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地源热泵打井技术与PE管施工工法

文章作者:zhuobo 发布时间:2020-12-29 17:11:20 浏览次数:0

      很多人都不清楚地源热泵打井技术与 PE管施工工法的工艺特点,今天就有金淮润塑胶厂家来为大家介绍这方面的知识吧!

地源热泵打井技术与PE管施工工法

地源热泵打井技术与PE管施工工法

地源热泵打井技术与PE管施工工法

  双U型竖直地埋PE管施工法

  1工法特点

  1、 PE 管具有化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小等特点,施工方便,是地埋换热管的理想材料,竖直管段通长无接头。

  2、 竖直地埋 PE 管施工与钻井施工等配合密切,有别于一般 PE 管安装。

  3、 双U型竖直管施工比单 U 型难度大,其单位井深换热量高,可以减少钻井数量,有效减少占地 面积。

  4、系统对管路强度、严密性要求比较高,通过多次试压、保压来检验系统严密性。5、 双U型钻井直径大,井深可达 70m,为便于顺利钻井、防止井壁坍塌,采取高浓度泥浆护壁。适用范围适用于地源热泵系统的双 U 型竖直地埋 PE 管。

  工艺原理

  1、 竖直地埋PE 管管径一般在 50mm 以下,埋管越深,换 热性能越好,比较深的 U 型管埋深已达 180m。双 U 型 PE 垂直管 埋设,管材一般为 PE80 D32×3.0、SDR11 级地源热泵专用管, 钻孔孔径φ300,采用高浓度泥浆护壁钻孔方法。

  2、 竖直管定做,中间不设接头。

  3、 保证管子的间距,防止竖直管路热短路,保证承压、防渗漏的质量要求。

  2 钻井

  2.1 熟识系统施工平面图,丈量钻井场地,并对该系统图纸进一步审核,确定井位、组别、区域、数量、孔径、深度。一旦确认严格按图施工。

  2.2 实地处理地表、绿化、障碍物等,使该地块与施工平面图相符,并能实施钻井作业。

  2.3 钻井布孔放样,孔位误差、偏移应保证在 0.1m 以内。

  2.4 钻井机采用电动φ300 型,开孔用>φ350 套管护壁,钻杆应与水平面保持垂直,较大角度偏差允许在 1o 以内。钻井架一定要定位正确,稳固牢靠。

  2.5 钻井施工时安排好交叉施工措施,落实泥浆排放和沉淀措施,一般采用挖泥浆池、泥浆沟沉淀,以免泥浆泛滥影响工程施工。

  2.6 钻井时发生钻入困难现象比较常见,可以采取加大泥浆浓度的办法。

  2.7 单孔钻井完毕一定要检查钻孔深度(以钻杆长度测算),深度一定要保证设计值±0.2m。并检查井内 是否有缩井现象,如果有一定要采取措施进行护壁,以免下垂直管发生障碍。

  3 垂直双 U 管预制

  3.1 检查 PE管质量,应有出厂合格证,质检报告和生产许可证。现场检查管径、壁厚、光洁度和色 泽。

  3.2 PE管堆放一定要选择平整的地块,尽量是室内,夏天防止在烈日下爆晒,冬天 0℃以下不准露天 灌水存放。

  3.3 垂直管中间不允许套接。用二个 D32 弯头与垂直管二根热熔承插焊成一个 U 型管。向U型管内 注水对U型管试压,试验压力为工作压力的 1.5 倍且不小于 0.6Mpa,当工作压力大于 1.0Mpa 应为工作 压力加 0.5Mpa。保持 15 分钟压降在 3%内视为合格。随后封死 PE 供回水管。

  3.4 垂直管制作完成后 U 型管底部安装φ250 定位器 圈,以防管底磨损和下管时损伤 U 型弯,并能防止 U 型 管上浮,做到正确定位。

  4 垂直放管

  4.1 井内垂直放管是一个集体、团队工作,一定要有 7 个以上工人参加,应互相配合统一指挥,做到 PE 管不落 地拖拉,不弯曲无死角,在放到一根钻杆长度时加扎一 个φ200 的隔离钢圈,以防供回水管热短路。

  图 5.4.1-1 PE 管隔离钢圈

地源热泵打井技术与PE管施工工法

  4.2 一般垂直管放到位后,地面留有 1m 左右外管供接水平管用,随后应立即用膨润土和细砂混合浆 向孔内回填。

  5. 检修井制作安装

  5.1 每孔有二组U 型管(供回水管)分别进入检修井,成一个回路到水平总管后进机房,每组 U 型 管供回水管段设 PE 承插式截止阀,即可关闭任何一个回路,有利于地下管的保养和检修。

  6.1 根据施工图纸对 PE 管垂直井进行划组、分区与水平管连接,特别应注意的是水平管一定要保证同程,并使每个区域、组别水流量平衡,若因井距和其它因素造成不平衡,应加设平衡阀以使其流速、流 量平衡。

  6.2 根据水平管变径大小,尽量在地面上预制好水平管组件,以减少在地沟内作业不便。

  6.3 用小型挖掘机掘出管沟,沟深一般在地面以下 1.5m 左右,沟底宽不小于 700mm。

  6.4 水平埋管供回水管之间应有 0.5m 以上间距,以防热短路。

  6.5 挖掘管沟完成后,平整拍实沟底,将预制的水平管放入沟底,进行热熔承插焊接,对接或电熔焊接。6.6 在水平沟下焊接 PE 管时一定要清洗焊接口,完全干燥后方能热熔焊。

  6.7 完成组别或区域的水平管焊接后,应进行区域试压。

  6.8 试压验收合格后,分组、分区回填,一般回填采用原土回填,首先由人工筛选回填物回填,厚 度不小于 300mm。当发现底部有坚硬物料或弹簧土时,应向沟底和管面回填部分沙子和混合沙土,以保 证水平管埋设质量,回填结束后应压实回填料,使其密集,并有一定的抗压能力,不被器物和车辆进出而破坏。临时外露管口一定要严密封口,防止杂物进入。

  7 PE 管焊接

  7.1 U型 PE 垂直管和水平 PE 管应采用热熔焊接,管径大于 63mm 的一般采用对接热熔焊接,不管哪 种焊接其焊接部分抗拉和抗压强度都应该高于原管强度。若因施工场地限制,确实无法进行热熔焊接时,可采用电熔焊接。

  7.2 热熔焊接设备采用机动或手动对接热熔焊接机和承插热熔焊接机,有台式和便携式两种。承插式热熔温度为 260±10℃,对接式热熔温度为 200~210℃。

  7.3 承插热熔焊接操作先开启承插热熔焊接机,使其达到设定温度值,焊件插入同规格的凹凸模具 上使焊件表面熔化,同时拔出管件,对准管线,水平均匀用力推入相应深度,冷却后即焊接完毕。注意热熔温度和均匀水平用力不致造成管内翻边而影响水流量。若发现翻边超标,一定要重新制作。翻边尺寸 标准为小于管径 8%。

  7.4 对接热熔焊接操作首先利用热熔焊机刮刀盘,固定管件在刮刀盘两侧,刮刀盘转动均匀刮削管件两端平面,使其完全平合,然后推出刮刀盘,装入电热板压紧,管件两平面电热板加热至热熔温度, 管件两端平面熔化,迅速退出电热板,压紧管件两端使其均匀粘结,应严格控制热熔温度、时间和力度,待完全冷却后才能移动管件。7.5 特殊部位热熔焊接不能操作的情况下,则采用电熔焊接,向电熔焊接件通电,使管件内部熔丝

  8 地埋管清洗和试压

  8.1 所有地埋 PE 管预制后,试压前一定要清水清洗,待确认管内无杂物后方可实行试压。

  8.2 地埋管试压是保证地下隐蔽工程的重要工作,试压介质为水,其水温高不得超过 40℃。

  8.3 地埋 PE 管试压一般不少于 4 个部分。①U 型管预制后单管试压,将熔接好的 U 型管一头接压力 表,另一头用钢塑转换接头连接试压泵,注水,开启压力泵,保压 15 分钟压降<3%视为合格,然后用热 熔焊机将 PE 管的进出口熔焊闷头,待埋管使用。②U 型管垂直埋管回填后试压,操作顺序同上。③组别 试压同上。其保压时间为 1 小时,压降<3%。④系统试压,待全部地埋管系统完成,各部分都经试压合格,管路汇集到集、分水器后才能对系统进行试压,保压时间为 24 小时以上,压降<3%以内视为合格。

  材料与设备

地源热泵打井技术与PE管施工工法

  本工法所使用的主要施工设备机具如下表6.1:

  表6.1 主要施工设备机具一览表

  9 质量控制

  9.0.1 钻井成孔质量是做好垂直管的关键,因此需控制好钻井位置偏差在 0.1m 以内、钻机钻杆垂直度较大角偏值在 1o 以内、钻井深度达到设计值±0.2m、并采用高浓度泥浆护壁防止井壁塌陷和缩孔。

  9.0.2 双 U 型 PE 管制作以及试压合格是系统投入正常运行的保证,一般需进行四次试压,分别是:双 U 管预制完毕插入钻孔前试压,插入钻孔并灌浆后保压 1h;竖直管与环路集管装配完成回填前试压;环压。四次试压稳压时间分别不少于:15min、30min、2h、12h,压力降不大于 3%。

  9.0.3 由于双 U管在钻孔内布置有四根 PE 管,为防止供回水管之间直接接触形成热短路,垂直下管时 需每 4m 在 PE 管上用尼龙扎带固定一个φ200 的钢圈支撑架。

  9.0.4 施工过程中严格防止砂石等杂物进入 PE 管,每完成一段管道一定要进行临时封堵。系统完成后进 行冲洗。

  10 安全措施

  10.0.1 特种作业人员如钻机操作手、焊工一定要持证上岗。

  10.0.2 现场用电设备较多,且区域范围大,属于露天作业,电线不得乱拖、乱拉。材料运输、堆放时,一定要注意保护好电线,防止碰砸电线。现场施工机电设备均应有良好的三级防护装置。电动机械及工 具应严格按一机一闸制接线,并设漏电保护开关。

  10.0.3 PE管热熔焊接操作切忌皮肤接触热熔板、模,以防烫伤。

  11 环保措施

  11.0.1 钻孔产生的泥浆定期外运,防止现场泥浆四溢。

  11.0.2 采用电动钻机,以减少噪音和废气排放。

  12 效益分析

  12.0.1 由于采用双U 型垂直管,钻孔数量减少将近一半,钻孔费用降低,钻孔占地面积也节约近一半。

  12.0.2 垂直管检修连接井数量相应地减少一半,维护管理相对集中。

  12.0.3 由于有温度相对稳定的地热源,地源热泵系统比普通风冷热泵空调节能 50%左右,供热时没有 燃烧过程,避免了大气污染,供冷时不需冷却塔,避免了噪音及废热向大气排放,具有明显的节能和环 保双重效益。

  13 应用实例双 U 型PE 

       竖直地埋管已应用于宁波诺丁汉大学可持续环境研究院楼工程中,经两个供暖、制冷期运行,系统工作良好。宁波诺丁汉大学可持续环境研究院楼位于宁波市高教园区,地上五层、地下一层,总建筑面积为1556m2。该工程在 2009 年法国戛纳影节宫举行的国际房地产投资交易会上荣获“绿色建筑奖”,这是一个来自中国的获奖建筑项目;同时该项目为 2007 年度浙江省第①批建筑节能示范工程,并于 2009 年通过了省建设厅组织的专家验收。该工程采用地源热泵空调,室外采用双 U 型竖直 PE 地埋管, 设地源热泵空调主机一台,室内空调采用天棚辐射顶加新风方式,地下室夏季采用地板新风置换系统,冬季新风采用地风管预热方式;主楼夏季新风由屋面新风空调提供,冬季采用向阳面双表皮玻璃预热新 风并经各层地板下翅片散热管加热方式。地源热泵系统钻井 20 个,井深 70m,孔径φ300mm,井距 5.6m×7m,采用双 U 型管垂直埋设,垂直管总长 5680 m,管材为 PE80 型SDR11 级 D32 PE 管。水平管同程敷 设管材为DN40-DN80 的 PE 管,公称压力 1.0MPa。井内每组供回水管均进入检修井,并联连接总水平管进入机房。

  以上就是我们金淮润塑胶厂家为大家汇总的地源热泵打井技术与 PE管施工工法,相信通过文章大家能学到很多知识。想了解更多关于塑胶管的知识,随时与我们取得联系。


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