地源热泵应用中的常见问题分析

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摘要：随着经济的发展，能源消耗日益严重，宝贵的不可再生能源越来越少，为了缓解这一现状，于是人们开始了对可再生能源的应用研究。我们所说的可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、地热等，采用高新技术手段，对这些能源加以利用，有效缓解日益紧张的能源危机，实现能源的可持续发展。地源热泵技术的应用就是对地热能源有效利用的新技术成果，不过在实际应用中，因受到技术或非技术因素的影响，地源热泵技术的推广受到一些限制，影响了它的发展。

关键词：地源热泵；工作原理；节能；发展

中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：

随着我国经济的快速发展，能源消耗的增长速度越来越快，由于人们对能源消耗的问题重视度不够，能源浪费现象非常严重。直到能源紧张问题影响到了经济的发展，人们才逐步提高了对节能降耗的重视。地源热泵技术作为一种新的地能利用技术，有效的实现了冬季采暖、夏季降温的良好效果，并且地能贮藏丰富，使用中不会对周围环境造成污染，今后必将会获得长运的发展。

一、地源热泵的技术特点

地源热泵分为地下水源热泵、地表水源热泵和地埋管地源热泵。地埋管地源热泵系统为闭式系统，通过循环液（水或以水为主要成分的防冻液）在封闭的地下埋管中流动，实现系统与大地间的传热。

1、节能：地源热泵制冷时比传统中央空调系统运行效率要提高30％-50％；供暖时要比热力管网集中供热或燃油燃气供热系统降低20％～60％。

2、减排：以清洁能源代替燃煤供暖，系统无燃烧设备不产生CO，CO2等温室气体。房间内采用水作为循环介质，没有氟利昂的泄漏。

3、环保：没有燃烧过程，不存在污染物排放问题，属绿色环保技术。

4、长效：冬季取出的热量可在夏天得到补偿，全年循环利用，有可再生性；没有环境污染隐患并避免了对资源造成破坏，有可持续性。

地源热泵也有一些不足之处表现在：初投资偏高；其次，对当地的地质条件及气候条件依赖性强等。

二、地源热泵系统的组成

地源热泵主要由四个部件组成：即压缩机、冷凝器、膨胀器和调节阀，其中压缩机是地源热泵的最主要部件，是热传导的动力源；冷凝器和膨胀器是地源热泵吸热和放热的部件；调节阀是地源热泵的控制部件。地源热泵系统可分为两部分：地下部分和地上部分。

1、地下系统的设计地下系统是地源热泵工作性能的关键，它直接制约着地源热泵系统供热／制冷效率的高低。

2、地上系统的设计

地上系统主要包括地源热泵机房和空调末端系统。由于地源热泵设备体积要小于传统制冷机组，它同时实现采暖功能，因此无需设置供暖设备，大大节省了制冷机房的占地面积和空间。空调末端系统的设计与普通中央空调末端系统没有太大区别，但是需要设计人员注意的是，地源热泵系统夏季、冬季的进出水温度与传统的中央空调主机的进出水温度有较大差异。如与正常进出水温度有偏差时，需向设备厂家进行冷热量的核算与修正，这将对整个系统有很大的影响。

三、地源热泵系统在应用中重点环节控制

1、钻孔施工

（1）钻孔前应勘测现场，做好和其他专业（如土建、给排水、消防、电缆等）的交叉与衔接。根据施工钻孔平面图的孔数、行距和面积，进一步核实现场的施工面积以满足打孔要求；

（2）核实无误后，按施工平面图检查定位放线，排水、泥浆倒运工序，合理安排土方、泥浆池、安全通道及堆土场的位置，保持通道畅通无阻；

（3）钻孔就位，要保证钻机钻杆垂直度，防止垂直偏差将已埋管道损坏。钻井机械定位保证水平度偏差≤1％；保证垂直偏差≤0.5％；

（4）在钻孔的两孔之间挖l400mm×700mm×500mm泥浆池，位置在地埋管挖沟方向两孔之间，用作钻井机在施工中水循环载体，不至于流到其他地方，保证施工现场的整洁；

（5）根据在其他工程的施工经验，可采用正循环回转钻井；

（6）钻孔过程中安排质量检查员随时检查钻孔的位置，确保钻孔位置的正确性，并做好检查记录工作，如发现偏差超过标准要求，应及时纠正重新进行定位；

（7）钻孔完成后，检查钻孔深度和钻孔的质量并做好隐蔽工程记录报建设单位（监理）验收；

（8）钻孔过程中产生的土方和土方开挖的土壤应集中堆放，并用彩条布覆盖；

（9）在钻孔过程中为避免钻孔塌方，在钻孔过程中灌入泥浆对钻孔的井壁进行泥浆凝固护壁，防止塌孔。

2、现场预组装施工

（1）地埋U型管宜在现场预组装，管材预组装前应水平堆放在平整的地面上，不应局部受压使管材变形，堆放高度不宜超过2m；管件贮存应成箱存放在货架上或码堆在平整平面上，地面上码堆高度不宜超过2m。HDPE管运至工地采用彩条布覆盖，严禁长时间太阳下暴晒；

（2）HDPE管连接时应注意热熔管头清洁，管材切割时当管径≤de50时，采用旋转切刀；当管径>de50时，采用手工木工锯；

（3）HDPE管在地面连接完成，试压、合格后方可埋管；井回填后再次试压、合格后方可连接水平干管；水平总管连接完试压、合格后方可回填土。总管连接完后进行系统试压；

（4）HDPE管道的连接可采用热熔连接r热熔承插连接、热熔对焊连接），与金属管道连接应采用法兰连接；

（5）热熔对接：管材外径Φ≥63mm的HDPE管均可采用热熔对接方式连接，该方法经济可靠，其接头在承拉和承压时都比管材本身具有更高强度。热熔连接温度：200-210℃。使用该方法时，设备仅需热熔对接机，步骤如下：①把待连接管材置于焊机夹具上并夹紧；②清洁管材连接端并铣削连接面；③校直两对接件，使其端面错位量不大于管道壁厚的10％；④放入加热板加热；⑤加热完毕，取出加热板；⑥迅速接合两加热面，升压至熔接压力并保压冷却。

（7）HDPE管连接的注意事项：

①管道连接前应对管材、管件及附属设备、阀门、仪表按设计要求进行核对，并在施工现场进行外观检查，符合要求方准使用。连接时应使用同一生产厂家的管材和管件，如确需将不同厂家（品牌）的管材、管件连接则应经试验证明其可靠后方准使用。每次连接完成后，应进行外观质量检验，不符合要求的必须返工；

②施工人员应进行上岗培训；

③每次施工后，管口应临时封堵；

④当室外温度

3、下管施工

钻孔完成后应立即下管，下管前应对U型管进行试压、冲洗。停留时间越长，孔内的积压现象越严重，管子也就越难放。

采用预制导头下井施工法。预制导头直径略小于钻孔直径，大于4根HDPE循环管所占位置的直径（预制导头制作后应进行试压试验）。依靠导头的重量和HDPE管内水的重量下井，这样既保证下管的速度又可保证HDPE管能有效地到达地源井底，同时，还能保护HDPE管材在下井过程中免受井壁尖石的刮伤、损坏。一般采用人工下管，下管时必须多人合作，提起管子时不得在地上拖拉，不应形成不自然的弯曲，更不允许产生角度。

为避免热桥损失，U型管管间距应严格按设计要求，下管时尽量保持同心度并且管与管不要接触太紧，施工时每隔2～4m设置固定支卡将U型管分开，以确保垂直地源换热管的相对位置不变，垂直换热管不会贴在一起。HDPE管下井完成后，须将U型管两个端口密封。

四、结语

综上所述，地源热泵系统已经在中央空调工程中显示出其自身的优势与特点，同时也被国家大力提倡使用。在某些城市，政府提出了大量的鼓励政策，如为采用地源热泵系统的建筑工程项目提供政府性补贴等。由此不难看出，地源热泵工程将在中央空调工程中占有越来越大的市场份额，将会是中央空调工程的一个大的发展趋势。

参考文献：

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[2]刘学来，李永安，张耀鹏.地埋管地源热泵空调系统设计施工中应注意的问题[J].建筑技术，2010（11）.

[3]马勇，路其爽，渠敬敏.浅谈地源热泵技术[J].科技致富向导，2013（9）