如何選擇地源熱泵地埋換熱孔回填材料？
時間:2022-02-13
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我們知道地源熱泵和一般的空調(diào)不一樣，它是被安裝在地下面的，所以在施工完成之后，還有一個回填的過程，回填和安裝同樣重要，回填的好，才可以避免以后不出現(xiàn)麻煩。
地源熱泵實際就是用于填充地下?lián)Q熱器與地層之間的填充材料，最佳的是將在鉆孔過程中所排出的地層的土或巖石進(jìn)行回填，以獲得與地層相一致的導(dǎo)熱性能。但是由于施工過程的影響，這些排出的巖土體受到了擾動，已經(jīng)發(fā)生了本質(zhì)性的改變，不具有與原有地層參數(shù)相同的性能，所以這種做法具有很強的局限性。一般來講，回填材料可以用與地層相近的材料，如膨潤土、水泥、砂等充填、夯實。這樣既方便又有效，而且已經(jīng)在許多工程案例中得到了有效的利用。
一般來講，回填材料可以用與地層相近的材料，如膨潤土、水泥、砂等充填、夯實。這樣既方便又有效，而且已經(jīng)在許多工程案例中得到了有效的利用。若直接采用膨潤土與水泥混合，它們成型后，具有很強的可塑性。而且由于膨潤土自身的吸水膨脹性，這種情況下形成的塊一段時間后，由于失水產(chǎn)生嚴(yán)重收縮并開始出現(xiàn)大量的裂縫而無法測量其導(dǎo)熱系數(shù)。所以在實際工程應(yīng)用中 , 直接采用這兩種物質(zhì)混合，不適于用作回填材料。
直接采用膨潤土與水泥混合，它們成型后，具有很強的可塑性。而且由于膨潤土自身的吸水膨脹性，這種情況下形成的塊一段時間后,由于失水產(chǎn)生嚴(yán)重收縮并開始出現(xiàn)大量的裂縫而無法測量其導(dǎo)熱系數(shù)。所以在實際工程應(yīng)用中 , 直接采用這兩種物質(zhì)混合，不適于用作回填材料。
膨潤土中加入一定量的細(xì)砂后的混合物，導(dǎo)熱系數(shù)隨著砂的加入量的增加而呈現(xiàn)非線性增加，但隨著砂的加入量的增加 , 其施工難度受到一定的影響。并且它的養(yǎng)護時間對導(dǎo)熱系數(shù)也有一定的影響 , 隨著養(yǎng)護時間的增加，導(dǎo)熱系數(shù)往往呈增加的趨勢。
對水泥、砂作為回填料進(jìn)行實驗研究，采用水泥和砂作為基料 ,由于水泥含有大量礦物成分而且砂的主要組成成分為 SiO2 , 其導(dǎo)熱系數(shù)明顯提高?；靥钔恋膶?dǎo)熱系數(shù)隨著含砂量的增加而增加 ,當(dāng)采用膨潤土與砂配合進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)的測量時發(fā)現(xiàn) , 當(dāng)砂的置換率增加時 , 其導(dǎo)熱系數(shù)也隨之增大。但當(dāng)砂的置換率過高(超過 80 %)時 , 其可泵性（施工難度）受到了一定的限制。
由于膨潤土具有很強的吸水膨脹性 ，失水后出現(xiàn)大量的裂縫以及空隙 , 嚴(yán)重影響了其導(dǎo)熱系數(shù)且一般在 016～019W/ m· K, 所以不適合于單獨用做回填材料。在所有的回填材料中 ,以水泥膨潤土在飽和狀態(tài)下最低 ,所以實際應(yīng)用中 ,推薦使用非飽和態(tài)。
導(dǎo)熱系數(shù)是隨著 W/ C 值的減少而增大;當(dāng)回填材料中的含水量超過了基料水解所需的含水量時,回填材料將會失水而產(chǎn)生一些空隙,降低導(dǎo)熱系數(shù);
回填材料中使用大顆粒的骨料（比如砂）是提高其導(dǎo)熱系數(shù)的一個有效的辦法：一方面它可以降低回填材料失水后的收縮、開裂 , 但另一方面必須考慮回填材料的可泵性（費用增加）。
地源熱泵因為被埋在地下面，所以即使是惡劣的環(huán)境，對其傷害也是非常小的，在回填后，正式的投入運行之后，地源熱泵基本上就不需要再進(jìn)行搭理了，可以省去很多的勞動力。因為控制系統(tǒng)做的非常好，所以即使是沒有人在旁邊看守，也能正常的完成運行工作。
我公司的回填材料為我公司專業(yè)回填材料配比為：水泥:細(xì)沙:水:膨潤土=30:20:35:15 。導(dǎo)熱系數(shù)為：1.8～2.1j/(m·s·K)。此回填材料配比無論從實驗室測試到實際工程跟蹤測試均為較佳配比。
