地埋管地源热泵系统在某公路局大厦中应用.doc

地埋管地源热泵系统在某公路局大厦中的应用
· 苏登超 杨晶
（山东建筑工程学院地源热泵研究所，济南 ）
摘要：通过滨州市公路局公路大厦地埋管地源热泵系统在系统的选择、设计及土壤热交换器施工方面的考虑因素及经验方法。关键词：地埋管地源热泵系统；土壤热交换器；型管

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地埋管地源热泵系统通过循环液（水或以水为主要成分的防冻液）在封闭的地下埋管中流动，实现系统与大地之间的换热，再把此热量传递给热泵机组进行制冷制热，属于地源热泵技术中的闭式系统。通常地埋管地源热泵消耗的能量，用户可得到以上的热量或冷量，可达以上，这在风源系统中是很难达到的。它具有环保、高效、节约能源等特点，是真正的意义上的绿色空调。
项目概况
建筑概况
本工程主体为“滨州市公路局公路大厦”，总建筑面积，建筑高度，地上二十层，地下一层。本工程为集办公、餐饮、宾馆为一体的综合性建筑。
空调概况
本工程空调系统大空间部分采用吊装柜式空调机，办公室采用风机盘管，十四层以上客房部分采用风机盘管加新风系统。
空调室内设计参数
夏季：℃，∮
冬季：℃
集中式空调系统冷热源由地下室制冷机的三台地源热泵冷温水机组提供，每台热泵机组供冷量为，供热量，夏季冷冻水供回水温度℃℃，冬季热水供回水温度℃℃。系统循环动力由六台循环水泵提供，室内空调系统及室外土壤换热器循环系统水泵均采用两用一备。
地埋管地源热泵系统
地埋管地源热泵系统选择
本工程地处黄河冲积平原，地下就有水，地下水位高，土壤湿度大，打孔造价低，土质的传热、蓄热性好，根据以往工程经验和数据，针对此地质条件以大地作为冷热源，采用地理管地源热泵系统即满足了用户需常年制冷（供热）的要求，又节约能源
土壤热交换器布置
因本工程高层建筑周围可供布管的地面较少，采用节约用地面积，换热性能好的垂直埋管形式。土壤热交换器共分为六个分系统，每个系统口井，整个土壤热交换器总共口井，每口井深一百米，其每个分系统的两井间距根据现有的施工条件分为不等，能确保两孔间的热量不互相干扰。每个系统均采用同程式连接。
六个分系统得分布情况：第一个分系统布置在办公大厦的北侧，横向布置口井（东西方向），两井间距，总长度为,，纵向布置口井（南北方向），两井间距，总长度为。第二个分系统布置在办公大厦的西北侧，横向布置口井，两井间距，总长度，纵向布置口井，两井间距为，总长度为。第三个分系统布置在办公大厦的西南侧，横向布置口井，两井间距为，总长度为，纵向布置口井，两井间距为，总长度为。第四、五、六个分系统布置同第三个分系统。
土壤热交换器布置图见图所示
土壤热交换器特点
根据建筑物自身的冷（热）负荷需求及周边可用地面积的条件，土壤热交换器分了六个系统，与以往工程用一个总系统相比地面管的横干管长度略有增加，但同时体现出如下优点：
、六个系统采用并联形式，这样可以对每个系统的流量、温度单独进行观察，对了解不同分区域的地下热物理性有重要意义。
、由于六个系统相互独立，某一系统发生故障不会影响其它系统的正常运行。
、便于系统冲洗。可用循环泵兼代冲洗泵，对每一个系统来说冲洗的速度提高，加大了冲洗力度，而且节省了冲洗泵的占地空间及相应费用，操作方便，具有良好的操作性和经济性。
地埋管地源热泵系统土壤热交换器施工
地埋管地源热泵系统土壤热交换器设计
根据建筑物的地域地质特点针对本工程的冷热负荷确定埋管量，使冬季负荷与夏季负荷相平衡，土壤热交换器的效果最好。
在水力系统方面，并联系统流速适当便于同程和排气，本工程中采用并联系统。为防止管内细微颗粒沉积，在空调水系统两侧加过滤装置。若管内出现细微颗粒沉积，利用管路反冲装置按水管路中原水流向方向的反方向冲洗，而且室外各并联环路的也要分别冲洗。
土壤热交换器埋管施工
在建筑工程中往往隐蔽工程一旦出现问题难以修复，而对地埋管的施工工艺、施工工序以及在质检方法上都比隐蔽工程的质量级别要求要高。
）管材
根据多年的工程经验及目前的管材产品，土壤热交换器的管材选用高密度聚乙烯管（即管）。管耐腐蚀抗老化，柔韧性好。而且多年的实践经验得出管材管件的原材料选用国产或进口对管材管件的质量影响不大，国产大型企业采用进口生产线进行生产的质量好。
）钻孔工艺
本工程的地质便于打孔，采用湿式钻井法，即把石头研发粉末用水冲出来。
）管路连接工艺
由于管路敷设在地下，对质量要求比隐蔽工程还要严格。在管路中尽量减少接头，尤其在竖直管道除必不可少的型弯头外不能有其他接头。工程施工中管路连接采用热熔对焊连接法（采用专业机械，由微电脑根据管径、壁厚、环境温度控制加热温度、加热时间、挤压强度、成型冷却时间）和电熔套管连接法（采用专用电熔管件和专用电熔焊机，由微电脑控制）。
）管路敷设
水平干管敷设时严格按照暖通设计施工规范保证平直度和坡度，保证排气畅通。水平干管与垂直型管连接时要保证坡度并坡向型立管。
） 水压试验
水压试验采用经多年施工经验总结的成熟水压检测方法，三步试验法。
墙
墙中间部位产生明显的交叉裂缝，并伴有保护层脱落。
框架
）框架柱与框架梁上出现与前述柱及梁的危险相同的裂缝。
）框架转角附近出现竖向裂缝，斜裂缝或交叉裂缝。
板
）出现与受拉钢筋垂直的横断裂缝，并向受压区方向伸展。
）悬臂板固端附近上面出现明显裂缝，其方向与受拉主筋垂直。
）现浇板上面周边产生明显裂缝，或下面产生交叉裂缝。
上述所列危害严重的裂缝，仅是几种特别典型的裂缝。在实际工程中，凡所遇裂缝只有其宽度超过规范容许值，我们均应结合裂缝性质、施工工艺、地理环境以及材料条件认真分析，采取有针对性的、合理的补救措施进行修补，保证结构的正常使用及耐久性
系统维修
冬季、夏季工况使用前，都要进行管路清洗。每个管路各清洗。清洗过滤器的污物并清洗室内系统过滤器。
运行情况
该项目在年月至年月间调试运行后至今运转良好，冬季室温度稳定在℃，达到设计要求。
结束语
此项地埋管地源热泵系统工程规模较大，凭借多年的设计、施工经验克服破解了遇到的种种难题，且运转后反馈效果良好，达到了设计效果。通过此典型工程介绍一点经验，希望作为推广地埋管地源热泵系统的实际应用有一定的借鉴价值。
[参考文献]
[]王赫，等，建筑工程质量事故分析[]。北京：中国建筑工业出版社，。
[]王铁梦，建筑构物的裂缝控制[]。北京：冶金部建筑研究总院，。
作者介绍
邢鸿滨（），男，浙江杭州人，高级工程师，从事结构设计和施工。
苏登超（），男山东济南人，高级工程师、中国国际注册设备师，从事地源热泵技术研究。

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