《地源热泵系统地埋管换热器施工技术规程》分析

地源热泵系统地埋管换热器施工技术规程 解读与剖析 名目名目1规程编制背景与意义2规程编制批准单位与参编单位3规程编制内容4结论1 规程编制背景与意义规程编制背景与意义 由于地源热泵系统中地埋管换热器安装施工技术说明在国家标准地源热泵系统工程技术标准GB50366-2023中只做了简单规定，使得地埋管换热器在实际施工过程中存在的一系列问题很难得到妥当解决，不能准确指导地埋管换热器施工。因此编制本标准的目的在于建立一套适用于地源热泵系统地埋管换热器施工的行业标准，通过本标准明确地埋管换热器的施工技术方法，为地源热泵系统高效、经济、牢靠运行供给现实支撑。名目名目1规程编制背景与意义2规程编制批准单位与参编单位3规程编制内容4结论2.1 规程编制批准单位规程编制批准单位 2023年12月，依据中国工程建设标准化协会关于印发的通知建标协字202303号的要求，确定了地源热泵系统地埋管换热器施工技术规程 两个规程编制工作。2.2 规程编制参编单位规程编制参编单位主编单位：同济大学参编单位：南京丰富新能源科技股份华东建筑设计争论院上海现代华盖建筑设计主要起草人：张旭 杨洁 王松庆 周翔 高军 郁松涛 马宏权 叶大法 林霆主要审查人：吴德绳 宋波 龙惟定 伍小亭 寿炜炜 马伟俊 何广钊 朱伟峰名目名目1规程编制背景与意义2规程编制批准单位与参编单位3规程编制内容4结论3 规程编制内容解读规程编制内容解读 本规程共分7章和1个附录。主要技术内容是地埋管换热器施工技术中岩土钻掘施工，布管，管道连接，灌浆回填，施工与验收等方面的技术要求。3.1 总则总则1.0.1 为使地源热泵系统地埋管换热器的施工、安装及验收做到技术先进、经济合理、安全适用、保证工程质量，制定本规程。1.0.2 本规程适用于地源热泵系统竖直埋管换热器和地下5m以下水平埋管换热器的安装和施工质量验收。1.0.3 地源热泵系统地埋管换热器的安装和施工质量验收除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。3.2 术语术语2.0.1 传热介质 地源热泵系统中，通过换热管与岩土体、地下水或地表水进展热交换的一种液体。一般为水或添加防冻液的水溶液。2.0.2 防冻液 一种由纯水和缓和剂组成的传热溶液，其冰点比纯水冰点低。2.0.3 地埋管换热系统 传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进展热交换的地热能交换系统，又称土壤热交换系统。2.0.4 竖直地埋管换热器 埋置在竖直管孔内的地埋管换热器，又称竖直土壤热交换器。2.0.5 水平地埋管换热器 埋置在水平管沟内的地埋管换热器，又称水平土壤热交换器。2.0.6 管孔 用于安置地埋管换热器的地下垂直孔洞，能安放一组或多组地埋管换热器。3.2 术语术语2.0.7 回填材料 地埋管换热器下管以后用于填充管沟或管孔的材料，竖直地埋管换热器回填材料一般为膨润土和细砂或水泥的混合浆或其他具有良好导热性能的灌浆材料；水平地埋管换热器回填材料一般承受中、细砂及土壤。2.0.8 U形管 竖直地埋管换热器中的供回水管，由贯穿管孔的直管与U形件熔接而成。地埋管换热器可以由单个或多个U形管串联或并联而成。2.0.9 干式钻孔 用无油空气压缩机或吹风机去除孔洞中灰尘的钻孔方法。2.0.10 湿式钻孔 用洁净的水冲洗孔洞，去除钻孔中泥浆的残渣，去除施工外表积水，尽量让孔洞完全枯燥，湿式钻孔一般是钻头旋转钻孔方法。2.0.11 裸孔钻孔 指地质分层较为简洁，如全土层或全岩石等，局部孔段没有裂层，钻机钻孔过程中不需要设置套管的钻孔方法。3.2 术语术语2.0.12 潜孔锤钻孔 用镶齿钻头，通过汽动或液动冲击器裂开孔底岩石的钻孔方法，分为正循环钻孔法和反循环钻孔法。2.0.13 热熔连接 用专用加热工具加热连接部位，使其熔融后，施压连接成一体的连接方法。热熔连接方式包括热熔对接连接和热熔承插连接等。2.0.14 热熔对接连接 将待接聚乙烯管段界面，利用加热板加热熔融后相互融合，经冷却固定而连接成一体的连接方法。2.0.15 热熔承插连接 管材插口外外表和管件承口内外表使用热熔承插式加热工具加热熔融后连接成一体的连接方法。2.0.16 电熔连接 管材或管件的连接部位插入内埋电阻丝的专用电熔管件内，通电加热，使连接部位熔融，连接成一体的连接方法。2.0.17 监测孔 用来长期监测地下岩土层温度，便于观看地埋管地源热泵系统长期运行对岩土层温度影响的管孔。3.3 岩土钻掘施工岩土钻掘施工3.0.1 当室外环境温度低于0时，不宜进展地埋管换热器施工。3.0.2 岩土钻掘施工前应具备埋管区域工程勘察资料、设计文件和施工 图纸，并完成施工组织工作。3.0.3 施工前应了解埋管场地内已有地下管线、地下构筑物及市政设施准确位置，如遇到市政设施等应避让；钻孔施工位置应避开水井及室外排水设施。3.0.4 管孔孔径应大于地埋管与灌浆管组件尺寸。3.0.5 垂直钻孔时应符合以下规定：1.垂直钻孔时，由于地质缘由或施工困难需调整钻孔深度或孔距时，必需征得设计方同意。2.钻孔处土壤不坚固或存在孔洞、地窖等导致成孔困难时，施工时应设护壁套管。3.湿式钻孔施工时，应设排水沟和泥浆池等清理设施，准时排解和处理钻孔时产生的大量水和泥浆。4.应按平面图钻凿出管孔，准时把地埋管换热器安装至管孔中，带压下管，然后进展回填，固定垂直管。3.3 岩土钻掘施工岩土钻掘施工3.0.6 在不同的岩土体中钻孔时宜使用相适应的钻孔施工工艺：1.岩土体比较好的施工区，宜使用裸孔钻孔方法。2.在基岩含水层中钻孔时，宜使用回转式岩芯钻孔方法。在钻孔过程中，应进展水文地质观测。3.使用潜孔锤钻孔工艺时，当孔径小于200mm时宜使用正循环钻孔方法，当孔径在200mm以上时宜使用反循环钻孔方法。4.在卵砾石层和简单地层中钻孔时，宜使用潜孔锤反循环钻孔方法。5.在硬岩层如稳定地层，火成岩或变质岩钻孔时，宜使用空气潜孔锤钻孔方法。6.在砂土或软土层钻孔时，宜使用湿式正循环回转钻孔方法。3.0.7 钻孔时应实行措施爱护环境：湿式钻孔时应设置专用泥浆池，施工泥浆应按当地有关环保规定处理；干式钻孔时可使用自来水对孔口进展喷洒，分散后的粉尘浆宜用彩条布在孔口进展围拦。3.0.8 地埋管换热器施工时，地沟或管孔应设置拦水、排水设施，避开雨水侵入。3.4 布布 管管4.0.1 地埋管及管件应符合以下规定：地埋管及管件应符合设计要求，且应具有质量检验报告和生产厂家合格证；进入现场的地埋管及管件必需逐段进展外观检查，破损和不合格产品严禁使用；地埋管运抵工地后，应用空气试压方法进展检漏试验；地埋管及管件存放时，应避开阳光直接照射；搬运和运输时，应留神轻放，宜承受柔韧性好的皮带、吊带或吊绳进展装卸，不应抛摔和沿地拖拽。4.0.2 地埋管应依据管孔深度，在地埋管段上每间隔10m15m做出标记或标识，便于施工过程中把握实际下管深度。地埋管长度应大于管孔深度，布管完成后地面上预留管段不应过短，应需依据施工现场实际状况打算，以便于水平管段连接。3.4 布布 管管4.0.3 地埋管换热器布管前应对管道进展冲洗。4.0.4 布管方法包括人工布管和机械布管，应优先承受机械布管。4.0.5 布管时应避开管道与地面接触；在管孔处宜放置衬垫物品。4.0.6 地埋管内应布满水并带压下管，同时在地埋管下部应挂配重块或实行固定措施防止地埋管上浮。4.0.7 地埋管换热器底部应承受爱护措施，防止布管过程损坏地埋管。4.0.8 检验应与安装地埋管换热器同步进展。4.0.9 竖直地埋管换热器安装完毕后，应马上灌浆回填封孔。3.5 管道连接管道连接5.0.1 管道连接前应对管材、管件及附属设备、阀门、仪表等按设计要求进展校对，应在施工现场进展外观检查，符合要求方可使用。每次连接完成后，应进展外观质量检验，不符合要求的必需切开返工。每日施工完毕后，管口应临时堵封。在严寒气候或大风环境下进展连接操作时，应实行爱护措施或调整施工工艺。5.0.2 全部埋地管应承受热熔或电熔连接。对于公称外径小于75mm公称壁厚不得小于6.8mm的小管径管道，应承受热熔承插连接；对于公称外径大于或等于75mm公称壁厚不得小于6.8mm的大管径管道，应承受热熔对接连接。对于高密度聚乙烯HDPE管段和管件之间的连接，宜承受专用设备进展热熔连接；在用于地埋管换热器时，聚丁烯PB管应承受承插连接。由于熔点和使用寿命不同，不同类型或不同级别的塑料不应熔接。3.5 管道连接管道连接5.0.3 热熔对接连接应符合以下规定：1.对接收段均应材质全都，应承受同一厂家配套材料；2.对接收段外径、壁厚应全都；待焊管材和管件内外外表，尤其是端 口四周应光滑平坦，无异状；3.管材尺寸偏差等应满足要求；4.对接收段均应具有与焊机匹配的良好加工与焊接性能；5.检查焊接系统及电源匹配状况，清理加热板，将焊机各部件电源接通，应设有接地爱护装置；6.按焊机给出的工艺参数设置加热板温度至焊接温度；7.假设是自动焊机，应设置吸热时间与冷却时间等参数。5.0.4 热熔承插连接应符合以下规定：热熔承插连接时，管道端口应倒角，擦净连接面，在插口端划标线，同时用加热工具对管材、管件连接面加热。当管道公称外径大于或等于63mm公称壁厚不得小于5.8mm时，应承受机械加热工具。加热完毕后，应马上退出加热工具，用均匀外力将插口伸入承口达标线深度，在承口端部形成均匀凸缘。3.5 管道连接管道连接5.0.5 管道电熔连接应符合以下规定：1.对接收段应材质全都，宜承受同一厂配套材料；2.对接收段外径、壁厚应全都，误差在允许的范围内；3.待焊管材和管件内外外表应光滑平坦，无异状；对接收段均应具有与焊机匹配良好的加工与焊接性能；4.严寒气候、大风环境下焊接时，应实行爱护措施；5.需焊接的管道外表，焊接前应刮除氧化皮并保持洁净；6.电熔管件不使用时，不宜拆开包装，严格依据焊机说明书和管件条码规定的时间值进展焊接；7.在焊接过程中及焊接完成后的冷却阶段，严禁移动连接件或施加任何外力。3.5 管道连接管道连接5.0.6 聚乙烯管道和钢管及阀门连接时，应承受钢塑过渡接头或钢塑法兰连接。对于公称外径小于或等于63mm公称壁厚不得小于5.8mm的小管径聚乙烯管，宜承受一体式钢塑过渡接头；对于公称外径大于63mm公称壁厚不得小于5.8mm的大管径聚乙烯管，宜承受钢塑法兰连接。5.0.7 竖直地埋管换热器U形弯管接头，应选用定型U形弯头成品件，不得承受直管道煨制弯管接头；现场施工时不得承受两个90的弯管对接方式构成的U形弯管接头。5.0.8 竖直地埋管换热器U形管组对长度应满足插入钻孔后与环路集管连接的要求，组对好的U形管两开口端部，应准时密封。3.6 灌浆回填灌浆回填6.0.1 灌浆回填材料一般为膨润土和细砂或水泥、原浆的混合浆或其他灌浆材料。膨润土比例宜占4%6%。钻孔时取出的泥砂浆凝固后如收缩率很小，也可用作灌浆材料。回填材料及其配比应符合设计要求，并依据现场钻孔状况进展调整。6.0.2 水平地埋管换热器回填料应细小、松散、均匀，且不应含石块及土块。水平地埋管换热器回填时，回填料应承受网孔不大于15mm15mm的筛进展过筛，保证回填料不含有尖利的岩石块和其他碎石。回填压实过程应均匀，回填料应与管道接触严密，且不得损伤管道。6.0.3 水平地埋管换热器铺设前，沟槽底部应先铺设相当于管径厚度的细砂。水平地埋管换热器铺设前安装时应防止石块等重物撞击管身。管道不应有折断、扭结等问题，转弯处应光滑，且应承受固定措施。3.6 灌浆回填灌浆回填6.0.4 水平管沟沟底应铺设一层沙石以爱护管道，管道连接并试压验收合格再进展回填，假设在建筑物底埋管或者有其他要求时候，应浇捣一层不低于100mm的素砼爱护层。6.0.5 灌浆回填前应对地埋管换热器进展试压及通水流通试验，确认无泄漏及堵塞现象前方可进展回填。6.0.6 埋管深度小于40m时，竖直地埋管换热器安装完毕后应马上灌浆回填。6.0.7 当埋管深度超过40m时，应设置灌浆管，宜承受机械灌浆。灌浆回填应在四周接近管孔布管完成后进展，对于易塌管孔应在布管完成后马上灌浆回填。6.0.8 地埋管换热器环路与供、回水水平环路集管相连接时，宜分层同程布置，且分层布置时供、回水环路集管之间应有不少于0.6m的沙石回填层。3.7 施工与验收施工与验收7.0.1 地埋管换热系统安装过程中，应进展现场检验，并供给检验报告。检验内容应符合以下规定：1.管材、管件等材料应符合国家现行标准规定；2.管孔位置和深度、地埋管直径、壁厚及长度均应符合设计要求；3.回填材料及其配比应符合设计要求；4.水压试验应合格；5.各环路流量应平衡，且满足设计要求；6.防冻液和防腐液的特性及浓度应符合设计要求；7.循环水流量及进出水温差均应符合设计要求。7.0.2 管道的连接应符合第5章管道连接的规定。7.0.3 垂直钻孔时应符合规定。7.0.4 垂直地埋管换热器安装应符合第4章布管的规定，灌浆管顶端宜设防堵爱护罩，且灌浆时应能够将其冲开。7.0.5 地埋管换热器与环路集管装配完成后，以及地埋管换热系统全部安装完成后应对管道进展冲洗。地埋管换热系统充注防冻液和防腐液前，应进展排气。3.7 施工与验收施工与验收7.0.6 成孔深度验收。因每个成孔中埋设的PE管为定尺加工，可通过测量露出地面管道长度确定成孔深度是否到达设计要求。7.0.7 灌浆回填材料应符合的规定。7.0.8 地源热泵系统应选择局部有代表性的地埋管换热器安装温度传感器作为监测孔。监测孔应符合以下规定：1.监测孔位置宜设置在埋管密集区中心，以实际钻孔布置分布及密度确定监测孔数量，通常100个管孔宜设置一个；2.监测孔内温度传感器测点的位置为：距离地面20m内应布置一个，20m以下布置数量应不少于一个；3.监测孔兼运行孔时，应留意布管和回填过程中对温度探头的爱护，温度探头应用胶带固定在PE管外；4.补偿线应固定在地埋管上。7.0.9 地源热泵运行效果验收。在空调系统运行时，循环水流量及进出水温差均应符合设计要求，验收调试时应考虑动态负荷时的温差。名目名目1规程编制背景与意义2规程编制批准单位与参编单位3规程编制内容4结论4 结论结论 通过标准对地源热泵系统地埋管换热器的施工过程中岩土钻掘施工，布管，管道连接，灌浆回填，施工与验收等方面的技术要求，有利于整体上提高地埋管换热器的施工质量，保证地源热泵系统的安全牢靠运行，具有较高的现实意义。