孔,应及时把U型管放入,并采取防止上浮的固定措施。竖直地埋管换热器的U形弯管接头,应选完整的U形弯头成品件,不应采用直管煨制弯头。在安装过程中,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。下管完毕后,要保证U型管露出地面,在埋管区域做出标志并定位,以便于后续施工。需要注意的是,当室外环境温度低于0时,不宜进行U型管施工。 2.4灌浆封井 灌浆封井也称为回填工序。在回填之前应对埋管进行试压,确认无泄漏现象后方可进行回填。正确的回填要达到两个目的:一是要强化埋管与钻孔壁之间的传热,二是要实现密封的作用,避免地下含水层受到地表水等可能的污染。为了使热交换器具有更好的传热性能,一般选用特殊材料制成的专用灌注材料进行回填,回填物中不得有大粒径的颗粒,回填时必须根据灌浆速度的快慢将灌浆管逐步抽出,使混合浆自上而下回灌封井确保回灌密实,无空腔,减少传热热阻。当上返泥浆密度与灌注材料密度相等时,回填过程结束。系统安装完毕后,应进行清洗、排污,按要求对管道进行冲洗和试压,确认管内无杂质后,方可灌水。 2.5环路集管连接 1)地埋管的连接应采用电熔连接。电熔连接可以大大减少人为因素的影响,保证施工质量。 2)为防止其它管线敷设对集管连接管的影响或破坏,水平管沟埋设深度应在1.52.0m之间。管沟挖好后,沟底应夯实,填一层细沙或细土,并留有一定的坡度。 3)做好防水工作。 3结论 地源热泵技术是一项环保节能的新技术,如果在施工过程中能控制好每一个环节的工程质量,将使系统的使用寿命大大增加,有利于该技术的进一步推广和应用。参考文献: 1.徐伟地源热泵工程技术指南 2.建设部、质监总局地源热泵系统工程技术规范 3.刁乃仁、方肇洪地埋管地源热泵工程技术
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