CN109357423B - 一种双u型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，它包括：步骤1）带压下管；步骤2）埋管完成，长管露出地面；步骤3）2小时观察一次压力表读数，持续48小时；步骤4）封堵竖向管头；步骤5）插红旗，写井号，长管绑旗杆上；步骤6）挖基坑，挖出一段剪除一段；步骤7）开挖水平沟槽，二次试压、横埋管连接敷设、三次试压、管沟回填；步骤8）安装二级集分水器；步骤9）第四次试压；步骤10）安装室内机房机组设备；本发明的优点在于：五次试压，检查竖向管有否损坏，可靠性高；基坑开挖阶段，两长管逐步标记、切断、封堵保护，防止泥沙进入堵塞。

Description

一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法

技术领域

本发明涉及市政施工领域，尤其涉及一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法。

背景技术

目前，由于能源消耗的急剧增加，热泵作为一种通过消耗少量高品位能源，把低品位热量上升为高品位热量的特殊装置而受到了人们的青睐。鉴于绿色节能建筑在整个建筑行业所起的重要性越来越明显，高能耗一直都是建筑行业要面对的问题，为顺应时代的发展，就必须走在节能的最前沿，这就为绿色建筑的节能提出了更高的要求。地源热泵作为空调领域的新技术，具有适用范围广、生产成本低、运行性能优、技术含量高、操作简单、使用方便、可靠性高、清洁、高效环保等优点，符合绿色节能建筑设计理念。

地源热泵冬季通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热，同时使大地中的温度降低，即蓄存了冷量，可供夏季使用；夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。大地在地源热泵系统中起到了蓄能器的作用，进一步提高了空调系统全年的能源利用效率。地源热泵与其他工艺对比分析如下：

（一）地源热泵与锅炉供热系统

与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60%。因此，近十几年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

（二）地源热泵与传统中央空调系统

与传统中央空调系统相比，地源热泵空调系统以电为动力，电力作为国家重点、高速发展的能源，电价下降为必然趋势，利用地热能，属于可再生能源，符合国家可持续发展的方向，是节能环保型空调系统，各地纷纷出台政策支持地源热泵。其最大的特点就在于它的节能性，这也是很多用户不顾高额初投资选择地源热泵中央空调的原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1）将竖向地埋管换热器埋入竖向管井内，竖向地埋管换热器包括两根长管和两根短管，采用带压下管，通过压力表读数变化观察下管时竖向地埋管换热器有否损坏；

步骤2）竖向埋管完成后，两根长管露出地面；

步骤3）竖向地埋管换热器下管完成后，每2小时观察一次压力表读数，确认压力表读数有无下降，若有下降，对竖向地埋管换热器的管路进行检修，重新开始步骤3，若48小时后无下降，跳转步骤4；

步骤4）将压力表从竖向地埋管换热器剪下，封堵竖向地埋管换热器的管头；

步骤5）于竖向管井顶端的出口处插下颜色鲜明的小红旗，写上井号，并将露出的两根长管及压力表绑在旗杆上；

步骤6）开挖基坑，基坑分层多次开挖，每挖出一段管道先剪除一段管道，每次剪除后用胶带将基坑内剩余的竖向地埋管换热器管口封口；

步骤7）基坑挖到垫层标高后，进行水平沟槽开挖，再进行二次竖向地埋管试压，二次试压出现下降，对竖向地埋管换热器的管路进行检修，直至无下降再开始横埋管连接敷设，敷设完毕后进行三次竖向地埋管试压，三次试压出现下降，对竖向地埋管换热器的管路进行检修，直至无下降再进行管沟回填；

步骤8）在竖向管井外部东侧的检查井内安装二级集水器，西侧的检查井内安装二级分水器；

步骤9）进行第四次竖向地埋管试压，四次试压出现下降，对竖向地埋管换热器的管路进行检修，直至无下降再做穿墙防水施工，将横埋管与检查井内的二级集水器和二级分水器连接；

步骤10）安装室内机房机组设备，将检查井连接到机房的一级集水器和一级分水器，安装完毕后进行冲洗、排气及穿墙防水，进行第五次竖向地埋管试压，五次试压出现下降，对竖向地埋管换热器的管路进行检修，直至无下降即完成施工。

进一步地，所述步骤1包括，竖向地埋管换热器埋入竖向管井前先进行第一次水压试验，试验压力为1.6MPa，稳压15min以上，稳压后压力降不大于3%，且无泄漏现象；竖向地埋管换热器下管前将压力降至工作压力0.6MPa，然后带压下管。

进一步地，所述竖向地埋管换热器为双U型结构，每个U型结构包括平行设置的一短管和一长管，短管和长管的底端通过U形弯头连接，短管的顶端和长管的顶端相差一个基坑开挖深度。

进一步地，所述步骤6包括，在基坑分层多次开挖的过程中，安排专人跟随挖机看护，防止挖机直接接触竖向地埋管换热器的管道。

进一步地，竖向地埋管换热器的两长管随着基坑分层多次开挖逐步标记、切断、封堵保护。

进一步地，所述步骤7包括，横埋管采用非集管式连接敷设，非同程布置；在基坑开挖至底板面后，进行水平沟槽开挖、管道二次试压、管底垫沙、横管连接敷设、管沟回填。

进一步地，所述步骤7包括，采用PE管作为横埋管连接至检查井内的集水器和分水器，开挖后对竖向地埋管换热器第二次试压，确认下管开挖过程中地埋管的完好，施工前用白灰标出管沟开挖宽度及走向，水平开挖，水平挖掘过程中采用水准仪测量实际标高，选择开挖深度，竖向地埋管换热器与横埋管连接完成后，在回填前进行第三次水压试验，试验压力为0.6Mpa，稳压至少30min，稳压后压力降不大于3%，且无泄漏现象。

进一步地，所述步骤8包括，所述二级集水器和二级分水器在安装时，根据二级集水器和二级分水器位置错开阀门、连接接头、压力表等部位，清除横埋管、二级集水器和二级分水器内部的污垢和杂物，对管路安装中断或完毕的敞口处进行临时封闭。

进一步地，所述步骤8包括，横埋管与二级集水器和二级分水器连接完成后，穿墙防水施工前对进行竖向地埋管换热器第四次试压，在试验压力下，稳压至少2h。

进一步地，所述步骤9包括，将检查井连接到机房的一级集水器和一级分水器，全部安装完毕，且冲洗、排气及穿墙防水完成后，对竖向地埋管进行第五次试压，在试验压力下，稳压至少12h，稳压后压力降不大于3%。

本发明的优点在于：下管过程全程采用带压下管，前后五次试压，检查竖向管有否损坏，可靠性高；基坑开挖阶段，两长管逐步标记、切断、封堵保护，防止泥沙进入堵塞，全程安排专人跟随挖机看护，避免挖机直接接触竖向地埋管。

附图说明

图1是竖向地埋管换热器的具体结构示意图。

图2是竖向地埋管半沉管式示意图。

图3是双U型管节点大样图。

图4是竖向地埋管与横埋管连接节点大样图。

图5是横埋管非集管式示意图。

图6是二级集水器、二级分水器的安装支架图。

图7是东侧二级集水器检查井平面图。

图8是西侧二级分水器检查井平面图。

图9是东侧二级集水器检查井剖面图。

图10是西侧二级分水器检查井剖面图。

附图标记：

1竖向地埋管换热器

2竖向管井

3长管

4短管

5 U形弯头

6横埋管

7检查井

8二级集水器

9二级分水器。

10机房

11水平支架

12角铁支架

13钢爬梯

14排水沟

15集水坑

16地源汇总管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1）如图1~图2所示，将一个竖向地埋管换热器1对应埋入每一竖向管井2内，竖向管井2的数量为830口，相邻的竖向管井2间距5m，一个竖向地埋管换热器1包括两根长管3和两根短管4，埋入的过程采用带压下管，通过压力表读数变化观察竖向地埋管换热器1下管时有否损坏；

步骤2）如图2所示，竖向地埋管换热器1埋设于基坑下、底板标高上，竖向地埋管换热器1有效深度110m，竖向埋管完成后，两根长管3露出地面；

步骤3）竖向地埋管换热器1下管完成后，每2小时观察一次压力表读数，确认压力表读数有无下降，若有下降，对竖向地埋管换热器1的管路进行检修，重新开始步骤3，若48小时后无下降，跳转步骤4；

步骤4）将压力表从竖向地埋管换热器1剪下，封堵竖向地埋管换热器1的管头；

步骤5）于竖向管井2顶端的出口处插下颜色鲜明的小红旗，写上井号，并将露出的两根长管3及压力表绑在旗杆上；

步骤6）开挖基坑，基坑分层多次开挖，每挖出一段管道先剪除一段管道，每次剪除后用胶带将基坑内剩余的竖向地埋管换热器1管道封口；

步骤7）基坑挖到垫层标高后，进行水平沟槽开挖，再进行二次竖向地埋管试压，二次试压出现下降，对竖向地埋管换热器1的管路进行检修，直至无下降再开始横埋管6连接敷设，横埋管6总数为1660根，横埋管6敷设在筏板基础以下，其中进回水分开布置，敷设完毕后进行三次竖向地埋管试压，三次试压出现下降，对竖向地埋管换热器1的管路进行检修，直至无下降立刻进行管沟回填；

步骤8）在竖向管井2外部东侧的检查井7内安装二级集水器8，西侧的检查井7内安装二级分水器9；

步骤9）进行第四次竖向地埋管试压，四次试压出现下降，对竖向地埋管换热器1的管路进行检修，直至无下降再做穿墙防水施工，如图5所示，将横埋管6与检查井7内的二级集水器8和二级分水器9连接；

步骤10）安装室内机房10机组设备，将检查井7连接到机房10的一级集水器和一级分水器，安装完毕后进行冲洗、排气及穿墙防水，进行第五次竖向地埋管试压，五次试压出现下降，对竖向地埋管换热器1的管路进行检修，直至无下降即完成施工。

如图3所示，所述竖向地埋管换热器1为双U型结构，每个U型结构包括平行设置的一短管4和一长管3，短管4和长管3的底端通过U形弯头5连接，每个U型结构中短管4和长管3的顶端均相差一个基坑开挖深度，保证双U型结构两长两短，两长管3下管过程中配有压力表，观察下管过程中竖向管有无损坏，两短管4长度在基坑开挖面以下、换热器有效长度以上。

所述步骤3包括，下管成孔后，U型结构在充满水状态下利用一个专用的钻杆改装成的U型叉，叉住竖向地埋管的U形弯头5，再用钻杆的自重压力把竖向地埋管换热器1压入竖向管井2中，待管子下到底部时，即可分层实施灌浆回填。

所述步骤6包括，在基坑分层多次开挖的过程中，每台挖机安排专人全程跟踪看护，及时将开挖过程中的竖向地埋管标识，挖出一段管道就剪除一段，基坑开挖过程要分多次对竖向地埋管换热器1标识、切断、封堵保护，待机械开挖至底层分两次对长管3标识、切断、封堵保护，在人工清底300mm过程中，对地埋管统一进行标识复查，同时第二次加压检测。竖向地埋管换热器1中的长管3随着基坑分层多次开挖逐步标记、切断、封堵保护。

所述步骤7包括，横埋管6采用非集管式连接敷设，非同程布置；在基坑开挖至底板面后，进行水平沟槽开挖、管道二次试压、管底垫沙、横管连接敷设、管沟回填。

具体来说，每个地源井采用De32×3.0的PE管作横埋管6连接至检查井7内的二级集水器8和二级分水器9，在开挖后对竖向地埋管进行第二次试压，通过试验压力来确认下管、开挖过程中竖向地埋管的完好。

施工前用白灰标出管沟开挖宽度及走向，管沟的开挖为水平开挖，开挖过程中采用水准仪测量实际标高来选择开挖深度，提前对管沟内石子等尖锐物进行清理，确保管沟内清洁，横埋管6平铺布置于管沟内，如供回水管道布置在同一管沟内，则供回水管道应间隔不小于600mm，横埋管6在未与竖向地埋管连接前密封两端开口处，防止异物进入管道。

如图4所示，横埋管6通过90°弯头与竖向地埋管换热器1连接，竖向地埋管换热器1与横埋管6连接完成后，在回填前进行第三次水压试验，试验压力为0.6Mpa，稳压至少30min，稳压的标准为压力降不大于3%且无泄漏现象。

所述步骤8包括，如图6所示，二级集水器8和二级分水器9安装在水平支架11上，二级集水器8和二级分水器9与水平支架11间设有一层木垫，该水平支架11由斜向设置的角铁支架12支撑固定在检查井7的竖直壁面上；根据二级集水器8和二级分水器9的位置错开阀门、连接接头、压力表等部位，清除连接管、二级集水器8和二级分水器9内部的污垢和杂物，安装中断或完毕的敞口处临时封闭以免杂物进入。

如图7~图8所示，检查井7的一侧内壁设置钢爬梯13，检查井7的底部设有集水坑15，集水坑15相对于检查井7向下凹陷，二级集水器8和二级分水器9底部的污水排放管路下设置排水沟14，上述排水沟14与集水坑15联通。

如图9~图10所示，检查井7的中部沿水平方向设置地源汇总管16，二级集水器8和二级分水器9接至该地源汇总管16的前端，地源汇总管16的后部贯穿检查井7一侧内壁通过管路接往机房10，二级集水器8通过地源汇总管接至一级集水器，二级分水器9通过地源汇总管16接至一级分水器。

所述步骤9包括，横埋管6与二级集水器8和二级分水器9连接完成后，穿墙防水施工前对竖向地埋管进行第四次试压，在试验压力下，稳压至少2h，且无泄漏现象。

所述步骤10包括，室内机房10设备主要有地源热泵机组、冷却塔、水泵、热水锅炉、膨胀水箱、自动软水器、补水定压装置等，设备基础完成后，检查设备基础是否满足图纸、设备随机技术文件及规程、规范的要求；对竖向地埋管第五次试压，在试验压力下，稳压至少12h，稳压后压力降不大于3%，即完成施工。

应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1）将竖向地埋管换热器埋入竖向管井内，竖向地埋管换热器包括两根长管和两根短管，采用带压下管，通过压力表读数变化观察下管时竖向地埋管换热器有否损坏；

步骤2）竖向埋管完成后，两根长管露出地面；

步骤3）竖向地埋管换热器下管完成后，每2小时观察一次压力表读数，确认压力表读数有无下降，若有下降，对竖向地埋管换热器的管路进行检修，重新开始步骤3），若48小时后无下降，跳转步骤4）；

步骤4）将压力表从竖向地埋管换热器剪下，封堵竖向地埋管换热器的管头；

步骤5）于竖向管井顶端的出口处插下颜色鲜明的小红旗，写上井号，并将露出的两根长管及压力表绑在旗杆上；

步骤6）开挖基坑，基坑分层多次开挖，每挖出一段管道先剪除一段管道，每次剪除后用胶带将基坑内剩余的竖向地埋管换热器管口封口；

步骤7）基坑挖到垫层标高后，进行水平沟槽开挖，再进行二次竖向地埋管试压，二次试压出现下降，对竖向地埋管换热器的管路进行检修，直至无下降再开始横埋管连接敷设，敷设完毕后进行三次竖向地埋管试压，三次试压出现下降，对竖向地埋管换热器的管路进行检修，直至无下降再进行管沟回填；

步骤8）在竖向管井外部东侧的检查井内安装二级集水器，西侧的检查井内安装二级分水器；

步骤9）进行第四次竖向地埋管试压，四次试压出现下降，对竖向地埋管换热器的管路进行检修，直至无下降再做穿墙防水施工，将横埋管与检查井内的二级集水器和二级分水器连接；

步骤10）安装室内机房机组设备，将检查井连接到机房的一级集水器和一级分水器，安装完毕后进行冲洗、排气及穿墙防水，进行第五次竖向地埋管试压，五次试压出现下降，对竖向地埋管换热器的管路进行检修，直至无下降即完成施工。

2.根据权利要求1所述的一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，所述步骤1）包括，竖向地埋管换热器埋入竖向管井前先进行第一次水压试验，试验压力为1.6MPa，稳压15min以上，稳压后压力降不大于3%，且无泄漏现象；竖向地埋管换热器下管前将压力降至工作压力0.6MPa，然后带压下管。

3.根据权利要求1所述的一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，所述竖向地埋管换热器为双U型结构，每个U型结构包括平行设置的一短管和一长管，短管和长管的底端通过U形弯头连接，短管的顶端和长管的顶端相差一个基坑开挖深度。

4.根据权利要求1所述的一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，所述步骤6）包括，在基坑分层多次开挖的过程中，安排专人跟随挖机看护，防止挖机直接接触竖向地埋管换热器的管道。

5.根据权利要求4所述的一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，竖向地埋管换热器的两长管随着基坑分层多次开挖逐步标记、切断、封堵保护。

6.根据权利要求1所述的一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，所述步骤7）包括，横埋管采用非集管式连接敷设，非同程布置；在基坑开挖至底板面后，进行水平沟槽开挖、管道二次试压、管底垫沙、横管连接敷设、管沟回填。

7.根据权利要求6所述的一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，所述步骤7）包括，采用PE管作为横埋管连接至检查井内的集水器和分水器，开挖后对竖向地埋管换热器第二次试压，确认下管开挖过程中地埋管的完好，施工前用白灰标出管沟开挖宽度及走向，水平开挖，水平挖掘过程中采用水准仪测量实际标高，选择开挖深度，竖向地埋管换热器与横埋管连接完成后，在回填前进行第三次水压试验，试验压力为0.6Mpa，稳压至少30min，稳压后压力降不大于3%，且无泄漏现象。

8.根据权利要求1所述的一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，所述步骤8）包括，所述二级集水器和二级分水器在安装时，根据二级集水器和二级分水器位置错开阀门、连接接头、压力表部位，清除横埋管、二级集水器和二级分水器内部的污垢和杂物，对管路安装中断或完毕的敞口处进行临时封闭。

9.根据权利要求8所述的一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，所述步骤8）包括，横埋管与二级集水器和二级分水器连接完成后，穿墙防水施工前对进行竖向地埋管换热器第四次试压，在试验压力下，稳压至少2h。

10.根据权利要求1所述的一种双U型半沉管地埋管地源热泵空调系统施工方法，其特征在于，所述步骤9）包括，将检查井连接到机房的一级集水器和一级分水器，全部安装完毕，且冲洗、排气及穿墙防水完成后，对竖向地埋管进行第五次试压，在试验压力下，稳压至少12h，稳压后压力降不大于3%。

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