地源熱泵技術(shù)原理：地源熱泵是一種合理利用地下淺層地?zé)豳Y源，既能供熱，又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(電能)，即可實現(xiàn)能量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移。在冬季，把土壤中的熱量“取”出來，提高溫度后供給室內(nèi)用于采暖；在夏季，把室內(nèi)的熱量“取”出來釋放到土壤中去，并且常年能保證地下溫度的均衡。

    地源熱泵主要是與地下土壤進(jìn)行熱交換，而不是與室外空氣進(jìn)行熱交換。在夏季，在為室內(nèi)提供冷氣的同時，其廢熱不再是排入空氣中，而是儲存于地下，以此提高冬季供暖的效率；在冬季，室內(nèi)供暖的大部分能量來自于地下，利用地下土壤的溫度來為室內(nèi)提供免費的熱能。一般來講，冬季每千瓦的電力能為室內(nèi)帶來4—5千瓦熱量，而土壤溫度的降低又為下一季節(jié)的空調(diào)帶來冷源。

    地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是否需要當(dāng)?shù)鼐哂械責(zé)豳Y源？

    地源熱泵有時也被稱為地?zé)釤岜?，但實際上，它完全不需要當(dāng)?shù)鼐哂械責(zé)豳Y源，它利用的只是地下介質(zhì)如土壤、巖石和水的蓄熱能力。要高品質(zhì)完成一個地源熱泵項目，需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕A(chǔ)施工流程，其中打垂直地?zé)峋?、換熱管下管及檢測、地?zé)峋谆靥罟酀{、水平管溝槽開挖及布管回填是主要的幾個石粉重要的基礎(chǔ)施工工藝。

    一、地源熱泵垂直孔打井工序及工藝流程施工

    1、打井鉆孔設(shè)備進(jìn)場，確認(rèn)施工環(huán)境，察看現(xiàn)場管線，避開管線打井，并隨時填寫記錄表并及時分析土壤實際狀況。同時確定設(shè)備機(jī)房位置大小，現(xiàn)場測量放線定井位（每口井的間距為3-4米）

    2、安裝打井設(shè)備，接水、電，開挖泥漿池及循環(huán)溝槽。（循環(huán)池為1m3左右，循環(huán)溝槽深度80cm，寬40cm）

    3、一切就緒后，鉆機(jī)開始鉆井，鉆孔直徑不小于150mm，鉆孔深度以設(shè)計為準(zhǔn)，并做好記錄，鉆孔時須保證孔徑垂直度（要求垂直鉆孔深度50m內(nèi)，采用測斜儀測斜不應(yīng)少于1次）。

    4、當(dāng)?shù)卦淳@孔達(dá)到要求深度后，應(yīng)對鉆孔反復(fù)進(jìn)行通孔及洗孔處理，為下放PE換熱管創(chuàng)造順利條件，同時報質(zhì)檢員查驗鉆孔深度和孔徑，在下管程序沒有準(zhǔn)備好以前不能過早提起鉆桿，并且必須保證泥漿循環(huán)，以防止井下塌方。

    地源熱泵與地埋換熱系統(tǒng)換熱量有關(guān)的因素：

    1、地質(zhì)條件。巖石層地質(zhì)換熱好，其次為沙卵層、沙土層、粘土層。

    2、地下的含水量。含水量越深，地下水越豐富，換熱量越高。

    3、U型地埋管的埋管深度。埋度越深，換熱量越好，最淺不能少于40米。根據(jù)不同地區(qū)地質(zhì)條件的不同，一般埋管深度在30-100米不等。

    4、PE管道的質(zhì)量。純原料生產(chǎn)的PE管道換熱量好，再生料生產(chǎn)的PE管道換熱量一般，且質(zhì)量沒有保證。

    5、室外氣溫的變化。室外溫度降低，地埋管換熱量會略有降低。

    6、井孔是否填實。如果井孔沒有填實，地埋管道不能與土壤充分接觸，熱量傳遞較慢，換熱量也會降低。其他因素一般不會對地埋換熱系統(tǒng)有影響，可忽略不計。

    二、地源井垂直孔地埋PE管準(zhǔn)備及下管施工

    地埋管材采用HDPE高密度聚乙烯材料(SDR11)，所有的聚乙烯管都要用專用的熱熔設(shè)備進(jìn)行熱熔連接。在施工前應(yīng)對PE管道(卷材)用自來水進(jìn)行檢漏，試壓壓力根據(jù)設(shè)計確定，確保所用管道及所熔U型彎完好無損，并將管道拉直。

    1、首先根據(jù)地源井鉆孔深度確定地埋管的長度，孔中管材不得有接頭，并將PE地埋管與地埋管換熱器（垂直地埋管換熱器使用最多的形式是單U形管、雙U形管、簡單套管式）熔接完好。

    2、對PE管內(nèi)充注氮氣，并在氣口上加壓力表，確保管內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)計的實驗壓力進(jìn)行試壓測試，具體實驗壓力應(yīng)根據(jù)埋管深度和室內(nèi)層高確定，一般按設(shè)計走就行。

    3、必須對管道進(jìn)行檢漏檢測（方法：把U形管底部浸入水中應(yīng)無氣泡冒出，或用肥皂水涂于連接處，仔細(xì)檢查應(yīng)無氣泡。保壓4小時，壓力應(yīng)無明顯變化。），在管道進(jìn)行檢漏完畢后，剪掉氣頭，放掉管內(nèi)氣體。注意：高壓氣體在管中保留的時間不宜過長。

    5、再對地埋PE管口做好臨時封閉，且保護(hù)接口不受破壞，填寫試壓驗收記錄。

    6、把檢漏后的U型PE管子逐漸放入鉆好的孔內(nèi)，放入時，嚴(yán)禁突然放手，否則管子浮起后難以再放入。下好埋管后，須在孔和管子之間的縫隙放入一些細(xì)黃沙并用石塊等以便固定管口，以備接下來的回填灌漿施工。

    7、嚴(yán)格作好到PE管口臨時封閉（防止泥土、砂子等雜物進(jìn)入管道內(nèi)）。記錄埋管前端編號及尾端編號，確保立管深度與孔深相當(dāng)。

    三、地源井垂直孔回填灌漿施工

    1、待地源井鉆孔及地埋管放管等工作完畢后，應(yīng)及時進(jìn)行灌漿。

    2、灌漿材料一般普遍采用膨潤土（加速凝固的作用）、水泥、黃沙加水配比攪拌均勻作為回填漿體材料，有條件的可選用熱交換性能更好的新型地源熱泵專用水泥基灌漿料，傳統(tǒng)的也可以采用鉆孔時滲出到泥漿池中的循環(huán)泥漿原漿進(jìn)行回填灌漿。孔部表層一般不用填滿，預(yù)留部分采用回填料填密實即可。

    3、地?zé)峁酀{設(shè)備通常采用不堵管且無脈沖的螺桿式砂漿灌漿泵（申港GS40EB型灌漿泵或GS50EB型砂漿攪拌灌注漿一體泵）對放入PE地埋換熱管后的地源回填井進(jìn)行連續(xù)循環(huán)灌漿，以排除空氣并保證灌漿飽滿密實無回填空隙，從而確保換熱效果。灌漿時為保證灌漿飽滿與密實度，可將灌漿軟管插入孔底，一邊灌注一邊提拔灌漿軟管，在漿液涌出地面后，拔出灌漿軟管。

    申港GS系列灌漿泵（帶攪拌型）功能強(qiáng)大，一機(jī)皆可灌注水泥漿、泥漿、加膨潤土的水泥沙漿、灌漿料等不同濃稠度的漿體材料（水灰比可達(dá)0.3以上皆可），灌漿流暢不堵管，且無脈沖，灌漿穩(wěn)定。

    4、灌漿施工過程中灌漿機(jī)具不宜采用具有脈沖的常規(guī)灌漿設(shè)備（如擠壓式、單缸活塞泵、雙缸及三缸泵均有較大脈沖，不宜采用），以免二次帶入空氣，導(dǎo)致回填出現(xiàn)空鼓，影響熱交換效果。

    四、水平管溝槽開挖及水平PE管連接、回填施工

    1、在進(jìn)行管溝開挖前，應(yīng)首先根據(jù)地下?lián)Q熱器管溝開挖圖進(jìn)行管溝的定位放線。須對開挖區(qū)域內(nèi)埋設(shè)的市政管網(wǎng)、通訊電纜等管線進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)注，防止開挖時發(fā)生事故，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

    2、水平PE管溝槽開挖的深度應(yīng)符合設(shè)計要求，當(dāng)設(shè)計無要求時管溝開挖的深度一般應(yīng)保證水平埋管的深度在凍土層以下0.6m，且距地面不小于1.5m。挖出的管溝槽要保證底部的平整，并進(jìn)行人工夯實，然后鋪設(shè)不少于PE管徑厚度的細(xì)沙或100～150mm厚度的細(xì)粘土墊層。

    3、水平PE管仍然需要進(jìn)行壓力檢漏測試，檢測無漏及達(dá)到設(shè)計承壓后方可進(jìn)行水平PE干管與支管三通的熔接鋪設(shè)，盡量不采用彎頭，以減少阻力和漏點。

    4、垂直地埋PE管換熱器與環(huán)路集管裝配完成后，回填前應(yīng)進(jìn)行第二次壓力檢測與檢漏試驗。在試驗壓力下，穩(wěn)壓至少30min，穩(wěn)壓后壓力降不應(yīng)大于3%，且無滲露現(xiàn)象。試壓合格后繼續(xù)將系統(tǒng)密封、保壓。

    5、連接安裝好閥門，且進(jìn)行第三次壓力檢測與檢漏測試，閥門安裝時和管道保持平齊，注意朝向，防止裝反。安裝完畢后，應(yīng)及時做好保護(hù)，防止損壞。

    6、然后對水平PE管道回填，管道兩側(cè)及管頂0.5m以內(nèi)的回填材料，不得含碎石、磚塊、垃圾等雜物，不得用凍土回填，以免劃傷管道?；靥顟?yīng)在地埋管內(nèi)充滿水的情況下進(jìn)行，應(yīng)先填實管底，應(yīng)使用人工回填，填土必須塞嚴(yán)、搗實，保持與管道緊密接觸。溝內(nèi)有積水時，應(yīng)及時排盡后再回填。

    7、回填土應(yīng)分層夯實，每層厚度應(yīng)為0.2～0.3m，管道兩側(cè)及管頂0.5m以內(nèi)的回填土必須人工夯實。當(dāng)回填土超過管頂0.5m時，可使用小型沖擊夯機(jī)械夯實，每層松土厚度應(yīng)為0.25～0.4m，分層振搗密室后再填下一層，直至與地面平整一致。