地源热泵系统地下换热器施工与安装

地源热泵系统地下换热器施工与安装地源热泵研究所地源热泵研究所a 单 U型埋管 b 双 U型埋管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。地埋管换热器安装主要包括 钻孔、试压、下管、回填、水平管连接 等工序 ；单 U型换热器双 U型换热器地埋管换热器安装主要施工工艺流程如下：管沟开挖基底清理管道连接土方回填阀部件安装检查井砌筑压力试验井内埋管部分水平管连接部分阿特拉斯硬岩钻机英格索兰空压机阿特拉斯 TH-10型钻机德国宝峨钻机钻孔设备：国外某工程使用的全自动遥控钻孔设备中国某工程钻孔现场介绍内容一一井内埋管换热器施工工艺井内埋管换热器施工工艺二二水平支、干管连接施工工艺水平支、干管连接施工工艺一 垂直埋管换热器施工工艺施工工艺简介（井内部分）井内部分）地埋管换热器安装主要包括钻孔、试压、下地埋管换热器安装主要包括钻孔、试压、下管、回填等工序；管、回填等工序；钻钻孔孔试试压压回填回填下管下管一 垂直埋管换热器施工工艺井内部分地埋管换热器安装主要施工工艺井内部分地埋管换热器安装主要施工工艺流程如下：流程如下：一 垂直埋管换热器施工工艺1、施工准备、施工准备根据换热孔的设计情况，以及项目的实际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境进行实地踏勘，以便合理配备施工设备和人员。员。勘测现场施工条件，钻机、管材等设备和勘测现场施工条件，钻机、管材等设备和物质的进场条件和堆放位置，查明施工中水、物质的进场条件和堆放位置，查明施工中水、电、油等物质条件的情况。电、油等物质条件的情况。一 垂直埋管换热器施工工艺对照施工图纸对钻孔场地的位置、大小、障对照施工图纸对钻孔场地的位置、大小、障碍物等进行核实，特别注意已有地下管线的准确碍物等进行核实，特别注意已有地下管线的准确位置，以免在施工过程中引起不必要的事故和经位置，以免在施工过程中引起不必要的事故和经济损失。济损失。施工前必须熟悉施工现场及施工图纸，对施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工人员进行有针对性的技术技术、安全安全交底。交底。一 垂直埋管换热器施工工艺管材入场：地埋管运抵施工现场后，地埋管管材入场：地埋管运抵施工现场后，地埋管及管件存放时，不得在阳光下曝晒。搬运和运输及管件存放时，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。时，应小心轻放，不得抛摔和沿地拖拽。管材堆放一 垂直埋管换热器施工工艺2、定位放线按照施工图纸，结合甲方给定的定位坐标点或者参照现场建筑基准点 ，对钻孔位置进行放线定位，每个井位点撒白灰点并结合木桩作标识，以保证打孔位置准确，合理排定施工顺序。确定井位一 垂直埋管换热器施工工艺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 1.5m2m。探沟开挖一 垂直埋管换热器施工工艺某工程换热器点位图应在地埋管系统点位图上对钻孔的纵横向逐一进行排列编号，以便后续进行管理。一 垂直埋管换热器施工工艺3、竖立钻机根据就近施工且钻机间不相互干扰、减少设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备远距离调动、就近利用泥浆坑的原则布置钻机。机。以钻孔点定位塔架底盘，采用水平尺对底盘以钻孔点定位塔架底盘，采用水平尺对底盘横向、纵向进行找平，水平度横向、纵向进行找平，水平度0.5mm/m；竖立钻机一 垂直埋管换热器施工工艺底盘定位后，安底盘定位后，安装塔架竖杆，利用铅装塔架竖杆，利用铅锤和直尺测量塔架的锤和直尺测量塔架的垂直度，保证塔架竖垂直度，保证塔架竖杆垂直；杆垂直；竖立钻机一 垂直埋管换热器施工工艺安装钻机头、钻机提升装置和钻头充安装钻机头、钻机提升装置和钻头充水（泥浆）等附属装置；水（泥浆）等附属装置；钻杆 金刚钻头一 垂直埋管换热器施工工艺按要求挖好沉淀池及泥水沟，并使其畅通，按要求挖好沉淀池及泥水沟，并使其畅通，同时泥浆坑内必须采取铺设塑料布和彩条布等必同时泥浆坑内必须采取铺设塑料布和彩条布等必要措施防止渗漏。标准形式如下图所示：要措施防止渗漏。标准形式如下图所示：沉淀池一 垂直埋管换热器施工工艺4、钻孔钻井设备就位钻井设备就位后，由质检员核查钻后，由质检员核查钻孔位置，钻机水平孔位置，钻机水平度、钻头直径、竖杆度、钻头直径、竖杆垂直度，确认无误后垂直度，确认无误后开钻。（开钻。（注意：开钻注意：开钻前必须根据钻孔的深前必须根据钻孔的深度确认钻杆的数量度确认钻杆的数量）钻孔一 垂直埋管换热器施工工艺钻井过程中，记录员应认真填写钻井记录表，记录启停钻的时间、钻进尺度，以及在钻井过程中出现的其它问题。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。一 垂直埋管换热器施工工艺施钻过程中应按施钻过程中应按5米米/小时的速度为宜，密切小时的速度为宜，密切注意钻机及附属设备的运行情况，发现异常应及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，做好应对现象发生，并时刻注意地层地质变化，做好应对措施，对于措施，对于不同的地层地质应采用不同的钻头。不同的地层地质应采用不同的钻头。一 垂直埋管换热器施工工艺当钻孔达到要求深度当钻孔达到要求深度后，应对孔反复进行通后，应对孔反复进行通孔，为下换热管创造顺利孔，为下换热管创造顺利条件，同时报质检员查验条件，同时报质检员查验钻孔深度和孔径，在下管钻孔深度和孔径，在下管程序没有准备好以前不能程序没有准备好以前不能过早提起钻杆，并且必须过早提起钻杆，并且必须保证泥浆循环，以防止井保证泥浆循环，以防止井下塌方。下塌方。通孔过程一 垂直埋管换热器施工工艺5、下管准备在钻井的同时做下管的准备工作在钻井的同时做下管的准备工作PE管运到现场下管前，首先由质检员查验管管运到现场下管前，首先由质检员查验管材合格证、规格型号，并抽检管径大小、壁厚及外材合格证、规格型号，并抽检管径大小、壁厚及外观检查后再进行下一步工作。观检查后再进行下一步工作。PE管及管件一 垂直埋管换热器施工工艺U型的接头采用电熔接方法在工厂进行，熔型的接头采用电熔接方法在工厂进行，熔接由管材厂家的专业人员用专业设备按操作规范接由管材厂家的专业人员用专业设备按操作规范连接。每个连接。每个U型接头熔接成功后，进行清洗再进型接头熔接成功后，进行清洗再进行打压试验，打压行打压试验，打压1.6Mpa观测观测1h以上，不泄漏为以上，不泄漏为合格。合格。出厂的成品接头一 垂直埋管换热器施工工艺自制 U形管件一 垂直埋管换热器施工工艺现场清洗试压：现场清洗试压：下换热管之前必须对换热管按设计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，稳压至少要求进行。在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力，稳压后压力降不超过降不超过3%，且无渗漏现象，即为合格。，且无渗漏现象，即为合格。水压试验结束水压试验结束后，将换热管继续保持有压状态，等待进行下道工序。后，将换热管继续保持有压状态，等待进行下道工序。压力试验设备一 垂直埋管换热器施工工艺压力试验过程一 垂直埋管换热器施工工艺安装管卡：安装管卡：为保证换热效果，防为保证换热效果，防止供回水支管间发生热回流现象，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，分离定位管卡的管进行分离定位，分离定位管卡的间距宜为间距宜为2-4米，管卡现场组装，安米，管卡现场组装，安装一定要牢固，经现场质检员检查装一定要牢固，经现场质检员检查无误后，方可进行下一步工序。无误后，方可进行下一步工序。定位管卡一 垂直埋管换热器施工工艺现场组装固定管卡 固定管卡组装完成一 垂直埋管换热器施工工艺6、下换热管下换热管一定要下换热管一定要在通孔完成后立即进在通孔完成后立即进行，防止由于长时间行，防止由于长时间歇停造成孔内塌方，歇停造成孔内塌方，给下管造成不必要的给下管造成不必要的困难。困难。下下换换热热管管一 垂直埋管换热器施工工艺下管时，必须在换热管下管时，必须在换热管保持一定的压力，一般情况保持一定的压力，一般情况下保持下保持0.50.6MPa。采用下。采用下管器下管，速度要均匀，防管器下管，速度要均匀，防止下管过程中损坏管道，如止下管过程中损坏管道，如果遇有障碍和不顺畅现象，果遇有障碍和不顺畅现象，应及时查明原因，待做好处应及时查明原因，待做好处理后才能继续下管。理后才能继续下管。下管过程下管过程一 垂直埋管换热器施工工艺换热管下到位后，提换热管下到位后，提起下管器，提杆过程中应起下管器，提杆过程中应防止换热器上浮，如发现防止换热器上浮，如发现上浮立即采取措施，必须上浮立即采取措施，必须确保换热管下设计深度。确保换热管下设计深度。提下管器提下管器一 垂直埋管换热器施工工艺最后地面上要保留最后地面上要保留1.5m左右的换热管，将左右的换热管，将换热管进行固定，防止换热管进行固定，防止下滑到井内，造成管道下滑到井内，造成管道无法使用，甚至废井。无法使用，甚至废井。下管完成后下管完成后一 垂直埋管换热器施工工艺下管完成后，应使换热管内的压力继续保持下管完成后，应使换热管内的压力继续保持30min以上，当管内压力下降不超过以上，当管内压力下降不超过3% ，且不，且不渗不漏无破裂时，即可泄压，拆下压力表，但是渗不漏无破裂时，即可泄压，拆下压力表，但是必须同时把所有管头进行密封处理。必须同时把所有管头进行密封处理。保保压压密密封封一 垂直埋管换热器施工工艺7、回填回填的方式一般有三种：反浆回填、人工回回填的方式一般有三种：反浆回填、人工回填、原浆回填填、原浆回填反浆回填：回填泵采用进口高压力的柱活塞反浆回填：回填泵采用进口高压力的柱活塞泵，由孔底部位注入填料向上反填，逐步排除空泵，由孔底部位注入填料向上反填，逐步排除空气，确保无回填空隙气，确保无回填空隙，保证了传热效果，但此种，保证了传热效果，但此种回填方式费用较高，并且容易造成管材的浪费。回填方式费用较高，并且容易造成管材的浪费。一 垂直埋管换热器施工工艺 回填泵回填管U型管U型管左图左图反浆回填原理反浆回填原理右图右图反浆回填设备反浆回填设备一 垂直埋管换热器施工工艺人工回填：用人工将回填料由钻孔四周缓慢人工回填：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，填入钻孔内，回填的同时间断性地向孔内注水，确保孔内填料尽可能的密实。确保孔内填料尽可能的密实。原浆回填：在完成原浆回填：在完成1个成孔后，进行下一个个成孔后，进行下一个孔钻孔时，让循环泥浆经过上一个已下管的成孔孔钻孔时，让循环泥浆经过上一个已下管的成孔内，泥浆循环中的沉淀物会沉淀在上一个成孔内，泥浆循环中的沉淀物会沉淀在上一个成孔内，表层不能填满部分采用回填料填密实。回填内，表层不能填满部分采用回填料填密实。回填时结合灌水作业，分多次回填密实，此种回填方时结合灌水作业，分多次回填密实，此种回填方式目前较为常用。式目前较为常用。一 垂直埋管换热器施工工艺原浆回填过程原浆回填过程原浆回填后期一般都需要人工回填配合完成原浆回填后期一般都需要人工回填配合完成原浆回填原浆回填一 垂直埋管换热器施工工艺水平支、干管连接施工工艺水平支、干管连接施工工艺水平支、干管连接施工工艺主要包括主要包括:室外管室外管道土方开挖、室外管道连接、回填等工序，主要道土方开挖、室外管道连接、回填等工序，主要施工工艺流程如下施工工艺流程如下：管沟开挖基底清理管道连接土方回填阀部件安装检查井砌筑压力试验1、管沟开挖在进行管沟开挖前，应首先根据地下换热器在进行管沟开挖前，应首先根据地下换热器管沟开挖图进行管沟的定位放线。管沟开挖图进行管沟的定位放线。定位放线定位放线二 水平支、干管连接施工工艺开挖前，必须对开挖区域内埋设的市政管开挖前，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，防止发生事网、通讯电缆等管线进行准确标注，防止发生事故，造成不必要的经济损失。故，造成不必要的经济损失。管沟开挖的深度应管沟开挖的深度应根据设计或者规范的要求进行。水平连接管深度根据设计或者规范的要求进行。水平连接管深度一般应在冻土层以下一般应在冻土层以下0.6m，且距地面不小于，且距地面不小于1.5m。管沟开挖管沟开挖由于土方量较大，如果条件允许一由于土方量较大，如果条件允许一般采用机械挖土配合人工清理的方式。般采用机械挖土配合人工清理的方式。二 水平支、干管连接施工工艺管沟开挖现场图片管沟开挖现场图片测量开挖深度 人工配合清理国外开某工程挖现场二 水平支、干管连接施工工艺在含水地层或软土、不稳定地层内开槽时，在含水地层或软土、