地源热泵主要是与地下土壤进行热交换，而不是与室外空气进行热交换。在夏季，在为室内提供冷气的同时，其废热不再是排入空气中，而是储存于地下，以此提高冬季供暖的效率；在冬季，室内供暖的大部分能量来自于地下，利用地下土壤的温度来为室内提供免费的热能。一般来讲，冬季每千瓦的电力能为室内带来4—5千瓦热量，而土壤温度的降低又为下一季节的空调带来冷源。

地源热泵系统竖埋管的施工包括前期准备、工程钻孔、放管、灌浆、水平横管连接、试压、清洗等内容。具体工程施工工艺如下：

一、前期准备

1.了解并确定土壤地质条件，确认现场总包单位提供的水、电源等确切位置，便于钻井工作顺利进行。

2.确定该施工区域地下综合管线分布及设置情况，与业主、监理等单位确认，并办好相关手续。

3.平整土地，根据地埋管施工图，用白灰标示具体钻孔位置、水平横沟走向、总管坑槽等位置，业主、监理确认后方可施工。

地埋管换热器是地源热泵空调系统与大地进行冷热交换的装置，是地源热泵空调系统的能否成功运行的关键。目前国内垂直地埋管换热器使用最多的形式是单U形管，双U形管,简单套管式。地埋管换热器系统安装主要分为：垂直埋管换热器施工工艺和水平管施工工艺两种方式：

1、垂直埋管换热器施工工艺：

1 施工工艺简介

地埋管换热器施工安装主要包括钻孔、试压、下管、回填等工序。

2 施工准备

1）根据换热孔的设计情况，以及项目的实际情况，在进行换热孔施工前应对施工现场和环境进行实地踏勘，以便合理配备施工设备和人员。

2）施工场地用水、用电和材料堆放地、仓库及其它临时设施等均能满足正常施工需要。

3）施工用材料已经过外观质量检查，管材、管件配套齐全，并经连接检查合格。供热信息网了解到施工机具、施工力量能保证正常施工。

4）施工图纸及其它有关技术文件齐备，施工前必须熟悉施工现场及施工图纸，对施工人员进行有针对性的施工技术、安全交底。

3 定位放线

1）平整地面后即可对钻井孔位进行定位放线，首先应在地埋管系统井位图上对钻孔的纵横向逐一进行排列编号。

2）按照施工图纸，结合甲方给定的定位坐标点或者参照现场建筑基准点，对钻孔位置进行测量放线。

3）定位放线完成后，现场应确定2～3个永久定位标志。

4 竖立钻机

1）在竖立钻机之前应在已确定的打孔位置进行探沟的开挖，开挖深度根据现场已有管线的埋设深度，一般开挖深度为1.5m—2m。

2）根据就近施工且钻机间不相互干扰、减少设备远距离调动、就近利用泥浆坑的原则布置钻机。

5 钻孔

1）正循环回转钻井工艺

在钻机驱动钻具回转钻井的同时，利用泵将泥浆、水或空气从钻杆中心孔中压入孔底，冲洗孔底。泥浆、水或空气携带切屑沿钻杆与孔壁之间的外环状空间上升，从孔口流向沉淀池，形成正循环回转钻井。

2）钻井设备就位后，由质检员核查钻孔位置，钻机水平度、钻头直径、竖杆垂直度，确认无误后开钻。（注意：开钻前必须根据设计钻孔的深度确认钻杆的数量）

3）钻进过程中，记录员应认真填写钻进记录表，记录启停钻的时间、钻进尺度，以及在钻进过程中出现的其它问题。

4）钻孔偏斜是钻井过程中不可避免的问题，但是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。

5）当钻孔达到要求深度后，应对钻孔反复进行通孔，为下换热管创造顺利条件，同时报质检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。

6 下管准备

1）在钻井的同时做下管的准备工作

PE管运到现场卸车前，首先由质检员查验管材合格证、规格型号，并抽检管径大小、壁厚及外观检查。

2）地埋管及管件存放时，不得在阳光下曝晒。搬运和运输时，应小心轻放，不得抛摔和沿地拖拽。

3）下换热管之前必须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，稳压后压力降不超过3%，且无渗漏现象，即为合格。暖通南社

4）为保证换热效果，防止供回水支管间发生热回流现象，换热支管之间需保持距离，下管前采用分离定位管卡或弹簧卡将换热管进行分离定位，分离定位管卡的间距宜为2-4米，管卡现场组装，安装一定要牢固，经现场质检员检查无误后，方可进行下一步工序。

7 下换热管

1）在通孔完成后立即下管，防止长时间歇停造成孔内局部的堵塞或孔底泥浆沉淀导致下管的困难。

2）下管时，换热管内必须充满水并保持一定的压力，一般情况下保持0.5—0.6MPa的压力，必须保证PE管不会扭曲、变形。

3）供热信息网了解到，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。

4）换热管下到位后地面上必须保留1.5m左右的换热管，将换热管进行固定，防止其下滑或上浮。然后提起下管器，提杆过程中应防止换热管上浮，如发现上浮必须立即采取措施，必须确保换热管下设计深度。

8 回填

1）回填的方式一般有三种：反浆回填、人工回填、原浆回填。

在回填过程中换热管须保持一定的压力并时刻注意压力的变化，一旦发现压力出现异常立即停止，查明原因并及时进行处理后继续。

2）反浆回填：采用进口高压力的柱活塞泵，由钻孔底部注入填料向上反填，逐步排除空气，确保无回填空隙，保证了换热效果，但此种回填方式费用较高，并且容易造成管材的浪费。

3）人工回填：用人工将回填料由钻孔四周缓慢填入钻孔内，回填的同时间断性地向孔内注水，尽可能的确保孔内填料密实，但是由于钻孔内存在大量空气以及泥浆很难确保回填密实，一般需要第一次填完后还应进行多次补充。

4）原浆回填：在完成一个成孔后，进行下一个钻孔时，让循环泥浆流经上一个已下管的成孔内，泥浆循环过程中的沉淀物会沉淀在成孔内，表层不能填满部分采用回填料填密实，此种回填方式目前较为常用。

2、水平管连接施工工艺：

1 施工工艺简介

水平管连接施工工艺主要包括:室外管沟土方开挖、水平管道连接、回填等工序。

2 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。

2）开挖前，必须对开挖区域内埋设的市政管网、通讯电缆等管线进行准确标注，防止开挖时发生事故，造成不必要的经济损失。

3）管沟开挖的深度应符合设计要求，当设计无要求时管沟开挖的深度一般应保证水平埋管的深度在冻土层以下0.6m，且距地面不小于1.5m。

3 基底处理

机械开挖时要沟底预留10cm—20cm的土层采用人工清理，以保证底部的平整。清理完成后沟槽底部应进行人工夯实并铺设不少于管径厚度的细沙或100～150mm的细砂或细粘土垫层。

4 管道连接

1）连接前准备.在进行水平管道安装前，若可能需对所有地埋管换热器按照设计或规范要求进行水压试验，试验合格后，方可进行水平管的连接。铺设管道前必须检验管沟的宽度、深度和坡度是否符合设计要求。沟槽底部垫层（100～150mm厚细砂垫层）是否已按设计和施工要求铺设。

2）干管铺设.管道的铺设位置必须与设计相符，将相应的PE管移入管沟；铺设管道时，不得损伤管材，表面不得有明显划痕。三通甩口要求垂直于相应井位支管，偏差不得大于15度。

3）干管连接.进行干管连接时，必须对应设计图纸再次核对所连接的管道尺寸；对敷设、连接间隔时间较长或每次工程收工时，管口部位应进行封闭保护，防止泥土、砂子等杂物进入管道内。

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。

5 压力试验

垂直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%，且无渗露现象。试压合格后继续将系统密封、保压。

6 阀门安装

阀门到场后，必须经压力试验合格后方可进行安装，试验压力应为公称压力的1.5倍。阀门安装时和管道保持平齐，注意朝向，防止装反。安装完毕，及时做好保护，防止损坏。

7 管沟回填

水平地埋管施工全部完毕并经监理检验合格，填写隐蔽工程检验记录，并确认地埋管无渗漏后，方可回填管沟。回填之前应进行第三次水压试验，在试验压力下，稳压至少2小时，稳压后压力降不超过3%，且无渗漏现象，即为合格。还必须按照设计或规范要求调整水平管的间距、平整度。

8 检查井砌筑

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设计或标准图集进行。

9 地下换热器系统冲洗、试压及其他后续工作。

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知识点：地源热泵供热采暖工程施工工艺流程全面解读

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