淺談建筑節(jié)能之地源熱泵實(shí)際應(yīng)用

淺談建筑節(jié)能之地源熱泵實(shí)際應(yīng)用前言現(xiàn)國(guó)家大力提倡和鼓勵(lì)可再生、可持續(xù)能源的開(kāi)發(fā)和利用，作為可再生、可持續(xù)、新型環(huán)保的地源能的利用，國(guó)家相繼出臺(tái)了一系列法規(guī)和政策。主要有：1而地源熱泵所使用的地源能正是屬于可再生能源。2是工3、北京市已制定政策，地源熱泵項(xiàng)目建筑面積補(bǔ)助35元/m2。4、近年，每到夏季和冬季，居民用電量猛增，面臨限時(shí)用電的尷尬境地，給未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了一定不利影響。現(xiàn)中央政府正大力提倡節(jié)約能源和節(jié)能產(chǎn)品的使用，那么，要實(shí)現(xiàn)該節(jié)能目標(biāo)，一個(gè)重要的方面就是要利用可再生、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)型能源。一、地源熱泵工作原理：地源熱泵是一種利用淺層地?zé)崮茉矗ㄒ卜Q(chēng)地能，包括地下水、土壤或地表水等的能量）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)是一種由雙管路水系統(tǒng)連接起建筑物中的所有地源熱泵機(jī)組而構(gòu)成的封閉環(huán)路的中央空調(diào)系統(tǒng)。冬季，地源熱泵系統(tǒng)通過(guò)埋在地下的封閉管道（稱(chēng)為環(huán)路）換器把大地的能量集中，并以較高的溫度釋放到室內(nèi)。在夏季，此運(yùn)行程序則相反，地源熱泵系統(tǒng)將從室內(nèi)抽出的多余熱量排入環(huán)路而為大地所吸收，使房屋得到供冷。尤如電冰箱那樣，從冰箱內(nèi)部抽出熱量并將它排出箱外使箱內(nèi)保1持低溫。工作原理見(jiàn)下圖：二、地源熱泵組成地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、地源熱泵機(jī)組和室內(nèi)采暖空2PAGEPAGE3或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞，地源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)可以是水或空氣。三、地源熱泵優(yōu)點(diǎn)地源熱泵系統(tǒng)能充分利用蘊(yùn)藏于土壤和湖泊中的巨大能量，循環(huán)再生，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的供暖和制冷。因而運(yùn)行費(fèi)用較低。地源熱泵比風(fēng)冷熱泵節(jié)能40%，比電采暖節(jié)能70%。比燃?xì)鉅t效率提高48%。所需制冷劑比一般熱泵空調(diào)減少50%。地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，系統(tǒng)安裝在室內(nèi)，不暴露在風(fēng)雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長(zhǎng)壽命。地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行中無(wú)需燃燒，因此不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，也不會(huì)發(fā)生爆炸。由于地源熱泵系統(tǒng)的供冷、供熱更為平穩(wěn)，降低了停、開(kāi)機(jī)的頻率和空氣過(guò)熱和過(guò)冷的峰值。這種系統(tǒng)更容易適合供冷、供熱負(fù)荷的分區(qū)。地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管，壽命可達(dá)50年。一年四季任何時(shí)間都可以隨時(shí)提供空調(diào)，可以隨意設(shè)定室內(nèi)溫度，達(dá)到五星級(jí)要求。提供新風(fēng)，保證室內(nèi)空氣新鮮。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單靈活，安裝快速。四、地源熱泵應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)的能量來(lái)源于地下能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種統(tǒng)無(wú)論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用?？蓮V闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場(chǎng)、別墅、住宅等領(lǐng)域。五、地源熱泵工程施工實(shí)現(xiàn)本案例本工程建筑面積為3366m2，建設(shè)地點(diǎn)位于南京將軍大道。（一、室外地能換熱系統(tǒng)土壤換熱器施工采用垂直地埋換熱器，即在項(xiàng)目建筑地下打一定深度的若干個(gè)孔，孔內(nèi)埋設(shè)雙U型垂直地藕管，管內(nèi)通入循環(huán)水。通過(guò)水在地藕管內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)，利用土壤“冬暖夏涼”的特點(diǎn)，夏季將室內(nèi)熱量轉(zhuǎn)移到地下土壤，冬季則從土壤中吸收熱量經(jīng)熱泵機(jī)組提升后制得更高溫度的熱水供末端送風(fēng)設(shè)備。1、施工流程圖UU型管預(yù)制、試壓Ｕ型管下孔、孔回填試壓、管溝開(kāi)挖驗(yàn)收集分水器連接黃沙回填水平管連接說(shuō)明：雙U型管為兩個(gè)U型管道在上部連接而成，因此，下管時(shí)均為U型。門(mén)培訓(xùn)，經(jīng)考試和技術(shù)評(píng)定合格后，方可上崗操作。PE管的預(yù)制是將需要下井的PE）豎直地埋管換熱器的U型彎管接頭，采用兩個(gè)直角彎頭與短管熱熔對(duì)接。豎直地埋管換熱器U型管的組對(duì)長(zhǎng)度應(yīng)能滿足插入鉆孔后與環(huán)路集管連接的要求，預(yù)制好的PE管進(jìn)行壓力試驗(yàn)，試壓合格后，管道內(nèi)維持0.6Mpa的壓力，為了監(jiān)控方便，壓力表不必拆卸，組對(duì)好的U型管的兩開(kāi)口端部，應(yīng)及時(shí)密封。U型管制作試驗(yàn)合格，宜成卷打捆堆放，表面用彩條布覆蓋避免在陽(yáng)光下直接照射，以防發(fā)生熱變形。2、鉆孔施工本案例采用的鉆孔設(shè)備為DF4000型履帶式露天潛孔鉆機(jī)，本工程鉆孔直徑為￠150，地面鉆孔深度為81m，但開(kāi)挖后的有效深度為80米.鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)施工前，施工人員應(yīng)仔細(xì)閱讀空調(diào)施工圖紙和施工設(shè)計(jì)說(shuō)明，并同土建施工圖紙對(duì)鉆孔位置位置進(jìn)行認(rèn)真校對(duì)并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量布點(diǎn)。DF4000型履帶式露天潛孔鉆機(jī)以柴油機(jī)液壓泵站為動(dòng)力源，液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)，液壓馬達(dá)減速箱驅(qū)動(dòng)履帶行走和失壓制動(dòng)，油缸推進(jìn)及提升，油缸擺角定位，液壓換向閥操縱。鉆機(jī)推進(jìn)及提升實(shí)現(xiàn)鉆具加壓并進(jìn)給，及鉆具接卸桿作業(yè)。3、PE管的下管豎直地埋管換熱器U或者存在孔洞、洞穴等導(dǎo)致成孔困難時(shí)，應(yīng)設(shè)護(hù)壁套管。鉆孔完畢后孔洞內(nèi)有大量積水，由于水的浮力影響，將對(duì)放管造成一定的困難；而且由于水中含有大量的泥沙，泥沙沉積會(huì)減型管內(nèi)宜充滿水。下管前應(yīng)將U型換熱管與灌漿管捆綁在一起，并采取防止U埋管深度及孔內(nèi)地下水（或泥漿）水位較淺時(shí)，宜采用人工下管。當(dāng)下管較困難時(shí)，可U形管底部用軟質(zhì)塑料帶等進(jìn)行綁扎，使下井的機(jī)械叉不直接與UPE管接觸，防止碰壞U要求以機(jī)械鉆桿自重下管，不需外力，當(dāng)垂直下到井底，操作手查看壓力表的壓力，當(dāng)原有壓力無(wú)下降時(shí)，即下管成功。下管完畢后，留在井口處多出的PE管應(yīng)卷成圓狀，用彩條布等物加以保護(hù)。4、灌漿和回填U型管安裝完畢后，應(yīng)立即用灌漿材料回填封孔，隔離含水層。灌漿的目的一是強(qiáng)化換熱管與地耦孔壁之間的傳熱，滿足傳熱要求；二是滿足環(huán)保要求，表現(xiàn)在：避免地表污染物滲漏到地耦孔中；防止不同含水層水質(zhì)的混合串通；防止自流井水由地耦孔向上噴漏等。回填漿料中不得有大粒徑的顆粒，灌漿回填料一般為膨潤(rùn)土和細(xì)沙（或水泥）的混合漿或其它專(zhuān)用灌漿材料。膨潤(rùn)土的比例宜占4％～6時(shí)，也可用作灌漿材料。如果地埋管換熱器設(shè)在非常密實(shí)或堅(jiān)硬的巖土體或巖石情況下，宜采用水泥基料灌漿，以防止孔隙水因凍結(jié)膨脹損壞膨潤(rùn)土灌漿材料而導(dǎo)致管道被擠壓節(jié)流。（二、室內(nèi)地源熱泵機(jī)組施工地源主機(jī)采用水-水螺桿式地源熱泵機(jī)組，夏季制取7℃的空調(diào)冷水、冬季制取40℃的空調(diào)熱水，供給室內(nèi)送風(fēng)設(shè)備處理室內(nèi)空氣。屬設(shè)備材料安裝。的管道進(jìn)行吹洗工作，直至污垢沖凈為止，并做好各項(xiàng)吹掃清洗記錄和試壓記錄等工作。（三）室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)1、風(fēng)機(jī)盤(pán)管末端采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管不斷地循環(huán)室內(nèi)空氣，使之通過(guò)盤(pán)管而被冷卻或加熱，以保持房間要求的溫度和一定的相對(duì)濕度。送風(fēng)形式為下送（側(cè)送）下回，與裝修完美結(jié)合。房間內(nèi)設(shè)置溫控器，若房間內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度，風(fēng)機(jī)盤(pán)管自動(dòng)停止，使需求和供給達(dá)到最優(yōu)化的匹配。風(fēng)機(jī)盤(pán)管安裝前應(yīng)進(jìn)行單機(jī)三速度運(yùn)轉(zhuǎn)及水壓試驗(yàn)，壓力為工作壓力的1.5倍,不漏為合格。風(fēng)機(jī)盤(pán)管應(yīng)由支吊架固定，便于拆卸和維修，排水坡度應(yīng)正確，供回水閥及過(guò)濾器應(yīng)靠近風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組安裝，彈性連接。冷卻水管連接應(yīng)嚴(yán)密，不得有滲漏現(xiàn)象，應(yīng)有排水坡度。對(duì)于房間布局來(lái)說(shuō)，宜采用二級(jí)吊頂來(lái)裝飾風(fēng)機(jī)盤(pán)管，需要的空間如下：六、地源熱泵工程施工總結(jié)1、地源熱泵施工應(yīng)注意施工機(jī)械的選型，鉆機(jī)機(jī)械參數(shù)應(yīng)滿足孔徑、深度入巖要求。2、由于埋管位于基礎(chǔ)以下地層中，更換維修麻煩，故應(yīng)選用使用壽命長(zhǎng)的PE管，在規(guī)定條件下使用壽命可達(dá)