地源热泵的地下换热器施工方案

一、工程概况
本工程位于陕西省西安市,拟采用地源热泵中央空调系统工程，冬季供暖，夏季制冷。
二、室外换热系统方案介绍
 室外换热系统：
本工程室外系统为桩基埋管＋垂直钻孔混合式地埋管换热系统，室外换热系统均分为5个单元，每单元桩基154个，桩深35米，钻孔20个，孔深50米，孔间距孔4米，孔径180mm，孔内埋设垂直单U型管（PE100 SDR11 De32）换热器，水平集管做并联同程连接，水平集管连接至集分水器，在集分水管末端设置循环泵，与室内地源热泵机组的换热器形成一个闭式循环系统，通过系统中的循环水与地下的岩土体进行换热，将能量在空调室内和地下的岩土体之间进行转换，实现建筑物夏季制冷，冬季供暖的目的。
 桩埋管换热器的优点及注意事项
优点：1）、避免受后期扩建工程施工时对地下换热器的不利影响，更稳定安全；
2）、换热管安装在建筑物桩基内，桩基用混凝土浇实后换热管与桩基混凝土融为一体，由换热管与周围土壤的热交换变为桩基混凝土浇筑体与土壤热交换，扩大了换热管与周围土壤的热交换面积（混凝土的换热性能优于土壤的换热性能），也增强热交换效率；
3）、因换热器插管与建筑桩基同时进行，具有工期优势；并且施工的先期性也使得换热器的安装不需要避让给排水、电缆等，因此设计更简单，施工更便利，缩短总工期；
注意事项：1）、因交叉作业多，需要跟土建方密切配合；
2）、安装过程中需要做好对换热管的保护，以免受给排水、电缆等施工时对换热管的破坏。
不过，只要业主和土建方对换热器施工配合，换热器的安装一般不会影响土建的施工。而且，在地下室安装换热器比在地上安装时受给排水、电缆等施工的破坏的风险要小得多。
三、 地源热泵室外换热系统施工工艺
桩埋管施工工艺
1． 桩埋管属于垂直地埋管换热器的一种，早在80年代起就开始在国外得到广泛利用，比如工厂、体育馆、展览大厅、办公楼、学校、宾馆、博物馆和住宅楼等。它通过在建筑物钢筋混凝土灌注桩中埋设各种形状的管状换热器装置进行承载、挡土支护、地基加固的同时，可以进行浅层低温地热能转换，起到桩基和地源热泵预成孔直接埋设管状换热器的双重作用。这样也就省却钻孔工序，节约施工费用，更能有效的利用建筑物底板下的面积。这种技术的推广将为绿地面积小、容积率高的建筑物提供新的应用空间，必将成为垂直埋管方式新的应用典范。
2． 在混凝土灌注桩内敷设换热管的桩基可以现场浇筑。在混凝土浇筑前，在钢筋笼内沿绑扎U型管状换热器，随沉桩至土(岩)层中。预制钢筋混凝土桩内的管状换热器与地表管路连接，换热器管路内充填交换流体，通过管状换热器系统中的交换流体与钢筋笼、桩身混凝土、桩周进行热交换，形成封闭式地源热泵的地下低温地热能交换器。
3． 换热管的绑扎及安装
 PE换热管顶端安装球阀和压力表，施工过程中PE换热管需要加压并将顶部密封保护，以防止混凝土灌浆料进入PE管，也避免在混凝土重力作用下PE管被压变形。
 在整个过程中要保证换热管之间保持合适的间距，并且换热管与钢筋笼之间绑扎牢固，以防止运输过程中或混凝土浇筑过程中换热管脱落。
 在PE换热管的顶端接出口处安装保护套管并接出钢筋笼，以防止安装灌注桩时对换热管的破坏，同时确保回灌水泥浆料时换热管接头不受水泥浆料的污染，这样才能保证换热管方便连接到水平集管上（如图3）。