1、地源热泵系统地埋管换热器施工技术规程 解读与剖析 目录目录一规程编制背景与意义二规程编制批准单位与参编单位三规程编制内容四结论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规范（GB50366-2005）中只做了简略规定，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善解决，不能准确指导地埋管换热器施工。因此编制本规范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，通过本规范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、可靠运行提供现实支撑。目录目录一规程编制背景与意义二规程编制批准
2、单位与参编单位三规程编制内容四结论2.1 规程编制批准单位规程编制批准单位 2009年12月，根据中国工程建设标准化协会关于印发的通知（建标协字201003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：南京丰盛新能源科技股份有限公司华东建筑设计研究院有限公司上海现代华盖建筑设计有限公司主要起草人：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 朱伟峰目录目录一规程编制背景与意义二规程编制批准单位与参编单位三规程编制内容四结
3、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
4、行热交换的一种液体。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行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
5、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采用中、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 用干净的水冲洗孔洞，去除钻孔中泥浆的残渣，去除施工表面积水，尽量让孔洞完全干燥，湿式钻孔一般是钻头旋转钻孔方法。2.0.11 裸孔钻孔 指地质分层较为简单，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
6、2.0.12 潜孔锤钻孔 用镶齿钻头，通过汽动或液动冲击器破碎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 管材插口外表面和管件承口内表面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。
7、2.0.17 监测孔 用来长期监测地下岩土层温度，便于观察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，不宜进行地埋管换热器施工。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 垂直钻孔时应符合下列规定：1.垂直钻孔时，由于地质原因或施工困难需调整钻孔深度或孔距时，必须征得设计
8、方同意。2.钻孔处土壤不牢固或存在孔洞、洞穴等导致成孔困难时，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，及时排除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，及时把地埋管换热器安装至管孔中，带压下管，然后进行回填，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，应进行水文地质观测。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
9、孔方法。4.在卵砾石层和复杂地层中钻孔时，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 钻孔时应采取措施保护环境：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行喷洒，凝结后的粉尘浆宜用彩条布在孔口进行围拦。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，避免雨水侵入。3.4 布布 管管4.0.1 地埋管及管件应符合下列规定：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
10、管件必须逐段进行外观检查，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行检漏试验；地埋管及管件存放时，应避免阳光直接照射；搬运和运输时，应小心轻放，宜采用柔韧性好的皮带、吊带或吊绳进行装卸，不应抛摔和沿地拖拽。4.0.2 地埋管应根据管孔深度，在地埋管段上每间隔10m15m做出标记或标识，便于施工过程中掌握实际下管深度。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，应需根据施工现场实际情况决定，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行冲洗。4.0.4 布管方法包括人工布管和机械布管，应优先采用机械布管。4.0.5 布管时应
11、避免管道与地面接触；在管孔处宜放置衬垫物品。4.0.6 地埋管内应充满水并带压下管，同时在地埋管下部应挂配重块或采取固定措施防止地埋管上浮。4.0.7 地埋管换热器底部应采用保护措施，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行。4.0.9 竖直地埋管换热器安装完毕后，应立即灌浆回填封孔。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行校对，应在施工现场进行外观检查，符合要求方可使用。每次连接完成后，应进行外观质量检验，不符合要求的必须切开返工。每日施工结束后，管口应临时堵封。在寒冷气候或大风环境下进行连接操作时，应采取
12、保护措施或调整施工工艺。5.0.2 所有埋地管应采用热熔或电熔连接。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，应采用热熔承插连接；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，应采用热熔对接连接。对于高密度聚乙烯（HDPE）管段和管件之间的连接，宜采用专用设备进行热熔连接；在用于地埋管换热器时，聚丁烯（PB）管应采用承插连接。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下列规定：1.对接管段均应材质一致，应采用同一厂家配套材料；2.对接管段外径、壁厚应一致；待焊管材和管件内
13、外表面，尤其是端 口附近应光滑平整，无异状；3.管材尺寸偏差等应满足要求；4.对接管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情况，清理加热板，将焊机各部件电源接通，应设有接地保护装置；6.按焊机给出的工艺参数设置加热板温度至焊接温度；7.若是自动焊机，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下列规定：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，应采用机械加热工具。加热完毕后，应立即退出加热工具，用均匀外力将插口伸入承口达标线深
14、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下列规定：1.对接管段应材质一致，宜采用同一厂配套材料；2.对接管段外径、壁厚应一致，误差在允许的范围内；3.待焊管材和管件内外表面应光滑平整，无异状；对接管段均应具有与焊机匹配良好的加工与焊接性能；4.寒冷气候、大风环境下焊接时，应采取保护措施；5.需焊接的管道表面，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，严格按照焊机说明书和管件条码规定的时间值进行焊接；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
15、时，应采用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，宜采用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，宜采用钢塑法兰连接。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，不得采用直管道煨制弯管接头；现场施工时不得采用两个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，应及时密封。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
16、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，并根据现场钻孔情况进行调整。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，回填料应采用网孔不大于15mm15mm的筛进行过筛，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紧密，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，且应采用固定措施。3.6
17、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保护管道，管道连接并试压验收合格再进行回填，若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的素砼保护层。6.0.5 灌浆回填前应对地埋管换热器进行试压及通水流通试验，确认无泄漏及堵塞现象后方可进行回填。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立即灌浆回填。6.0.7 当埋管深度超过40m时，应设置灌浆管，宜采用机械灌浆。灌浆回填应在周围临近管孔布管完成后进行，对于易塌管孔应在布管完成后立即灌浆回填。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
18、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，应进行现场检验，并提供检验报告。检验内容应符合下列规定：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3.0.5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
19、管顶端宜设防堵保护罩，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行冲洗。地埋管换热系统充注防冻液和防腐液前，应进行排气。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达到设计要求。7.0.7 灌浆回填材料应符合6.0.1的规定。7.0.8 地源热泵系统应选择部分有代表性的地埋管换热器安装温度传感器作为监测孔。监测孔应符合下列规定：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
20、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，应注意布管和回填过程中对温度探头的保护，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。目录目录一规程编制背景与意义二规程编制批准单位与参编单位三规程编制内容四结论4 结论结论 通过规范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可靠运行，具有较高的现实意义。
