宋 炜
（中铁建设集团有限公司，北京，100040）
【摘 要】在现代建筑中，暖通工程是非常重要的组成部分，能够通过供热系统和空调系统，对建筑内部的环境进行调节，为人们提供更加舒适的生活和工作环境。但是，传统的暖通工程需要消耗大量的电力能源，增大了建筑能耗，同时在运行过程中会产生一定的污染，并不适应当前可持续发展的大背景。在这种情况下，地热源泵技术凭借良好性能优势受到了技术人员的关注。本文对地源热泵技术的概念和特点进行了分析，并对其在暖通工程中的应用进行了研究和讨论。
【关键词】暖通工程；地源热泵技术；运用
前言：
最近几年，伴随着社会经济的稳步发展，人们的生活水平有了巨大的提升，对于自身的居住环境也提出了更高的要求，带动了建筑行业的发展。而在当前可持续发展的大背景下，节能降耗成为建筑工程项目建设中一个非常重要的环节，受到了社会各界的广泛关注。暖通工程是现代建筑中最为关键的组成部分，同时也是能耗最为严重的部分，具有良好的节能潜力，如何实现暖通工程的节能降耗，是建筑技术人员重点研究的课题。
1、地源热泵技术的概念与特点
地源热泵，是一种利用浅层地热能源（地下水、土壤、地表水等的能量），实现制冷或者供热的高效节能系统，主要是将传统空调系统中的蒸发器或者冷凝器埋入地下，利用中间介质，在相对封闭的环路中，经过大地进行循环流动，从而实现与大地的热交换，达到制冷、供热或者调解空气的目的。
在实际应用中，地源热泵可以分为三种不同的类型，分别是地埋管型热泵、地表水源热泵以及地下水源热泵，地埋管是适用性最广的一种，这是一种封闭式系统，主要是以循环液在埋设于地下的管道中循环流动，从而实现系统与大地之间的热量传递，其主要工作原理是在冬季，从土体或者浅层水体中吸收热量，为建筑提供供暖；在夏季，将建筑内部的热量吸收并释放到土层中，达到制冷的效果[1]。
地源热泵技术具有几个非常显著的特点，一是环保，地源热泵不存在燃烧过程，也没有污染物的产生和排放，属于一种绿色环保技术，不会对周边环境造成污染；二是长效，通过冬季的吸热以及夏季的放热，形成一个良性循环，从而使得地下的温度始终处于一种相对稳定的状态，能够实现长效利用；三是可再生，地源热泵利用的是地热资源，而地热资源的实质是太阳能，因此具有良好的可再生特性，可以将其看作是一种对可再生能源进行利用的技术；四是节能，地源热泵系统在运行过程中，不需要消耗过多的能源，因此具有良好的节能效果。在制冷时，与传统的暖通空调系统相比，地源热泵系统的运行效率能够高出约35%-50%，而在供暖时，相比于常规的热力管网系统，地源热泵系统的能耗可以降低23%-62%。这种技术利用清洁可再生的地热能取代了常规电能，而且以水作为循环介质，不会对环境造成污染。
不过地源热泵技术在实际应用中同样存在着一定的缺陷，一是对于地质条件和气候条件等自然因素有着较大的依赖性，适用范围相对有限，二是在初期建设中需要投入大量的资金[2]。
2、地源热泵技术在暖通工程中的应用
在建筑暖通工程中，地源热泵技术的应用需要关注几个关键性的问题：
2.1适应性分析
在应用地源热泵技术前，应该首先做好区域气候以及地形地质的勘查和分析工作，确保该地区的气候条件以及地质条件良好，能够满足地源热泵技术的使用要求，避免盲目使用的情况。
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2.2钻孔施工
在进行钻孔施工前，同样需要对施工现场进行全面细致的勘测工作，并对场地进行清理，为钻孔提供良好的基础。同时，应该做好与建筑工程其它相关专业的有效衔接和交叉，如土建、给排水管道、电缆等，避免出现重复施工的情况。另外，应该参考设计施工图纸，对钻孔的数量进行安排，并对孔位、孔径、孔距等相关参数进行明确，做好相应的测量放线工作。在准备工作完成后，需要进行钻机的就位，始终保持钻机钻杆处于垂直状态，将垂直偏差控制在0.5%以内，水平偏差控制在1%以内，以避免对已埋设管道的破坏。
按照设计规格，在钻孔的两孔之间挖设相应的泥浆池，对钻井机施工中的用水进行承载，以保持施工现场清洁，避免水流对于施工的影响。钻孔过程中钻出的渣土应该及时运走并选择恰当位置集中堆放，使用土工布等进行覆盖，防止出现扬尘现象。同时，为了避免在钻孔过程中出现塌方问题，应该做好泥浆护壁工作。在钻孔完成后，必须及时进行验收，对发现的问题进行处理和解决，确保钻孔的质量能够满足地埋管的施工要求。
2.3管道组装
在地源热泵系统中使用的U形管一般都会在施工现场进行预组装。组装前，需要在现场清理出一片相对平坦的地面，清除表面杂物，将管材平放，避免其局部受压引发变形或者破损，以保证管道组装的效果。在对管材进行堆放时，需要将堆放的高度控制在2m以内，采用成箱的方式进行堆放和存储。对于HDPE管材，在存放过程中应该使用土工布或者防晒网进行覆盖，避免其长期暴露在烈日下。
在进行管道的组装时，需要对其热熔管口进行清理。对于管道直径在50mm以内的管材，应该利用旋转切刀进行切割，而对于管道直径在50mm以上的管材，则可以采用锯弓进行切割。管道组装完成后，还需要进行试压工作，看其是否能够承受地下的压力，待试压合格后，才能够进行埋管施工。不仅如此，在完成回填后，需要再次进行管道试压，确认无误后对水平管道进行连接。而该工序完成后同样需要试压，然后进行土方回填，如此循环施工，直到所有的管道连接完成，还需要最后进行试压。在对HDPE管道进行连接时，可以采用热熔连接的方式，而如果需要与金属管道连接，则可以采用法兰连接法。在管道连接作业中，应该做好相关设备与配件的检查与核对，确保其外观质量良好，规格一致，以免对施工质量造成影响和干扰。
2.4管道布设
管道组装完成后并且做好相应的准备工作后，可以进行下管和布管作业。下管前，需要对管道进行试压和冲洗，同时确保下管的位置准确，速度快，如果停留时间过长，则钻孔内可能会出现积压问题，增加下管的难度。从下管质量方面考虑，可以采用预制砼导头下井法，利用混凝土制作大于管道直径但是小于钻孔直径的导头，通过重力作用实现下管。需要注意的是，在下管过程中，必须避免在地面对管道的拖拉，防止出现管道弯曲下放困难的情况。以2-4m为间隔，应该使用固定支卡对U形管进行分隔，避免出现热桥效应。同时，需要对相邻管道的间距进行合理规划，对有限的空间进行合理利用，避免管道相互紧贴的情况。下管完成后，应该对管道两侧进行封堵，做好保护工作，以免杂物进入影响施工质量。
3、结语
总而言之，在当前的时代背景下，能源与环境问题成为阻碍社会可持续发展的关键问题，也受到了人们的广泛关注。地源热泵技术在暖通工程中具备良好的应用效果，能够实现良好的节能减排效果，应该得到足够的重视，进一步加大技术创新力度，提升其适用范围，推动我国建筑行业的持续健康发展。
参考文献：
[1]石丰.暖通工程中的地源热泵技术的应用[J].房地产导刊,2014,(6):187.
[2]刘辉军.暖通工程中的地源热泵技术及其应用[J].科技与企业,2015,(18):194.
论文作者:宋炜
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年4月总第209期
论文发表时间:2016/6/15
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