土壤源热泵系统施工方案.doc
地源热泵系统专项施工方案
1.地源热泵系统简介
根据地热能交换系统形式的不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。新长沙站地源热泵系统设计为地埋管地源热泵系统,其地埋管埋管形式、数量、分布方式的合理性及地以埋管安装质量直接影响到地源热泵系统的长期运行效果,同时也可能给环境生态带来不可预料的影响。因此,在此特针对新长沙站地源热泵系统就地埋管施工工艺作重点阐述如下。
2.地埋管形式及模拟运行示意图
热泵机组
热泵机组
3.地埋管施工工艺
3.1施工工序
施工准备
施工准备
放线
竖立钻机
接驳水、电
施钻
换热管连接头
通孔
试压
下换热管
试压
3.2施工放线:
根据照施工图纸精确标定换热孔位置,在每口井位置钉40*40mm木桩,以保证打孔位置准确;
3.3竖立钻机
以钻孔点定位塔架底盘,采用水平尺对底盘横向、纵向找平,水平度≤0.5mm/m;
底盘定位后,安装塔架竖杆,利用铅锤和直尺测量塔架的垂直度,保证塔架竖杆垂直;
安装钻机头、钻机提升装置和空压机、高压管等附属装置;
准备好跟管钻进的套管等机具;
按要求挖好泥水池及泥水沟,并使其畅通,排往施工场地外面,确保施工场地的清洁,以利钻机的移位、施工的便利,确保施工的连续性。
对钻机及附属装置接电、接气管,对每台设备进行点试,确定转向。
3.4钻孔
开钻前先确定钻机转向无误,并重新校核塔架底盘,竖杆的水平和垂直度;
施钻速度以12-18米/小时为宜,施钻过程中密切注意钻机及附属设备的运行情况,发现异常及时处理,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,做好施钻记录;
施钻过程中钻机长和操作手要定时对钻机及附属设备进行巡回检查,及时做好维护和保养工作;
当钻孔到设计深度后,要反复进行通孔,为下换热管创造顺利条件;
为稳定钻孔壁,在循环钻井液中加入膨润土进行护壁。
3.5试压
●水压试验压力:当工作压力小于等于1.0Mpa时,应为工作压力的数1.5倍,且不应小于0.6Mpa;当工作压力大于1.0Mpa时,应为工作压力加0.5Mpa;
●地埋管换热器插入钻孔前,须做第一次水压试验。在试验压力下,稳压至少15min,稳压后压力降不大于3℅,且无泄漏现象;将其密封后在有压状态下插入钻孔,在有压状态下插入钻孔,完成灌浆之后保压1h。(水平地埋管换热器安装该步的试压步骤相同)
●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;
●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;
●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,稳压后压力降至少不应大于3℅;
●水压试验宜采用手动泵缓慢升压,升压过程中应随时观察与检查,不得有渗漏;不得用气压试验代替水压试验。
4.地源热泵系统施工的技术保障
4.1高素质的专业施工队伍
●拥有该专业的高级工程师3人,工程师12人,高级技工8人;
●具备一大批过得硬的技术工人,他们在施工中积累了丰富的施工经验。
4.2高性能的进口钻井设备:
●土壤热泵系统的专用钻机,打孔孔径可达200mm,可在打孔后直接将预制好的单U或双U
4.3U型管埋管技术:
●U型埋管技术其结构形式参照下图所示,U型管件与垂直管道电熔连接,其接口强度甚至大于管材本身的强度,确保地下埋管为一个整体,解决了渗水隐患和采用金属管件连接存在腐蚀隐患而影响使用寿命的问题。
U型管构造连接好的U型盘管
4.4地下换热器回填技术:
●专用回填料(按地质特征进行配方):回填料的热工性能好坏直接影响到地下换热器周围温度场的分布和局部换热量的大小。因此依据地质情况,选择不同配方的回填料,是保证土壤源热泵系统成功应用的重要一环。(见下图)
●反浆回填:回填料灌料时,若人工从上边回填,会因压力不够,井内空气排不出来造成填料与井壁及换热器之间空隙较多,严重影响传热效果。因此须采用从地下反浆回填的方法,解决此问题。回填泵采用进口的高压力柱活塞泵,由孔底部位注入填料向上反填,逐步排除空气,确保无回填空隙,保证了传热效果。