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地源热泵土壤换热器的安装及检验工艺

文章出处:新时代新能源科技有限公司网责任编辑:亿人作者:新时代 人气:-发表时间:2014-12-29 10:48:00

          土壤换热器的安装,而对于热泵机组和空调末端的安装可按暖通有关设计安装规范进行,此文不作说明。土壤热交换器的安装应遵循设计要求,根据现实情况可允许改动,但必须得到现场技术人员的签字同意并且填写更改单报设计。

 

 

一、水平热交换器的安装

1、按给定的设计图划线确定开挖地沟的位置,标定地沟深度,沟深根据施工现情况和地面的用途可适当调整,埋管深度要在当地冻土层以下1~1.5米,但最浅的埋管深度不低于2.5米。管沟底部末端到机身的坡度为0.3~0.5%。沟宽按现场土质也可修改,但管间距离不小于350mm。

 

2、按设计要求,遵照PE管焊接工艺,完成对地耦管的。地耦管的两端头用绞板攻丝,将金属管帽旋紧,防止异物进管。

 

3、按所提供的热交换器的配置,安装在地沟中,采取一定措施,保证管道或配置位置固定平行对称。管的周围不准有坚硬物质存在,并填入部分细砂(细砂土)。

 

1.对地耦管逐个做充水耐压试验,压力为PE管允许工作压力的1.5倍,保压30分钟,表压下降不超过3%,然后释放到工作运行压力,旋紧金属管帽,待集路的连接。

 

2.将各地耦管连接到集路循环管上,并进入机身内,对土壤换热器系统进行充水耐压试验,压力为PE管允许工作压力,保压30分钟,表压降不超过3%。

 

3.冲洗循环管道,达到循环管道出水为清洁状态。

 

4.连接循环泵,使换热器成为一完整的闭路循环系统,开启循环泵,测试运行电压和流量,如达到设计要求,待回填平沟。

 

5.回填各地耦管管道沟,要认真用砂子(细砂)回填管道上方15cm的第一层,清除尖利的石块,其余部分可取挖出的素土经筛子清除杂物后用于回填,根据地表面的用途选用地表层回填用料。采取分层回填,平整压实方法。回填过程中确保地耦管不易被损坏,严禁用机械回填。

 

 

二、垂直热交换器的安装

1.成孔后,要做好垂直换热器安装的准备工作,小豆石屑和细砂堆放在孔口附近,选好回填工据。

 

2.预先制作U型地耦管换热器,换热器下端采用电熔套筒或插入热熔套筒安装沉积式环路器,并固定在特制的导向架内。U型管两端用绞板攻丝旋入金属管帽或焊接PE端帽,防止异物进入U型管内。

 

3.对U型地耦管换热器做耐压检验,在环境温度不高于20℃,压力为U型管路所选用管材的允许工作压力,若环境温度高于20℃时,压力可适当减少但不能低于允许工作压力的0.8倍,保压30分钟,表压下降不超过0.03MPa,然后释放到正常运行压力,旋进金属管帽或焊接PE端帽,以待下井安装。

 

4.井眼钻制完成后,用专用设备或原钻孔机将带压的U型管换热器安装入孔,安装时对双U型管要有四个不同角度向上拉力,使U型管不会弯曲并在四个不同角度分开,保证U型管的入孔达到设计深度。

 

5.回填部分细砂,在回填的同时提升钻杆,防止U型管上浮和防止孔的塌陷,回填至孔深三分之二时,可完全提升安装设施。

 

6.孔的上部三分之一孔深采取钻孔泥浆自行沉积,经沉淀、压实,使井孔填满并保持结构紧密。

 

7.待井孔填满后,对U型地耦管充水观察流水是否通畅,然后加压检验,压力为1MPa,保压180分钟,表压下降不超过0.02MPa,然后做好同一个U型管的标记,封住管口,待循环集路管连接。

 

8.循环集路管均采用热熔焊接,准备热熔焊接设施,按照PE管焊接工艺,将各 U形管汇集在循环管上。

 

9.工程进行过程中,按设计可划区分组连接循环集路管。对要连接的U型管需逐个做泄漏检查,确保无异,准备连接。分组连接的系统充水做耐压检验,压力为设计工作压力的2倍,注意管道的排气,保压120分钟,表压下降不超过0.02MPa 。旋进金属管帽或焊接PE端帽,防止异物进入管内。

 

10.待全部换热器系统连接完毕后,开启清洗泵清除管道内的污物,注意观察流量、运行压力,做好全系统内清洗。然后充水耐压检验,压力为设计工作压力的1.5倍,注意管道的排气,保持180分钟,表压下降不超过0.02M Pa 。

 

11 回填集管管道沟之前,应将集路管和地耦管引出管固定放置端正,排列均匀,不准有折曲或拱起现象以防气堵。清除尖利的岩石和碎杂石,要认真用砂子(细砂)回填管道上方15cm的第一层,清除尖利的石块,其余部分可取挖出的素土经筛子清除杂物后用于回填。采取分层回填,平整压实方法。保持集路管从末端向始端0.3%~0.5%的坡度。回填过程中确保地耦管不易被损坏,严禁用机械回填。

 

12换热器的按装过程均填写记绿并且各自签字负责。

 

 

三、地源热泵土壤换热器系统的连接

PE管的弹性模量较大,易受温度影响,不易露天堆放,避免阳光曝晒。排放要稳妥,防止硬碰刮伤。

 

 

PE管在低温环境中施工要采取保温措施,环境温度低于0℃时不易施工。

 

 

3.1 电熔焊

采用聚乙烯(PE)管道系统电熔焊接操作工艺,此工艺在土壤换热器系统工程中,适合于直径小于Φ50的电熔管件、注塑管件与管材之间的焊接。其操作步骤如下:

1、检查电熔焊机的电源,输出电压及工作是否可靠;

 

2、清除管件、管材内部、外部的灰尘和异物;

 

3、用刮刀刮除管件、管材所需焊接区域外表面0.05mm~0.15mm的氧化层,并保证焊接区域干净、焊接端面平整、无碎屑;

 

4、将要焊接的管材、管件插入到底,并固定好,保证管材、管件之间无应力;

 

5、将电熔焊机的导线插入管件的接线柱内,并保持平衡固定,不准移动;

 

6、按照电熔管件上标注的焊接技术要求和相关参数,手动或自动操作进行焊接;

 

7、开始焊接时,不准有外力影响管件的焊接,更不准移动管件。注意观察孔凸出情况;

 

8、焊接完成后,不准移动管件,按电熔管件上所标注的冷却时间进行自然冷却后,然后取出导线,进行其它焊接。

 

3.2 热熔焊

1、用洁净的棉织物将加热板处理干净,预热加热板,并检查温度是否控制在工艺要求的范围(210℃±10℃)之内;

 

2、对于由液压系统或机械系统驱动的焊接设备,预算系统的熔接压力,检查液压系统动作;

 

A、套管式热熔焊接

1).用刮刀刮除管件、管材所需焊接区域外表面0.05mm~0.15mm的氧化层,并保证焊接区域干净、焊接端面平整、无碎屑;

 

2).将管材或管件在焊机上同时夹紧,并保证端面同轴对齐;

 

3).将预热好并达到要求温度的加热板块就位,并施加一定的压力,将加热板块逐渐插入到一定深度,保持到规定的时间;

 

4).消除压力,将加热板块撤离;

 

5).立即恢复加压,将管材插入管件一定深度,保持压力不变,待达到规定时间,拆卸夹具,焊接结束。

 

B、对接式热熔焊接

1).将管材或管件在焊机上同时夹紧,并保证端面同轴对齐;

 

2).用铣刀铣削待熔两端面,铣削完毕后,立即开始熔接;

 

3).将预热好的加热板就位,使管材或管件铣削后的两端面和加热板贴紧,并施加一定的压力,同时开始第一阶段的计时;

 

4).待熔融环的高度达到标准高度时,使施加的压力只保留拖动力施压,同时开始第二阶段的计时;

 

5).时间达到标准要求时,进入第三阶段,拨动进给手柄,松开两端管材或管件,取出加热板;

 

6).平稳闭合管材或管件,当压力升至规定值时,开始第四阶段计时;

 

7).第四阶段完成后,若有必要可减少压力,并重新开始第五阶段(冷却)计时;

 

8).冷却结束后,拆卸夹具,焊接结束。

 

          注意:以上焊接过程中严禁受到外力的冲击,也不能采用任何强迫方法冷却。直径大于Φ160的管件或管材的连接应采用液压式自动热熔焊机,对于直径小于Φ160的管件或管材可采用手动压力热熔焊机。操作过程等同于自动熔焊机,操作时间的计时,根据管件上标注的技术要求和工作经验观察现状,来控制动作。

 

 

四、土壤换热器的沟孔回填材料

         水平埋管的环路管和集管的回填,主要是在管的四周回填有一定厚度的表面无尖凸的细沙。其它深度的材料可根据地表面的不同用途选用适当的材料。竖井填充的目的是固定U型管在井孔中的位置,填充材料要求有良好的热传导率、较高的渗水率,保持地耦管周围有较高的含湿量,提高热传导率,相对也抵消了U型管内的静压力,在有关的文献中介绍了几种填充材料,主要为水泥浆、膨胀土及聚合物膏剂等。但实际回填用料的配置是根据地区、土壤结构和水文地质的不同而有所差异的。在大部分地方钻孔时取出的泥浆凝固后收缩很小,此泥浆用作回填效果很好。在粘土含量较少的砂质砾岩、砂质粉砂地方,可渗入膨胀土(3%—5%),在粘土含量较多的粘性松散岩地方,可渗地质细硅砂和部分小豆石混合搅拌成颗粒状胶溶体,只有在特殊地方加入少量水泥。灌注井孔后,经沉积、压实,胶溶体与原地质结构紧密的胶结在一起,保持了较高的热传导性能,有利于传热。

 

 

五、膨胀水箱容积和安装

          膨胀水箱的容积,一般为系统水容量的2%~3%。估算时膨胀量约1升/千瓦,为了实现定压功能,使系统在静止和运行时不发生倒空、超压现象,并保证有排气功能。膨胀水箱的底部要高于系统最高点1~1.5m。保证水箱与系统的连接点的压力为一固定压力点。膨胀水箱与系统的连接管不准安装任何形式的阀门。膨胀水箱和补水箱可合并使用,需在膨胀水箱上部安装自动补水器和溢水管。

 

 

六、地耦管换热器的防菌防藻

          中央空调系统中的两个闭路水循环系统中的水,在相关的物理、化学、微生物等因素作用下,容易出现结垢、腐蚀、污物沉积和菌藻繁殖现象,造成换热效率降低、管道阻塞。选择YZ型防腐阻垢剂注入循环水中可以抑制细菌和藻类的繁殖生存。

 


七、检验

          土壤源热泵中央空调系统的机身和空调部分的检验按现行的有关检验标准进行。本章只作地耦管土壤换热器部分的说明。

地耦管土壤换热器的检验:

 

(1)地耦管材料的进场检验

①外观:管材的内外表面应清洁、光洁、光滑,不允许有气泡,无明显的划伤、凹陷、杂质、颜色不均等缺陷,管端应切割平整,并与管轴线垂直,管端头装有管帽。管件应不透明,内外表面应光滑、清洁且无裂纹空隙和其它表面缺陷,无可见杂质,管端沿管材轴向垂直切割平整。

 

②规格: 外径 Φ±0.5mm 壁厚 η±0.2mm

 

③耐压:按5%的比例抽检(每批不少于两个单元),对抽检样品作耐压检查,在环境温度不高于20℃时,按照规格允许工作压力的1.5倍进行加压,若环境温度高于20℃时压力可适当减小,但不允许低于允许工作压力的1.2倍,打压后保压30分钟,无变形、无破裂无渗漏,则证明此批合格。

 

 (2)地耦管连接成型的检验

④管材与管件的焊接要饱满、整洁、无变形。

 

⑤做耐压检验,在环境温度不高于20℃,压力为U型管路所选用管材的允许工作压力,若环境温度高于20℃时,压力可适当减少但不能低于允许工作压力的0.8倍,保压30分钟,表压下降不超过0.03MPa。

 

(3)地耦管换热器系统检验

⑥管材与管件地焊接要饱满、整洁、无变形。

 

⑦集管的安装,管间距离大于350mm,并且平行并排,始末端有名显的坡度,不准有拱起现象。

 

⑧做耐压检验,压力为设计工作压力的1.5倍,注意管道的排气,保持180分钟,表压下降不超过0.02M Pa 。

 

(4)回填的检验

⑨集管的管沟深度按设计要求检验。

 

⑩管沟内管的四周应为细砂或粉状土质管沟回填用料不准有大形的异物。

 

回填后要压实,地表面平整。

 

 

八、系统的调试与验收

1地源热泵系统调试应分冬、夏两季进行,并编制调试报告。

 

2地源热泵系统运转、调试与验收应符合现行国家标准和相关规定。

 

3地源热泵系统正常运转一年后,召集有关单位人员和有威望的学者,对运行实际纪录、测试性能、验收报告分析和研究并作出评价。

 

4 实际纪录包括:系统运行达到正常平稳后,系统压力、温度、流量、空调参数、耗电及时间。

 

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