地源热泵室外换热系统施工工艺
, 材 料
, 一般规定
根据地源热泵系统的
要求
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及工程实际经验埋地换热器管材应符合以下
规定:
1) 管道材料构成、管材抵抗环境应力致裂的能力要满足埋设在地下
的要求。地下埋管在使用条件下,寿命大于30年,宜按50年使
用寿命选择;
2) 埋地换热器管材推荐采用高密度的PE管(PE100/ PE80系列)
应符合国家现行
标准
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《给水用聚乙烯(PE)管材》
(GB/T13663-2000)的要求。
3) 地埋管通常采用的规格为:1/2″(φ20x2,di=16),
3/4″(φ25x2.3,di=20.4) ,1″(φ32x2.9,di=26.2) ,
1/1/4″(φ40x3.7,di=32.6) ,1/1/2″(φ50x4.6,di=40.8) ,
2″(φ63x5.8,di=51.4)
管材宜能按用户要求的管道长度,成捆供应,以减少埋管接头数4)
量;
5) 土壤热交换器所用垂直管的管径采用φ32。
6) 在保证要求情况下,选择的管材壁厚(采用外径与壁厚之比为
11,即SDR11的管道),尽量薄,以增强换热。
, 典型PE管材性能参数如下
表
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:
物理特性 单位 PE80 PE100
3密度 g/cm 0.93 0.95
结晶熔融温度 ? 131 130
23?时导热系数 w/(m*?) 0.43 0.38
-5-5线性膨胀系数 w/(m*?) 20*10 20*10
含氧指数 % 17.4 17.4
23?时吸水率 % 0.01-0.04 0.01-0.04
正常工作温度范围 ? -40~60 -40~60
机械特性 单位
凹痕硬度(132N) Mpa 37 37
223?时屈服应力 N/mm 18 25
223?时弹性模量 N/mm 700 900
223?时抗冲击强度 Kj/mm 110/p 83/p
2(-40?)时抗冲击强度 Kj /mm 7 13 耐压等级 Mpa 1.25 1.6
3、材料进场检验及注意事项:
1) 土壤热交换热器、各环路集管及连接管材质应符合设计要求,且
管材、管件应具有质量检验部门的产品质量检验
报告
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和生产厂的
合格证。
2) 进入现场的预制管和管件必须逐件进行外观检查,破损和不合格
产品严禁使用。
3) 管材运抵工地后,应用空气试压进行检漏试验。
管材、管件存放、搬运和运输时,应小心轻放,排列整齐,采用4)
柔韧性好的皮带、吊带或吊绳进行装卸,不得抛摔和沿地拖拽。 5) 夏季施工没有下槽的管子应避免在阳光下直接照射,以防发生热
变形。
, 管道的施工
, 一般规定(参考《建筑给水聚乙烯类管道工程技术规程》中的相关条文
, 管道的连接
1) 所有暗埋管道必须采用热熔或电熔的方法连接。管径小于等于
DN90的管道,宜采用电熔或热熔承插连接;大于DN90的管道,
宜采用热熔对接连接。不同种类的管材或级别不同的管材不应熔
接。
2) 管材断料应按实际管道长度进行。断料工具宜采用专用的管剪和
割刀,dn>40的管道宜采用机械断料。断料后管材端面应平整光
滑、无毛刺,端面应垂直轴线。
3) 管道连接方式与适用范围应符合《建筑给水聚乙烯类管道工程技
术规程》-CJJ/T98-2003 J279-2003中表5.2.2的规定。 4) 聚乙烯(PE)管道热熔承插连接,应符合下列规定:
a) 管材端口外部宜进行坡口,颇角不宜小于30度,且管材
表面坡口长度不宜大于4.0mm;
b) 应测量核对管件承口长度,在管材插入端标出插入长度;
c) 应用洁净棉布擦净管材、管件及连接面及热熔承插连接工
具的加热面上的污物;
d) 用热熔承插连接工具加热管件插口外表面和管件承口内
表面,加热时间、加热温度应满足热熔承插连接工具生产
企业和管材、管件生产企业的要求;
e) 加热完毕,待连接件应迅速脱离加热器,并用均匀外力将
管材插口插入管件的承口内,至管材插入长度的标记位
置,且应使管件承口端部形成均匀凸缘;
f) 热熔承插连接保压、冷却时间应满足热熔承插连接工具生
产企业和管材、管件生产企业的要求;
5) 聚乙烯(PE)管道热熔对接连接,应参考《建筑给水聚乙烯类管
道工程技术规程》中的相关条文。
聚乙烯(PE)管道电熔连接,应参考《建筑给水聚乙烯类管道工6)
程技术规程》中的相关条文。
, 垂直换热系统的施工
, 一般规定
1) 地埋管换热系统施工前应具备埋管区域的工程勘察资料、设计文
件和施工图纸,并完成施工组织设计。
2) 地埋管换热系统施工前应了解埋管场地内已有地下管线、其它地
下构筑物的功能及其准确位置,并应进行地面清理,铲除地面杂
草、杂物和浮土,平整地面。
, 施工工序
1) 按照图纸要求开钻竖井
2) U型管换热器的制作(同时)
3) U型管换热器的第一次试验打压
4) 下管
5) U型管换热器的第二次试验打压
6) 回填
, 钻凿竖井
, 在泥浆旋转钻孔方式中,应沿钻管内部送入高压水、或泥浆,并
沿着钻杆的外侧将钻屑送回地面。取出的土壤放入泥浆池中可用
作灌浆材料或将其运离作业现场。钻孔过程中产生的泥浆水从钻
孔位置冒出地面,在施工前应制订好排水措施,可顺地势挖出排
水沟,并在沟的末端挖一个泥浆池,钻孔过程中产生的泥浆在泥
浆池中沉淀,作为回填物使用。应注意在各个将要放置钻机的位
置不能开挖排水沟或连接各个垂直埋管的水平管沟,防止开挖的
管沟被钻机压塌。
, 安装竖直埋管土壤热交换器需要竖直钻孔机械。根据地质条件可
选用泥浆旋转钻孔机械。
, 在保证设计埋管总长度的前提下,根据现场施工出现的特殊情
况,如遇到坚硬的岩石层或泥沙层,可适当调整钻孔的位置、深
度与数量。
, 如出现土壤极不牢固的情况,宜采用空心杆螺旋钻机钻孔。钻孔
时,空心螺旋钻杆可充当钻孔的保护套管。钻孔完成后,将钻杆
底部的钻尖击落,从钻杆内部插入埋管,然后将钻杆拉出或旋出。 , 当钻孔深度的增加对钻孔速度的降低和费用的增加影响不大时,
钻孔深度宜增大。反之,钻孔深度宜减少。
, U型管换热器的制作
, 首先按照设计图纸的要求,使用专业的管剪截取相应的管道长度
(U型管的单管长度应能满足插入钻孔后与环路集管连接的长
度要求);
, U型埋管换热器的U型弯管接头,宜选用定型的U型弯头成品管
0件热熔或电熔连接。也可以采用两个90的弯头加短管对接的方
式构成U型弯管接头,但应保证管件、管材接点符合设计、使用
要求;
, 连接完成的U型换热器管的两开口端部,在完成打压后,应及时
密封;
, U型管道换热器的安装
, 等竖井孔壁固化后,应立即将焊接完毕、打压合格并注满清水的
u型换热管道垂直的放入开钻完成的竖井内,下管时应注意保持
管道与竖井的同心度,减少管材、管件与竖井管道的摩擦,U型
管下部端头应设保护装置;
, 下管结束后,应立即进行管道打压,确认无泄漏方可进行回填; , 打压合格后要对U型管两端口采取有效的临时封堵措施;
, 回填、下管
一般规定
1) 钻孔深度及孔内地下水(或泥浆)水位较浅时,宜采用人工下管。
当下管较困难时,可采用机械下管。
2) 垂直土壤热交换器下管完成后应在12小时内用灌浆材料回灌封
孔。灌浆应密实,无空腔。
, 回填材料的选择
, 灌浆材料为膨润土和细沙的混合浆材料。膨润土的比例占20,。
钻孔时取出的泥沙浆凝固后如收缩很小时,也可用作灌浆材料。 , 灌浆材料的配比要根据与甲方及设计商定的结果进行配比。在施
工时应对现场的填料配比进行严格的控制。
, 回填施工
, 应将灌浆管和U型管一起插入孔中,直至孔底,孔内灌浆时,应
使用泥浆泵通过灌浆管将混合浆灌入孔中,不宜用人工的方法灌
浆封孔。泥浆泵的泵压应足以使孔底的泥浆上返至地表,当上返
泥浆密度与灌注材料的密度相等时,认为灌浆过程结束。灌浆时,
应保证灌浆的连续性,应根据机械灌浆的速度将灌浆管逐渐抽
出,使灌浆液自下而上灌注封孔,确保钻孔灌浆密实,无空腔,
否则会降低传热效果,影响工程质量;
, 灌浆管端头宜设防堵护罩,且灌浆时应能够将其冲开;
, 灌注系统由高速搅拌机、搅拌池、低速搅拌机及泥浆泵和管路组
成。注浆时,先将填料按照设计好的比例放入调整搅拌机中搅拌
2,3分钟,然后排入到低速搅拌罐中搅拌。灌浆时,先将阀门
打开,把浆液排入到储浆池中,通过高压泥浆泵注入孔内。 , 水平换热系统的施工
, 一般规定
, 水平埋管地沟结构应综合考虑地上和地下障碍物、地表坡度、
沟转向半径限制、回填和复原要求等因素的影响。
, 若土壤为典型的粘土且气候非常干燥时,可在管道周围填充
细沙;也可在管道上方10cm的位置埋设一根地下滴水管。
, 施工工序
, 按照图纸要求进行水平横沟开挖
, 开挖完成后,清理沟底,找平
, 按照图纸要求进行水平集管的连接、安装
, 水平集管分组进行水压试验
, 整体进行水压试验;
, 回填
, 防水套管与防水层的施工配合
, 在水平集束管上翻后,要与垫层防水发生关系,因此采用防水套管方式进行施工。
, 在垫层施工之前将防水套管套在PE干管上固定好,在垫层灌浆施工时有专人进行看管,避免污染。
, 在防水层施工时,可将防水做至防水套管上法兰下沿。 , 管道试压与检漏
, 土壤热交换器运至工地后即应进行空气试压、检漏。
, 垂直土壤热交换器下管前,应做第一次水压试验。试验压力应为工作压力的1.5倍,且不应小于0.4MPa。在试验压力下,稳压20分钟,观察其压力降,当压降不大于0.05MPa,则认为合格。
, 垂直土壤热交换器密封插入竖井后进行第二次水压试验,方法同上。
, 装配环路集管完成后应按环路集管进行分组水压试验,试验合格后进行
整体水压试验,方法同上。
, 回填前,确认地埋管无渗漏后,方可回填地沟。回填全部完成后,方可
拆除压力检验装置,有条件可以保留以备随时检测。
, 水压试验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;不宜以气压试验代替水压试验。
地埋管系统的检验与验收
梯默南澳
上海合众科技城建有限公司
上海东台城建发展有限公司
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,
地埋管系统安装完成后,应由专业检测机构来工地现场做试验鉴定,并提供检验与验收报告,报告应包括以下内容:
, 管材、管件等材料外观检查;
, 全部竖井的位置、深度以及土壤热交换器的长度;
, 回填材料
, 土壤热交换器、环路集管及连接管水压试验;
, 各环路的水力平衡情况;
, 对回填过程的检验应与安装土壤热交换器同步进行。
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