暖通工程设计中的地源热泵技术分析及研究 附地源热泵技术在建筑暖通中的实践应用.docx

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1、暖通工程设计中的地源热泵技术分析及研究摘要：暖通工程是建筑工程的重要组成部分之一，为满足国家提出的节能减 排要求，应当在暖通工程设计中，合理运用地源热泵技术。基于此点，文章首先 简要分析了地源热泵技术的原理及优势，在此基础上对地源热泵技术在暖通工程 设计中的应用进行论述。关键词：暖通工程；地源热泵技术；节能L地源热泵技术的原理及优势1.1 地源热泵的基本原理该技术的基本原理如下：对埋藏在地下浅层中的地热能进行充分、有效地利 用，以此来达到调节建筑内部温度的目的，从而降低供暖和空调能耗，实现建筑 节能。具体而言，地源热泵就是将能量从高温热源向低温热源转移的过程，它在 暖通工程中的应用，可实现对地

2、热能的平衡利用，进而为居住在建筑中的居民提 供一个舒适的生活环境。当建筑内部温度过高时，可利用该技术将多余的热能释 放到大地的土壤当中，若是建筑中的温度较低时，则可将地下浅层土壤中蕴含的 热能吸取出来供给建筑，以提高室内温度。1.2 地源热泵技术的优势121清洁环保可再生地球深部蕴藏着巨大的热能，通过地表向空气中散发，这种能量属可再生能 源，并且取之不尽。同时，在开发利用地表浅层热源时，与地层只有能量交换， 没有没有质量交换，对环境没有污染，属于清洁能源且不会破坏原有的自然界能 量系统。122节能高效在冬季，地下温度往往高于地上环境温度，而在夏季，地下温度又会低于地 上环境温度，这使得地下热源

3、具备一定的稳定性。根据调查数据显示，运用地源 热泵技术可大幅度降低温度调控产生的费用，仅为常规空调费用的50%o1.3 .3实用性强地源热泵技术可实现多种功能，即建筑供暖、制冷、提供生活热水。如此一 来，可有效降低建设配套设施而增加的成本，并且还可以节省配套设施的占地面 积。同时，地源热泵机组的运行工况十分稳定，深埋于地下的管路可使用50年 以上，且机组使用寿命也可维持在20年左右。124维护简单在暖通工程中使用地源热泵技术，可避免在冬季对设备进行除霜处理，并且 热泵机组的构成系统极为简便，基本上不需要维护室外机组部分。而对于室内维 护，只需安装制冷空调即可。2 ,地源热泵技术在暖通工程设计中

4、的应用2.1 工艺要点2.1.1 专占孑L(1)在钻孔施工前，要深入到施工现场进行勘察，结合已有的施工经验， 确定钻孔数量、孔行距以及覆盖面积，对估孔施工进行整体布局；(2)根据施工图进行定位放线，规划好施工现场泥浆池、土方、堆土场以 及通道的位置，使其满足施工要求；(3)采用垂直钻孔的方式，在钻孔中避免对管道造成破坏。严格控制钻井 机械的停放位置，要求垂直偏差和水平度偏差分别不超过0.5%、1%；(4)钻孔与钻孔之间开挖泥浆池，尺寸为140emx70cmx50cm,以满足施工现场水循环的需要；(5)分派专职人员检验实际钻孔是否与设计图纸相符，若发现偏差较大， 则要及时予以纠正；(6)集中堆放

5、施工中产生的土方，为防止扬尘应对土方进行覆盖。为避免 在钻孔过程中出现塌方现象，要灌入泥浆，在其凝固后成为护壁，起到一定的支 撑作用；(7)当钻孔施工完毕以后，应对隐蔽工程中的钻孔深度及成孔质量进行检 验，并做好相应记录。2.1.2 组装在暖通工程设计中应用地源热泵技术时，地埋式u形管可在现场进行预组 装，在进行组装前，应当将管以水平的形式整齐堆放在地面上，防止局部受压导 致管材变形影响工程质量的情况发生。根据有关规范标准的规定要求，管材的堆 放高度应当控制在2.0m以内，管件则应成箱存放在仓库的货架上，若现场未设 置仓库，则应整齐堆码在平地上。管材运至现场后，应进行覆盖，避免在阳光下 长时间

6、暴晒，以免影响管的性能。2.1.3 下管可采用预制混凝土导头下井施工法进行下管，在对导头进行预制时，应确保 其直径小于钻孔直径，依靠导头自重及管内水的重量进行下井，由此除能够确保 下管的速度之外，还能使管顺利达到地源井底部。2.2 注意事(1) 土壤换热器应采用竖直埋管，避免因回灌地下水带来水环境污染。经 大量工程实践证实，单U型管的实用性大于双U型管，所以应推广使用单U型管。 但是，在使用单U型管时，必须埋设更多的管材，可能会造成建设成本增加。(2)在地源热泵机组安装过程中，即便是在冬季也要避免使用防冻液，这 是因为：冬季地下温度高于地表温度，只需设计数量充足的土壤换热器，即可将 水作为介质

7、；防冻液本身属于化学制剂，若使用过量则会对环境造成污染，并因 温度过低影响地源热泵的运行效率。(3)地源热泵系统所使用的管材必须具备高强度的惰性，为了保证水系统 平衡，应将土壤换热器系统中的调节方式设计成室外阀门调节。3 .结语综上所述，在暖通工程设计中，可对地源热泵技术进行合理运用，通过该技 术的应用，除了能够使暖通工程的整体能耗得到显著降低之外，还能使建筑能耗 随之下降，对于建筑节能具有重要的作用。实际工程中，应对地源热泵装置的安 装质量进行严格控制，由此可确保地源热泵的运行更加安全、稳定，从而使其节 能作用得以充分发挥。地源热泵技术在建筑暖通中的实践应用摘要：地源热泵技术具有节能、高效的

8、特性，比其他采暖供热系统更具优 越性，所以在当前的建筑暖通工程施工中得到了广泛应用。在本篇文章中，笔者 主要论述了地埋管地源热泵技术，详细探讨了该技术的特点以及施工方法，指出 该种采暖技术应用于建筑暖通工程中时，能更快更好的实现建筑采暖，为建筑节 能做出贡献，值得在以后工作中大量推广。关键词：地源热泵；技术；暖通工程地源热泵是一种以浅层地热能源既能制冷又能制热的特性为依据而形成的 高效节能空调设备。它能够通过少量高品位能源的输入，而实现低温位热能向高 温位热能的转移。我国在城市化建设中所面临的能源紧缺问题使得这种新型的地源热泵技术 成为了能源优化战略的必然选择与发展趋势，大量的实践研究结果表明

9、：地源热 泵技术正在以20%以上的速度在世界范围内大规模兴起，这种技术不仅较传统的 制冷制热技术在能源需求方面有所改善，同时还有效的节约了成本开支，是城市 供暖供冷的最理想选择。如何在地源热泵技术这种优越的发展背景下，将其与暖通空调设计相结合， 使其在供暧质量一定的基础上，兼顾成本开支与节能的问题，已成为当前相关工 作人员需要特别加以关注的问题之一。一、地源热泵技术的优越性地源热泵技术不会对环境造成影响，是一种环保的技术相对于用电供暖来说 其污染物的排放要减少70%以上，对于空气泵技术来说减少40%以上。由于 地埋管热源热泵技术术语自含式系统，所以其运行说泄露的制冷剂的几率比较 小，也不会对环

10、境造成重大的影响。因为地埋管地源热泵技术不需要燃烧等，从 而对于能源的需求比较低，而且对于传统的空调系统来说其效率提高了 40%以 上，从而能够小小地节约能源和运行成本。同时地源热泵技术机组具有量的稳定 性和可靠性，所以整个系统具有高效性和经济性。因为地埋管地源热泵技术利用 的是地热资源，而所谓的地热资源也就是是地能，是对太阳能的一种转变利用， 能够吸收47%的太阳能量，太阳能是一种取之不尽用之不竭的可再生能源，所以 地埋管地源热泵技术是一个可再生能源的利用技术。二、地源热泵技术的原理与其他采暖系统相比，地源热泵技术不仅能实现建筑供热采暖，还能在供热 过程中减少能源损耗，实现建筑节能。分析地源

11、热泵技术的工作原理，发现其主 要是对地表，或地下浅层的热能进行利用，并通过地表热能利用方式来调节、控 制建筑物的室内温度，实现对建筑室内环境的改善。地源热泵技术在实际应用时 能进行能量转移，将高温热源中的能量转移到低温热源中，并以此来保证建筑室 内热能的平衡与均匀分布，为居住者营造一个良好的、舒适的居住环境。如果建 筑物选用该技术进行暖通施工，当建筑物温度较高时，室内温度会通过地源热泵 系统传输并释放到土壤中，而当建筑物温度相对较低时，地源热泵技术又会将能 量从土壤中释放出来，回升建筑物温度，达到提高建筑室内温度的目的。三、地源热泵技术在建筑暖通工程中的应用（一）地埋管地源技术在暖通工程中的钻

12、孔施工地埋管地源技术在施工应用时要与其他工程相互配合，尤其是钻孔施工，要 综合考虑到其他工程特点，避免钻孔施工对其他工程造成影响。实际施工时可采 用的措施有:钻孔时注意建筑工程电缆施工,提前了解并掌握好电缆的分布路线, 钻孔时避开电缆，以免出现电缆损坏问题。钻孔时，钻孔孔数要按照施工面积的多少来确定，而钻孔的位置则要根据施 工地面的特点来定位。正式钻孔时要尽量保证钻机和钻杆的垂直度，防止钻机钻 杆发生倾斜，钻到其他地方，破坏其他工程的质量。为了提高钻孔施工效益，要 在钻孔和钻孔之间挖设一个泥浆池，目的是装载地面泥浆，防止泥浆窜流，污染 施工场地，给施工带来麻烦。钻孔过程中要一边钻孔一边执行泥浆

13、灌入，随时控 制好钻孔质量，防止在钻孔过程中发生塌孔现象。（二）地埋管地源热泵技术在暖通工程中的预组装施工在进行现场预组装的时候要注意hdpe管的热熔管头的清洁度，对于管径小 于或等于de50的时候，对于管材的切割采用旋转切刀，对于管径大于de50的时 候采用的是手工木工锯；当hdpe管在地面连接完成以后要对管道进行试压，只 有在试压合格以后才可以埋管，等井回填完以后还要对管道进行再试压，等试压 合格以后再进行水平干管的连接；水平干管连接完成以后再进行试压，试压合格 以后进行回填土，在总管连接完成以后在进行系统的试压。在管道进行连接的时 候可以采用热熔连接的方式，对于和金属管的连接采用法兰连接

14、的方式，对于外 径大于或等于63mm的hdpe管就可以采用热熔对接的方式。在进行hdpe管的连接时候要注意对各种附属设备的核对，避免因为附属设 备的缺失对施工造成影响。（三）地埋管地源热泵技术在暖通工程中的下管施工为了达到良好的下管施工，一般采用的都是预制性导头下井施工方法进行施 工，在预制导头制作完成以后要进行相应的试压工作，导头的直径应该大于四根 hdpe管的直径，小于钻孔的直径。然后依靠导头的重量和管道本身的重量进行 下井，下井的时候不要让管道在地面拖拉，不要让管道产生不自然的弯曲，更不 能让管道产生角度。要在间隔2m耀4m的位置对u型管道进行固定支卡将管道 之间隔开，避免热桥损失的出现

15、，对管道造成巨大的影响，要对管与管之间的间 距进行严格的设计，必须要保证管与管之间不会出现贴在一起的现象，如果出现 这种现象将会对管道造成重大的影响。当hdpe管道下井完成以后要对管道的两 端进行密封，避免由于密封不够对于整个系统造成的影响。四、结束语地源热泵作为一种环保节能的空调方式，目前正在我国迅速发展。作为一个 新兴的技术领域，它的成功应用还有待进一步得到验证。作为施工和管理人员都 应该积极参与到推广这项节能环保的新技术中，不断总结经验。相信不久的将来, 地源热泵在我国一定有广阔的市场。参考文献：山安嫦娥.刘文杰,暖通工程中的地源热泵技术的应用J.科技传播，2013.范海涛.浅谈地源热泵技术及其在暖通工程中的应用J.中国房地产业， 2014.