档案馆建筑绿色技术系列介绍(六)——地源热泵安装施工

发布时间:2024-01-16 16:04:23被阅览数:191 次信息来源:《中国档案》

  文/米士刚

  档案馆采用的地源热泵技术(本文专指地埋管地源热泵技术)是指热泵技术与浅层地热能相结合,以实现档案馆建筑空调系统冷热源的一种高效节能的技术手段,但由于其系统较为复杂,所以对前期设计及施工过程都有一定的技术标准和要求以确保系统的节能性能和运行的稳定性,安装流程可参照下面几个步骤。

  第一,准备工作。首先,在系统施工前应进行工程勘察。勘察内容包括对周边地下管线情况进行勘查,务必保证场地具备现场施工条件,避免损坏其他管线。如无法避免,应提前向有关部门申请。对地质状况进行勘查,了解地质结构、地下径流情况等。其次,工程开始前要对埋管场地应进行地面清理,铲除杂草、杂物,平整场地。最后,应对现场的地埋管及管件逐件检查,破损和不合格产品严禁使用;地埋管运抵现场后应用空气试压进行检漏试验。存放时不得在阳光下曝晒。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。

  第二,地埋管连接要求。地埋管在彼此连接的时候应采用热熔或电熔连接的方式。地埋管末端的换热器的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,防止出现管壁厚度变薄降低管件承受内压的能力,影响其使用性能。同时还要做好换热器的U形管开口端部应及时完封,防止杂物进入到管径中造成堵塞。

  第三,地埋管施工流程:

  (1)钻孔。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,孔径的大小略大于U型管与灌浆管组件的尺寸为宜,一般要求钻机的钻头直径根据需要在100~150毫米之间,钻进深度可达到40~150米,钻孔总长度由档案馆建筑的供热面积大小、负荷的性质以及地层及回填材料的导热性能决定,对于大中型的工程应通过仔细的设计计算确定,地层的导热性能最好通过当地的实测得到。钻孔施工时,要注意不得损坏原有地下管线和地下构筑物。

  (2)下管。下管方法有人工下管和机械下管两种,下管前应将U型管与灌浆管捆绑在一起,在钻孔完毕后立即进行下管施工。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。为此,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。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。

  (3)回填封井。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,钻孔过程中产生的泥浆沉淀物也是一种可选择的回填材料。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。

  (4)水平管施工。水平管施工前,应掌握场地周边的工程地质和水文地质资料、气象资料、地下其他管线情况以及临时水电情况等。水平管施工时应注意做到:一是水平管沟槽深度应大于当地冻土层厚度;二是沟槽开挖必须在定位放线后进行;三是开挖完成后,应对管道标高定位,并符合有关规定;四是管道安装应严格按照厂家操作指南要求,可以由厂家提供专业连接设备;五是水平管接管前,沟槽内先铺10厘米沙,并确保管底无尖锐物,水平管连接完成后,再次铺沙,要超过管顶10厘米以上。

  作者单位:国家档案局科研所

  责任编辑:周拯民