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地源热泵地埋管施工质量控制
地源热泵系统概念、原理与术语
技术原理及技术特点
地源热泵系统是采取浅层地热能，应用于建筑空调、采暖、生活热水的一种可再生能源利用形式。
版权为 &地源热泵系统具有绿色环保、高效节能、使用寿命长等特点。&
版权为 系统运行模式&
冬季：向岩土层吸取热能，经热泵主机提高品位后为建筑物供暖。&
版权为 夏季：将室内热量释放至岩土层中，提取岩土层冷量用于建筑制冷；
夏季向岩土层排热、冬季向岩土层取热，实现循环利用。& 暖通空调在线
版权为 按地源形式分类&
Ehvacr 1、地下水热泵系统（地下水源热泵系统）
（Ground&water&heat&pumpssystem）&
nuantongkongtiaozaixian 2、地表水热泵系统（地表水源热泵系统）
（Surface-water&heat&pumpssystem）
暖通在线 &3、地埋管热泵系统（土壤源热泵系统）
（Ground-coupled&heat&pumpssystem）
地埋管热泵系统是通过地埋管换热器与大地岩土层交换热量的一种热泵系统；
地埋管换热器，是用特定材料的管道，经加工制作，埋设于一定深度的浅层岩土层中，与岩土层实现耦合换热，抽取浅层地热能作为热泵低位热源的换热器装置。
地埋管热泵系统的组成
室内系统：风机盘管、空气处理机组、地板采暖、辐射等；
机房系统：涡旋机组、螺杆机组、离心式机组。
室外系统：地埋管。
地埋管换热器的分类
水平埋管系统
水平系统的实现方式包括：多U形弯管并联式、单U形弯管环绕式、盘管并联式。
暖通-空调-在线 &地埋管系统术语解释&
1、传热介质：地源热泵系统中，通过换热管与岩土体、地下水或地表水进行热交换的一种液体。一般为水或添加防冻液的水溶液。&
Ehvacr 2、地埋管换热系统：传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统，又称土壤热交换系统。
Ehvacr 3、竖直地埋管换热器：埋置在竖直管孔内的地埋管换热器，又称竖直土壤热交换器。&
暖通空调zaixian 4、水平地埋管换热器：埋置在水平管沟内的地埋管换热器，又称水平土壤热交换器。
版权为 5、管孔：用于安置地埋管换热器的地下垂直孔洞，能安放一组或多组地埋管换热器。
Ehvacr 6、回填材料：地埋管换热器下管以后用于填充管沟或管孔的材料，竖直地埋管换热器回填材料一般为膨润土和细砂（或水泥）的混合浆或其他具有良好导热性能的灌浆材料；水平地埋管换热器回填材料一般采用中、细砂及土壤。&
7、U形管：竖直地埋管换热器中的供回水管，由贯穿管孔的直管与U形件熔接而成。地埋管换热器可以由单个或多个U形管串联或并联而成。&
版权为 8、干式钻孔：用无油空气压缩机或吹风机去除孔洞中灰尘的钻孔方法。&
nuantongkongtiaozaixian 9、湿式钻孔：用干净的水冲洗孔洞，去除钻孔中泥浆的残渣，去除施工表面积水，尽量让孔洞完全干燥，湿式钻孔一般是钻头旋转钻孔方法。&
nuantongkongtiaozaixian 10、裸孔钻孔：指地质分层较为简单，如全土层或全岩石等，局部孔段没有裂层，钻机钻孔过程中不需要设置套管的钻孔方法。&
暖通在线 11、潜孔锤钻孔：用镶齿钻头，通过汽动或液动冲击器破碎孔底岩石的钻孔方法，分为正循环钻孔法和反循环钻孔法。&
暖通空调zaixian 12、热熔连接：用专用加热工具加热连接部位，使其熔融后，施压连接成一体的连接方法。热熔连接方式包括热熔对接连接和热熔承插连接等。&
暖通空调zaixian 13、热熔对接连接：将待接聚乙烯管段界面，利用加热板加热熔融后相互融合，经冷却固定而连接成一体的连接方法。&
Ehvacr 14、热熔承插连接：管材插口外表面和管件承口内表面使用热熔承插式加热工具加热熔融后连接成一体的连接方法。&
15、电熔连接：管材或管件的连接部位插入内埋电阻丝的专用电熔管件内，通电加热，使连接部位熔融，连接成一体的连接方法。& 暖通空调在线 16、监测孔：用来长期监测地下岩土层温度，便于观察地埋管地源热泵系统长期运行对岩土层温度影响的管孔。&
nuantongkongtiaozaixian
地埋管系统安装
暖通空调在线 地埋管换热系统施工是土壤源地源热泵施工重点，也是难点，其主要包括钻孔、下管、试压、回填、室外管件连接五个步骤。地埋管换热系统一般是布置在基础底板下，一旦施工完成将成为永久设施，并且无法维修，因此先进的施工技术、规范的施工流程、严格的质量控制显得尤为重要。
暖通-空调-在线 &考虑到地下室基层的原土稳定性，地埋管施工一般在基坑土方挖到一定深度时朝进场施工，施工完成后再将土方挖至设计深度，故地埋管的成品保护工作亦相当重要。&
暖通百科 安装前的准备工作
应具备工程勘察资料、设计文件、施工图纸；
完成施工组织设计或施工方案的审批；
了解埋管场地已有的地下管线、地下构筑物的功能及准确位置；
清理地面，平整场地，设置钻孔泥浆收集池及输送管沟；
施工机具检查、材料（PE管及管件）进场验收，回填料准备。&
暖通-空调-在线 垂直地埋管换热器的安装步骤&
暖通-空调-在线 1.钻井：按平面图钻凿每个竖井，并立即把预备好的U型管安装到竖井中，用导管从底部向顶部灌浆回填；&
2.地沟开挖：沿垂直竖井边缘开挖地沟；
Ehvacr 3.将U型管连接到循环集管，试压、回填；&
暖通在线 4.连接循环集管至集分水器或引至泵房内；&
Ehvacr 5.系统试压、回填；&
nuantongkongtiaozaixian 6.作出标记，标明管线定位点。&
暖通百科 地埋管系统安装质量控制重点
版权为 1）钻孔过程中如发现钻具回转阻力增大，负荷增大，泥浆泵压力不足等异常现象时，应立即停止钻进，检查原因及时处理。&
2）钻孔偏斜是钻井过程中不可避免的问题，为了最大限度的保证钻孔的垂直度，要求垂直钻孔深度50m内，测斜不应少于1次。当检测出钻孔发生偏斜时，应及时调整钻杆或钻机，避免钻孔偏斜过大。&
版权为 3）施钻过程中应密切注意钻机及附属设备的运行情况，发现异常应及时处理，防止拉断钻杆和接头丝扣、跌落钻头等现象发生，并时刻注意地层地质变化，做好应对措施，对于不同的地层地质应采用不同的钻头。&
Ehvacr 4）当钻孔达到要求深度后，应对孔反复进行通孔，为顺利下管创造条件，同时要求监理、工程主管人员查验钻孔深度和孔径，在下管程序没有准备好以前不能过早提起钻杆，并且必须保证泥浆循环，以防止井下塌方。&
暖通-空调-在线 5）钻孔过程中，应认真填写钻井记录表，记录启停钻的时间、钻进尺度，以及在钻孔过程中出现的其它问题。&
nuantongkongtiaozaixian 1）竖直地埋管换热器的U形弯管接头，应选用定型的U形弯头成品件，不得采用直管道偎制弯头。&
Ehvacr 2）U型的接头采用电熔连接，每个U型接头熔接成功后，应进行清洗再进行打压试验，打压1.6Mpa观测1h以上，不泄漏为合格。&
3）竖直地埋管的长度应大于孔深的长度+基坑土方的深度，预留1-2米便于与水平连管连接，换热管在井孔内除与U型弯管接头连接处以外，不应有接头。&
Ehvacr 4）安装管卡：为保证换热效果，防止U型供回水支管间发生热回流现象，换热支管之间需保持距离，同时便于下管，采用定位管卡或弹簧卡将U型换热管进行分离定位，分离定位管卡的间距宜为1.5米，管卡现场组装，安装应牢固。&
暖通在线 5）对换热管按设计要求进行水压试验，若设计无具体要求则必须按照规范要求进行。在试验压力下，稳压至少15min，压力降不超过3%，且无渗漏现象，即为合格。水压试验结束后，将换热管继续保持有压状态，等待进行下道工序。&
版权为 下管&
1）下管一定要在通孔完成后立即进行，防止由于长时间歇停造成孔内塌方，给下管造成不必要的困难。&
暖通空调zaixian 2）钻孔完毕后孔洞内有大量积水，由于水的浮力影响，将对放管造成一定的困难；而且由于水中含有大量的泥砂，泥砂沉积会减少洞孔的有效深度。每钻完一孔，应及时把U形管放人，并采取防止上浮的固定措施。&
暖通-空调-在线 3）下管时，必须在换热管保持一定的压力的情况下进行，一般情况下保持0.5~0.6MPa。采用下管器下管，速度要均匀，防止下管过程中损坏管道，如果遇有障碍和不顺畅现象，应及时查明原因，待做好处理后才能继续下管。&
暖通在线 4）下管过程中应注意管口压力表的指针读数，发现泄压应停止下管，查明泄压原因，如孔内管破损，应换管；同时应注意下管深度，确保其深度符合设计要求。&
暖通-空调-在线 5）换热管下到位后，提起下管器，提杆过程中应防止换热器上浮，如发现上浮立即采取措施，必须确保换热管的下管深度。&
nuantongkongtiaozaixian 管井回填&
nuantongkongtiaozaixian 1）地埋管换热系统应根据地质特征确定回填料配方，回填料的导热系数不应低于钻孔外或沟槽外岩土体的导热系数。 暖通空调在线 &2）竖直地埋管换热器灌浆回填料宜采用膨润土和细砂(或水泥)的混合浆或专用灌浆材料。当地埋管换热器设在密实或坚硬的岩土体中时，宜采用水泥基料灌浆回填。钻孔时取出的泥砂浆凝固后如收缩率很小，也可用作灌浆材料。&
3）U型管安装完毕后，立即灌浆回填封孔，隔离含水层。灌浆即使用泥浆泵通过灌浆管将混合浆灌入管井中。&
暖通在线 4）在回填之前应确认管井内管道压力无变化（泄压），方可进行回填。
nuantongkongtiaozaixian &5）泥浆泵的泵压足以使孔底的泥浆上返至地表，当上返泥浆密度与灌注材料的密度相等时认为灌浆过程结束。&
暖通百科 6）灌浆时应保证灌浆的连续性，应根据机械灌浆的速度将灌浆管逐渐抽出，使灌浆液自下而上灌注封孔，确保钻孔灌浆密实、无空腔、否则会降低传热效果，影响工程质量。&
Ehvacr 7）原浆回填后期一般都需要人工回填配合完成。
水平支、干管连接
水平支、干管连接施工工艺主要包括:室外管道土方开挖、室外管道连接、回填等工序，主要施工
暖通百科 工艺流程
（1）管沟开挖
1）在进行管沟开挖前，应首先根据地下换热器管沟开挖图进行管沟的定位放线。&
nuantongkongtiaozaixian 2）管沟开挖的深度应根据设计要求进行。&
暖通-空调-在线 3）管沟开挖由于土方量较大，如果条件允许一般采用机械挖土配合人工清理的方式。
Ehvacr &4）在含水地层或软土、不稳定地层内开挖沟槽时，要进行施工排水、设置沟槽支撑等措施。
暖通百科 &5）开挖沟槽时要严格控制槽底标高和防止扰动槽底原状土，防止超挖，超挖部分要用细沙回填密实。槽底有石块等坚硬物体时，要在清除后用细沙回填进行处理。
暖通在线 &6）机械开挖时要留10cm~20cm的土层采用人工清理，保证底部平整。&
版权为 （2）管道连接 1）在进行水平管道安装前，必须对所有地埋管换热器按照设计或规范要求进行第二次水压试验，试验合格后，方可进行水平管的连接。&
2）管道预制：水平连接管应根据设计图纸尺寸，首先进行管道放样预制。断管必须采用专用工具，防止出现管头不齐、飞刺等现象。各种规格管道预制好后分类、编码，排放整齐。
&3）干管安装：将预制好的管道运到管沟，按事先编码顺序摆放。管道连接方式按管径大小分为热熔连接和电熔连接，干管一般全部热熔连接。 暖通空调在线 &4）支管连接：每根干管连接好后，开始连接支管。支管可采用电熔或热熔连接，将换热孔分支管引到干管三通处，按顺序逐个连接。孔内管道和干管之间尽量保证直接相接，不采用弯头，以减少阻力和漏点。&
Ehvacr 5）在管道运输过程中注意端口的保护，防止沙土进入管内。连接时注意供、回水管分开施工，防止发生混接；在管道连接时，首先将管头内外擦拭干净，确保管道连接的严密性，防止杂物进入管内。
nuantongkongtiaozaixian &6）在管道连接的过程中，若中途停止连接，应将管口进行密封。&
暖通百科 （3）管沟回填
版权为 &1）首先必须按照设计或规范要求调整水平管的间距、平整度。&
暖通空调zaixian 2）施工时水平管下垫沙层150mm，连接完毕后管上回填250mm厚沙层，淋湿夯实，再上部用原土回填并进行夯实。
版权为 &3）每步回填土不超过30cm厚，分层振捣密实后再填下一层。&
版权为 4）回填时保证回填均匀且回填料与管道紧密接触回填应在管道两侧同步进行，同一沟槽中有双排或多排管道时，管道之间的回填压实应与管道和槽壁之间的对称进行。
5）管腋间采用人工回填，确保塞严捣实。分层管道回填时应重点做好每一管道层上方15cm范围内的回填。管道两侧和管顶以上50cm范围内应采用轻夯实，严禁压实机具直接作用在管道上，使管道受损影响工程质量。&
（4）检查井砌筑&
nuantongkongtiaozaixian 对于较大系统，当室外埋管采用分区时，经常会在室外设置检查井，检查井的做法应按照标准图集进行。&
暖通在线 （5）压力试验&
Ehvacr 在地下换热器安装过程中，总共需要进行四次水压试验。试验中将管路密封，用手动泵缓慢升至试验压力，并随时观察与检验，在规定时间内不应有渗漏。工作压力小于等于1.0MPa的管路，试验压力应为工作压力的1.5倍，但不应小于0.6MPa；工作压力大于1.0MPa的管路，试验压力应比工作压力大0.5MPa。
Ehvacr &1）水压试验步骤：
①竖直地埋管换热器插入钻孔前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完成灌浆之后保压1小时。水平地埋管换热器放入沟槽前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象。
②竖直或水平地埋管换热器与环路集管装配完成后，&&回填前应进行第二次水压试验。在试验压力下，稳压至少30min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象。
③环路集管与机房分集水器连接完成后，回填前应进行第三次水压试验。在试验压力下，稳压至少2h，且无泄漏现象。
④地埋管换热系统全部安装完毕，且冲洗、排气及回填完成后，应进行第四次水压试验。在试验压力下，稳压至少12h，稳压后压力降不应大于3%。&
暖通-空调-在线 2）水压试验宜缓慢升压，升压过程中应随时观察与检查，不得有渗漏；不得以气压试验代替水压试验。&
（6）阀门部件安装
1）阀门安装应按照《通风与空调施工质量验收规范》GB执行。
&2）阀门安装前，应做耐压强度试验，试验应以每批（同牌号、同规格、同型号）数量中抽查10%，且不少于1个，如有漏、裂不合格的应再查20%，仍有不合格的则须逐个试验；对于安装在主干管上起切断作用的闭路阀门，应逐个做强度和严密性试验，强度试验压力为阀门公称压力的1.5倍，严密性试验压力为阀门公称压力的1.1倍。&
暖通在线 3）阀门安装时和管道保持平齐，注意朝向，防止装反。如右图所示。&
4）安装完毕，及时做好保护，防止损坏。
地埋管施工过程质量控制重点
nuantongkongtiaozaixian
&地埋管施工过程质量控制重点
暖通在线 &1）钻机操作过程中应注意钻机的水平度（可用水平尺检测）及钻杆的垂直度（吊线锤检测）；&
暖通百科 2）检查钻孔深度及钻孔直径，应满足设计要求；每组垂直PE管除预留长度外，其余均应埋设在钻孔井中（在每组U型管的预留长度处作明显标记）；如果孔底为基岩，则应加深1&～1.5m，便于钻孔产生的岩石沉淀，确保下管长度；&
3）U型管组对及PE管连接时，应注意管口的清洁，熔焊的质量（管口无杂质、熔焊牢固无气孔）；U型管必须使用管卡保证管间距离及传热效果。&
暖通空调zaixian 4）每组U型管下管前必须做压力试验，必须带压下管，下管过程中应注意压力表的指针有否下降；发现泄压后必须重新试压，必须确保垂直地埋管完好无损；
Ehvacr &5）为防止地埋管U型头部位在机械下管过程中受到损伤，应在靠近U型头部位连续安装5只管卡，用于钻杆顶入地埋管时即不损害PE管，也可避免U型头直接受力；
nuantongkongtiaozaixian &6）采用钻杆辅助下管，不得用力压制钻杆下管；如遇下管困难，必须提管后再清孔（或扩孔）；
暖通-空调-在线 &7）垂直地埋管的回填质量直接关系到地源热泵投入使用后的效果，必须高度重视；采用注浆回填（注浆管从管孔井底部开始，逐渐至顶部）为好，但费用较高；砂石土质也可采用原浆回填；回填应多次检查，多次补填；
暖通在线 &8）采用原浆回填，应用泥浆泵通过灌浆管（灌浆管通过管卡中间孔洞与垂直地埋管同时插入孔中至孔底），从孔底逐渐灌至孔口（灌浆管随灌随抽，直至抽出孔外）；原浆必须是钻孔产生的且存放于泥浆池中的原浆，严禁使用现场的混合泥浆（泥浆随意排放的混合泥浆）；当上返泥浆密度与灌浆密度一致时，灌浆完成；
暖通-空调-在线 &9）如采用人工回填原浆，必须多次回填，每次回填时应随时轻微摇动孔内PE管，确保原浆沉入底部；当原浆回填至孔口位置时，应清除孔口周围的积水或泥浆，为其干燥收缩创造条件，并应补灌封孔；&
10）当孔内地下水较多时，原浆回填料应掺入膨润土或粗砂，经多次回填到位后，孔口用水泥混合浆封口，防止孔中大量的地下水上冒影响底板结构安全。
&11）垂直地埋管敷设完毕，应在管口套上一段PVC保护管，使之标记明显；
暖通-空调-在线 &12）基坑最后一层土方挖掘时，每台挖掘机应派专人监护，确保垂直地埋管不被损伤；每台挖掘机配置二根16#槽钢，每根长0.8m左右，用于挖掘机移动时保护垂直地埋管。
暖通百科 &13）水平管沟成型后，沟底应保证平整，无较大石块，沟底应铺填细砂，水平管敷设完后，其上应忆再铺设细砂，然后回填原土并夯实； 暖通空调在线 &14）地埋管施工全过程中，试压工作特别重要，应特别关注；
Ehvacr &15）地埋管施工是一次的，后续损坏无法修补，故必须注重施工全过程的质量管制。
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垂直地埋管地源热泵系统安装工程中常见问题分析
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