水源热泵施工（共12篇）
水源热泵施工 篇1
笔者参与的工程项目中, 使用了水源热泵机组, 使用板式换热器将海水和乙二醇水溶液做热交换处理, 为水源热泵机组提供冷热水源。
1 水源热泵施工的技术要点分析
水源热泵施工技术的工作原理为, 利用板式换热器将海水和乙二醇水溶液做热交换处理, 在该处理过程中, 通过微量的电能输送, 利用热转换原理将乙二醇水溶液的高温传递给海水的低温, 从而节能、有效地降低热能资源的温度。
1.1 水源热泵施工技术的设计要点分析
一是在安装过程中使用并联手段, 将型号按组确定的热泵机组连接起来, 保证每个机组中的冷热水源、每个空调系统的冷热水源都具有各自的循环水泵, 保证两台备用泵被分别安装在各一侧。二是将乙二醇水溶液应用在冷热水源侧管路中。每个空调系统的冷热水源、冷热媒水源两侧安置定压补水设备。三是另外安置一组热交换机给水源热泵系统做预备, 将其并联在热泵水源机组上, 防止由于海水过于寒冷给水源热泵造成运行阻碍。四是沉箱设备舱至媒体中心设备机房之间的所有管线采用管沟 ( 采用直埋 ) 的方式敷设, 乙二醇水溶液供回管道采用HDPE管, 同时用50mm聚氨脂发泡保温。
1.2 水源热泵施工技术的节能环保要点分析
为了进一步提高水源热泵机组在运转过程中的环保节能作用, 降低水源热泵施工过程和水源热泵机组运行过程中被周边环境造成破坏和损害的风险, 有关企业及其技术工作人员应当注意处理好水源热泵机组中的循环泵、海水管道和热交换器的防污染、防损害、防腐蚀工作。一是使用阴极保护措施, 将导流外套安装在海水潜水泵外部, 在水源热泵机组中选取铜管原材料。二是使用海水过滤设备, 在水泵到板式换热器之间的管路中避免海水中污染物和杂质的进入, 危害水源热泵机组的正常工作和运行。三是在使用海水污染防治设备, 避免海洋生物不当在设备舱内生长和繁殖。四是使用HDPE管原材料, 水源热泵系统中的阀门要进行防腐技术处理。
2 水源热泵施工的管理机制构建
2.1 水源热泵施工的质量管理机制构建
在水源热泵施工的过程中, 注意安装施工设计图纸的要求, 预先精确设置预留洞和标高。在水源热泵的具体施工过程中, 安排设计单位、施工单位、监理单位及其他有关部门和工作人员共同协商, 处理与设计和施工过程中的具体问题。在水源热泵施工开始之前, 首先需要安排施工单位和监理人员到工程现场考察施工条件和施工现场的具体情况, 并做出数据记录和情况分析, 在设计方案基础之上, 进一步提出科学合理的优化意见。在设计单位、施工单位、监理单位等有关单位和工作人员多方协商之后, 开展基础施工工程, 再次复查基础施工的高度、施工位置, 严格按照设计图纸的规定检测、复审各项设备的使用功能和基础性能。在施工过程中, 尤其需要注意安装设计方案和施工规范的要求, 进行工程管道、原材料规格、施工位置的确认工作, 同时采取防腐措施, 防止水源热泵机组在将来的运行过程中被腐蚀和发生损害。在水源热泵机组运送到施工现场之后, 要试用、检查设备的使用性能是否良好, 是否符合系统施工方案标准, 是否能够保证水源热泵机组的正常、稳定运行;要对水源热泵机组的各处阀门进行压力检测, 确保阀门在正常工作过程中的稳定抗压性能。在水源热泵机组的具体施工过程中, 要由设计单位、施工单位、监理部分多方检测每一组水源热泵机组性能是否良好、是否符合工程运行要求, 检测合格之后再进行整体工程项目, 防止发生故障返工问题。由于水源热泵机组的各处管道众多, 需要施工部门从施工现场实际情况出发, 将水源热泵机组和管道接口布置准确, 依据小管让大管、细管在上、粗管在下、有压管让无压管等规定开展施工, 然后继续对管道开展抗压检测, 测试管道的抗压数值能否达到设计方案的目标, 能够实现水源热泵机组系统的正常运行, 防止管道和水源热泵机组连接处存在渗漏。最后检查水源热泵机组连接管道的温度保暖性能, 选择使用具有温度保暖性能的管道原材料, 管道原材料的性能、薄厚应当起到保温的作用, 检查并防止保温管道出现裂缝或者渗漏。在水源热泵机组连管道部分正确安装并进行检测之后, 对管道内部在安装过程中产生的施工垃圾给予及时、全面的清除, 避免是施工垃圾通过保温管道进入水源热泵机制系统内部, 造成不必要的设备损害, 排除运行故障发生的风险隐患。
2.2 水源热泵施工的监督管理机制构建
对水源热泵施工进行全面的监督和管理, 从如下几个方面做好监督和检查工作, 构建完善的监督管理机制:首先, 在水源热泵机组系统安装之前, 有关监督部门及其工作人员, 应当检查施工过程的操作是否符合设计方案的规定和要求, 然后依次检查水源热泵机组系统的零部件和仪器仪表, 保证仪器仪表的安装符合施工规范的要求, 检查仪器仪表的工作性能正常、稳定。第三, 检测水源热泵机组系统各个组成部分的单独运行情况, 排除由于部分机组工作故障或者安装不当造成整体水源热泵机组系统无法正常运行。第四, 检查水源热泵机组系统的阀门、温度计和压力表等仪表仪器, 确定运行良好没有故障。第五, 检查管道内部是否存在施工垃圾没有及时清除。第六, 全面调试水源热泵机组系统的整体运行, 并对机组内部各项数据进行记录检测, 并及时整理备案。
综上所述, 各有关设计单位、施工单位、监管单位应当共同协商, 做好水源热泵机组系统的设计、安装和监测工作, 确保水源热泵机组系统的正常、良好、稳定运行, 各组件和构成部分数据正常, 在施工过程中排除、降低故障发生的几率, 有效提高水源热泵系统的工作性能和效率, 为环境保护、生态平衡做出贡献。
参考文献
[1]李郁, 张泉.水源热泵空调在温泉大酒店中的应用[J].企业技术开发, 2002 (05) .
[2]廖吉香, 刘兴业, 马庆艳, 闫泽生.东北地区污水水源热泵现状分析[J].节能技术, 2005 (06) .
[3]曹晓庆, 郑洁, 李菊.江水源热泵在上海地区应用的可行性分析[J].制冷与空调, 2009 (01) .
水源热泵施工 篇2
乐清市文化广电新闻出版局：
我方承接的文化公园场地内的地源热泵工程北区块水平管施工在陆续开展，目前遇到流塑性淤泥导致我方无法施工，问题主要体现在以下几点：
1、土方开挖时，挖机下陷（我方已采取铺设铁板方式但无济于事）。
2、土方开挖后短时间内出现塌方，我方无施工时间。
3、土方回填时，淤泥带动水平管上拱比较严重。
鉴于以上问题我方现采取大开挖的形式进行水平管施工（目前已经进场四台挖机进行施工，开挖深度3m，开挖范围附后），工程量增大，费用也随之增加：
1、土方开挖
开挖总工作量：99m×118m×3m=35046m3
扣除我方正常施工应承担工作量（正常施工需开挖13条沟）
1.2m×1.8m×99m×13=2779.92 m3
扣除坟地不开挖工程量：18m×27m×3m=1458 m3
实际增加工程量：35046 m3-2779.92 m3-1458 m3=30808 m3
增加费用：30808 m3×29.82元/ m3=918694.56元（其中：人工费290519.67元，机械费618932.69元）
2、土方回填：
土方回填增加费用：30808 m3×8.78元/ m3=270494.24元（其中：247700.7元，机械费2281.47元）
3、规费
（290519.67+618932.69+247700.7+2281.47）×11.52%=133566.86元
4、税金
（918694.56+270494.24+133566.86）×3.513%=46468.4元
合计增加918694.56+270494.24+133566.86+4648.4=1369224元
以上费用请建设单位尽快给予答复，以便我方开展施工。
浙江昆仑建设集团
乐清图书馆迁扩建、博物馆建设工程
水源热泵运行实例分析 篇3
关键词：水源热泵 运行管理 节能
当今社会环境污染与能源危机已成为全人类必须面对并要加以解决的重大课题，在这种背景下，以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的供暖空调系统应运而生，而水源热泵技术正是满足这些要求的比较有代表性的低耗能新型供暖空调技术。
1、热泵机组由于其具有节能、环保及冷暖联供等优点，目前在国内广泛应用。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
2、水源热泵空调系统是一种可以利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊），和人工再生水源（工业废水、中水、地热尾水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位热能的转移。将水体和地层蓄能作为冬、夏季的供暖热源和空调冷源，即在冬季，把水体或地层中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量“取”出来，释放到水体和地层中去。
对于水源热泵的节能及运行效果，本文结合一个正在运行的工程实例，用实际数字對水源热泵的节能及运行效果作进一步探讨。
3、厂区热泵系统简述
2009～2010年采暖期中，在保定市某厂区项目里利用了厂区生产用的高品质工艺水进行与热泵换热一方面降低生产用工艺水回水温度达到生产设备使用要求，另一方面提取生产设备产生的热量作为厂区的净化空调夏季用热及冬季采暖。
3.1工程相关背景及项目介绍
保定市某厂区的车间设备工艺水需求为28-38℃，可利用的热力资源较为丰富，厂区还设有对温湿度要求比较高的净化空调系统，要求四季供热。该厂区原有一座采暖生活锅炉房，有2t（蒸汽）、4t（热水）锅炉各一台，一直以燃由油燃料，燃油消耗一直保持在700～750t/a的水平。安装热泵后表明：水源热泵技术先进，机组集成度高，安装方便；操作全自动化；经济性能良好；安全性能优越；操作简单，实用性强；对废热以及地热丰富的单位、地区而言有很强的实用性，具有广泛的推广价值。
该项目的热源是利用厂区生产设备28-38℃工艺水余热，通过高效换热装置加热系统热媒清水，换热后的热媒清水温度上升约10℃左右，然后利用约克热泵将10℃的热量提取应用于采暖。设计一次侧生产用工艺水流量为80m3/h时，热媒清水温度要求在35℃左右，压力保持在3kg以上。
3.2运行的经济性比较
热泵系统输入功率是556kW，输出功率为2224kW，总输入、输出功率的大小可自动调整。从运行情况看，在停用锅炉的情况下，运行参数稳定，换热能力和系统出力完全符合设计要求。热媒清水进出水温度分别保持在30～40℃和20～32℃之间，主机做功时的温差在8～12℃之间，系统运行时可保证出水温度大于73℃（温度可以设置）。实际耗电情况：2009年1月份零下15℃时，每天耗电量在11000kW·h电左右；其他时间耗电一般在7000～9000kW·h，电价按保定地区工厂用结算价0.37元/kW·h计算，最冷时“燃料”成本为4 070元，一般情况下为2 590～3 330元；如果按照工业用电价格0.5元/kW·h计算，那么每天“燃料”成本在3 500～4 500元之间，由此可以推断出水源热泵系统单位面积运行成本约为0.10～0.13元，而在水源热泵投产前使用的燃油锅炉每天的燃料成本在10 800元左右。热泵系统实现自动化，无需人工操作，这样大大节约了人员工资。热泵供暖系统与原有的燃油锅炉相比每个采暖季可以节省816 000元，与电锅炉供暖系统相比每年可以节省1 653 360元。热泵运行费用大大低于燃油锅炉的成本，因此热泵产品经济效益明显。
3.3运行的安全及环保性
使用水源热泵系统时燃油锅炉系统完全停用，大大降低了系统危险系数，使单位安全生产管理的压力大为降低；环保方面，由于新系统只消耗二次能源，使得与纯消耗一次能源的老系统相比几乎没有环境污染。无论是废水、废气、固体废弃物、噪声还是其他环境污染物的产生量均大大降低，发生污染事故的可能性基本为零。
3.4操作与运行管理方面优越性
一段时间的运行实践表明，该系统操作简单，管理相对容易。实现了以下几方面的自动控制功能：
1）输出功率自动调节及保护功能；
2）污水压力自动调节及保护功能；
3）热媒清水温度、压力自动调节及保护功能；
4）系统进口精细过滤及自动排污功能；
5）系统变频自动补水。
该系统实现较高程度的自动化后，只需一次设置好出水温度，运行负荷的调整甚至运行全过程均无需操作人员干预。
对于管理人员而言，新系统的安全性、环保性、运行的稳定性均有较大程度的提高。工作现场环境有了较大变化。相应的管理重点也发生了较大转变，管理工作中以前的查找安全事故隐患，调整运行状态至相对较为高效低耗的平台上，杜绝环境污染事故等项工作基本上被现在的抓现场管理，提高操作人员综合技术素质的工作代替。管理难度大大降低，管理责任相对减轻，工作组跃过了较低层次阶段，直接迈上了一个新的台阶。
4、 结论
1）从工作原理即可得出，水源热泵空调系统具有效率高、节能、环保的优点；同时，水源热泵空调系统技术和产业化已经成熟，在我国符合条件的地方，特别是有余热、废然可利用的地方应大力推广该技术。
2）通过对一个正在运行的工程实例的分析，表明水源热泵空调供暖系统运行费用大大低于电锅炉及燃油锅炉供暖系统的成本，因此热泵产品经济效益明显。
3）水源热泵空调系统废水、废气、固体废弃物的排放均较少，是真正的节能环保型空调；同时，其操作及运行管理也相对简单。
参考文献：
[1]徐伟等译，朗四维校.地源热泵工程技术指南[M].北京：建筑工业出版社，2001
[2]范存养.热泵空调及各种热回收系统和空调节能措施[J].同济大学科技情报站
[3]武姿，张世钢污水换热器传热性能测试分析[J].暖通空调，2009（2）
水源热泵施工 篇4
水源热泵工作原理是由电能驱动压缩机,使工质(如R22)循环运动反复发生物理相变过程,分别在蒸发器中气化吸热、在冷凝器中液化放热,使热量不断得到交换传递,并通过阀门切换使机组实现制热(或制冷)功能。在此过程中,热泵的压缩机需要一定量的高位电能驱动,其蒸发器吸收的是低位热能,但热泵输出的热量是可利用的高位热能,在数量上是其所消耗的高位热能和所吸收低位热能的总和。水源热泵是以水源作为热源和供热介质的热泵。水源热泵工程是一项系统工程,一般由水源系统、水源热泵机房系统和末端散热系统三部分组成(见图1)。其中,水源系统包括水源、取水构筑物、输水管网和水处理设备等。
2 水源热泵系统在设计和施工中应注意的主要问题
2.1 地下水源系统设计和施工中应注意的问题
1)关于前期地下水水文地质勘察。
做水源热泵方案时,应首先考虑水源水量是否充足。充足而稳定的地下水源水量是水源热泵系统成败的关键。采用水源中央空调系统时,应先调查了解工程场地的供水水源条件,或向当地水资源管理部门咨询,或请专业队伍进行必要的水文地质调查,了解是否有可利用的水源,通过可行性研究,确定利用地下水的供水水源初步方案。然后通过打探采结合井,进行抽水试验和回灌试验,查明单井出水量和回灌量,最后调整和确定供水水源方案。
2)管井工程的设计。
拟选择地下水源和管井取水方案时,对于规模较大的工程所涉及的抽水井和回灌井井位、井距、井数、井径、井深和井身结构等要素,应根据所需水量和地下水回灌需要,结合场地环境和水文地质条件,因地制宜地进行设计。井位布置要合理,井距控制在制冷(或采暖)期间不产生地下水井间干扰。井深要大于变温带深度,以保证冬季水源水温度大于8 ℃。为防止回灌井堵塞,确保水源系统长期稳定供水,抽水井和回灌井要互相切换使用,因而要求各个井的井深和井身结构相近。井中滤水管和滤网应有一定强度,能承受抽灌往复水流的变换压力。
3)管井施工质量。
必须十分重视管井施工质量问题,应找专业队伍施工,做好每一工艺环节,建成优质井,才能获得较大出水量和优质水。一口优质井可以使用二十多年。成井质量不好,不仅影响井的寿命,还影响到该井的取水和回灌效果,最终影响到水源中央空调系统能否正常工作和制热或制冷效果。建设单位应参与最后阶段的抽水试验工作,确认可信和准确的结果数据。管井竣工后,应由建设单位、施工单位和行政主管部门或监理会同到现场,按合同规定的水量、水温和水质要求进行工程质量验收。
4)回灌量与含水层结构之间的关系。
回灌量大小与水文地质条件、管井质量、回灌方法等有关,其中水文地质条件是影响回灌量的主要因素。一般来说,出水量大的井回灌量也大。在基岩裂隙含水层和岩溶含水层中回灌,在一个回灌年度内,回灌水位和单位回灌量变化都不大;在砾卵石含水层中,单位回灌量约为单位出水量的80%以上;在粗砂含水层中,单位回灌量约为单位出水量的50%～70%;中细砂含水层中,单位回灌量约为单位出水量的30%～50%。抽灌水量之比是确定抽灌井数的主要依据。
5)定期回扬的必要性。
预防和处理井管堵塞主要采用回扬的方法,即在回灌井中开泵抽排水中的堵塞物。为清除堵塞含水层和井管杂质,在进行回灌后必须经常进行回扬。每口回灌井回扬次数和回扬持续时间主要由含水层颗粒大小和渗透性而定。在岩溶裂隙含水层进行管井回灌,长期不回扬,回灌能力仍能维持现状。在松散粗大颗粒含水层进行管井回灌,回扬时间约每周1次～2次;在中、细颗粒含水层里进行管井回灌,回扬间隔时间应进一步缩短。对细颗粒含水层来说,这一点尤为重要。通过试验证实:在几次回灌之间进行回扬与连续回灌不进行回扬相比,前者能恢复回灌水位,保证回灌井正常工作。在回灌过程中,掌握适当回扬次数和时间,才能获得好的回灌效果,如果怕回扬多占时间,少回扬甚至不回扬,结果管井和含水层受堵,反而得不偿失。回扬持续时间以浑水出完,见到清水为止。
6)关于井下潜水泵。
管井所用水泵有两种类型:深井泵和潜水泵。深井泵的电动机在地面,井内有一个长传动轴,因而对井筒垂直度要求高,转速大多为1 440 r/min;潜水泵底部安装有绝缘防水电动机,浸没于井水之中。潜水泵对井筒垂直度要求低。其转速较高,约2 850 r/min。在同样安装条件下,潜水泵扬程比深井泵高得多。同一扬程下,潜水泵体积比深井泵小。潜水泵价格高,但深井泵安装和维修工作量大。目前,大多数管井采用潜水泵。潜水泵下放深度应在动水位之下5 m处,安装要平稳,泵体应居中。一般依据井管内径、流量和扬程要求,按照生产厂家提供的样本选配适合的水泵,再根据所需电功率选择电机、配套电缆。水泵扬程应包括井内动水位到机房地面高度、管道阻力、水泵管道阻力和设备扬程。
全井通孔孔径600 mm;上部泵室段为ϕ325 mm井管,长度约180 m;下部井管直径219 mm(见图2)。滤水管采用笼状双层填砾过滤器 (两层滤网均为约翰逊式)。内层为ϕ244 mm。
低碳钢塑料喷涂滤网,缠丝间隙1.5 mm,孔隙率34%;外层滤网形式与同层滤网相同,直径416 mm,缠丝间隙1.0 mm,孔隙率26.6%。双属滤网之间充填2 mm～3 mm石英砂。滤水管与井壁之间的环状间隙充填1.5 mm～5.0 mm的石英砂,充填高度高于顶层滤水管以上20 m～30 m。为保证出水(回灌)量,下入滤水管长度(即采水高度)不少于35 m。
建议用户对出水井及回灌井采用同一成井工艺,冬、夏季交替使用作为出水井,可延长水井使用寿命,并有利于地下水的回灌。
2.2 水源热泵机房系统设计和施工中应注意的问题
1)关于水泵的选型。
水源热泵系统有多台不同类型的水泵,其中包括潜水泵、空调循环泵、混水泵、生活热水循环泵、定压补水泵、板换循环泵等。这些水泵的能耗占整个系统运行能耗的30%,因此选择水泵(尤其是潜水泵)参数必须合理,过高的扬程或者流量都会造成运行费用提高。因此建议设置多台水泵,根据负荷要求来决定水泵开启的台数。
2)水源水系统附件和阀门。
由于水源水中含矿化度或其他成分较高,易对管道和系统附件造成腐蚀,所以在选择水源水系统附件时,应选择耐腐蚀的附件。水源中央空调系统的阀门是经常切换的,这就要求阀门质量要好,在设计、施工时应优先选用铜蝶阀、钢闸阀等。
3)设置除砂过滤装置。
当水源水中含砂量较高时,有必要在水系统中加装旋流除砂器以及过滤装置,降低水中含砂量,避免机组和管阀遭受磨损。国产旋流除砂器占地面积较小,有不同规格,可按标准处理流量选配型号和台数。
3 结语
水源热泵系统在我国有着广阔的应用空间。建设项目在准备应用水源热泵系统之前,应进行大量的相关情况调查。有关人员应因地制宜,综合考虑项目所在地的地质条件、海拔高度、气象条件等诸多因素,解决好有关问题,才能使该套系统有效地服务于我们的生产、生活。
摘要：介绍了水源热泵的工作原理及其系统构成,分别阐述了水源热泵系统和水源热泵机房系统在设计和施工中应注意的主要问题,旨在通过解决相关问题,使得水源热泵系统更有效地服务于人们的生活。
关键词：水源热泵系统,设计,施工,问题
参考文献
水源热泵考察报告 篇5
2009年12月15日、16日内蒙古闻都置业夏主席、亿正地产齐工、李工、设计院侯云峰以及贝莱特空调吴学华经理等一行多人对赤峰市水源热泵应用情况进行了考察，同时也进行了广泛的交流。
一、赤峰地区水源热泵应用现状
赤峰市应用水源热泵已有多年，应用主要以商业建筑、办公楼为主，住宅应用较少，赤峰市水源热泵设备厂家主要有贝莱特、顿汉布什、克莱门特、格瑞德中兴、清华同方等，其中贝莱特水源热泵项目有市政府、众联广场、内蒙古地勘十院、赤峰博物馆新馆、金狮宾馆、爱美丽商场，顿汉布什水源热泵项目有金钰大都会，克莱门特项目有赤峰市体育局，格瑞德中兴项目有九天国际酒店，清华同方项目有远航水泥厂办公楼等。到目前为止设备使用最长五年，这些厂家设备寿命一般在20年左右。
赤峰是已建成的项目中水源热泵投资比常规热网略低一些，运行费用冬季比常规供热略低，夏季空调费用要低得多，综合考虑运行费用比常规热网低20—30% 左右。
目前根据多家用户实际测试，赤峰市地下水水温冬季为8-9℃，夏季略高。赤峰地区1—4米为土层（粉土），4米以下为砂砾层，由于地下含水层多为砂砾结构，透水性强，回灌水无需加压，该地区井深大约在50—80米左右，水井成本每眼10万元。
二、实际案例
实际案例一
众联广场：总面积70000平米，正在装修，共打12眼井，井深50米，四提八回，提水和回水相互切换，不用洗井，地下水出水温80C，回灌温度30C，选用热泵机组4台，正常运行三台，采暖供水温度400C，回水温度350C。另外设两台换热器（夏季使用），终端设备为组合式空调器和地暖，实测地下室温度120C，地上16--170C，室外温度为-17 0C时日耗电14500度，折合采暖成本为30元/平米。
实际案例二
市政府：总面积80000平米，正常使用，共打16眼井，井深50米，地下水出水温80C，回灌温度30C，选用热泵机组6台，正常运行三台，采暖供水温度430C，回水温度390C。另外设两台换热器（夏季使用），采暖形式为地暖，实测温度地上为170C以上，室外温度为-17 0C时日耗电20000度左右，折合采暖成本为36元/平米。
实际案例三
金钰大都会：总面积75000平米，正在装修，地下水出水温80C，回灌温度30C，选用热泵机组2台，采暖供水温度450C，回水温度400C。另外设两台换热器（夏季使用），采暖形式为风机盘管，实测温度地上16--170C，室外温度为-17 0C时日耗电19000度左右，折合采暖成本为37元/平米。
三、结论
本项目红星美凯龙单体建筑面积60000平米，且四周窗户较少，整体保温性非常好，比较适合采用水源热泵采暖，特别是夏季能耗很低，为正常空调的五分之一，为此我们建议该项目采用水源热泵采暖。
方案如下：
根据同类型项目比对本工程需打12眼井，四提七回，1眼备用，主机四台，另外设两台换热器（夏季使用），终端设备为组合式空调器，总装机容量为1700kw，总投资包括打井和设备费用共计600万元，其中打井费用为120万元，设备费用480万元，另外由于装机容量的增加，配电设备有所增加。如采用热网总费用约为710万元，其中入网费300万元，管网费用50万元，制冷设备360万元。
运行费用：
1、采用热网时冬季制热费用：赤峰市余热的收费标准为商业每月4.8元/平方米，收费面积的计算方法为层高4-5米（含5米）的按正常面积的1.5倍计算，层高5米以上的按正常面积的2倍计算。红星美凯龙的建设面积为60000平方米，层高5米，余热收费为60000×1.5×4.8×6=259.2万元，单位面积运行费用为43.2元。
常规设备夏季制冷费用：约为每平米10元，总计费用约为60万元（每天运行10小时，按90天计算）
2、采用水源热泵费用：根据几家实际运行状况分析，在比
较冷的情况下（零下16度以下）日耗电量应在12500—15000度之间，若按最不利情况考虑，每天耗电为15000度，则冬季费用为219万元。
浅谈水源热泵空调系统的设计方法 篇6
我们当前生活的地球正面临着严重的生态危机，能源紧缺成为制约生活和社会发展的严重问题。在这种背景下，以环保和节能为特征的绿色建筑和与之相应地空调系统应运而生。而热泵系统正是满足这些要求的中央空调系统之一。水源热泵具有节能、经济、运行可靠等特点。目前，国内已有多家水源热泵的专业生产厂，水源热泵空调系统的应用范围正在逐步扩展。水源热泵技术可利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收地太阳能和地热能而形成地低温低位热能资源，并采用热泵原理，即通过少量的高位热能的输入，把不能直接利用的低位热能转化为可以利用的高位能，从而达到节约部分高位能的目的。
2.水源热泵的特点
水源热泵基本上克服了空气源热泵的上述缺点，并且具有如下的特点：
2.1 属于可再生能源利用技术：水源热泵是具备了利用地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散地相对地均衡。这使得利用储存于其中地近乎无限地太阳能或地能成为可能。所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源地一种技术。
2.2 便于计量和收费：空调用电负荷在用户位置，因此便于空调的计量与收费。这对于用户合理使用空调系统，节约空调系统的能耗，公平、公正、公开地摊派空调运行管理是很有利的。
2.3 运行安全可靠：水源热泵机组的空调系统是可以基本保证全年按用户的需要开启空调系统，特别是春秋空调过渡季节均能运行，也就相当于四管制空调系统。一般，水源热泵供、回水的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。夏季水体作为空调的冷源，冬季作为空调的热源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。
2.4 高效节能：水源热泵机组可利用的环境水体温度冬季为12－22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为18－35℃，水体温度比环境温度低，所以制冷的冷凝温度降低，机组效率提高。据美国环保署EPA估计，设计安装良好地水源热泵，利用江河湖水等，供热制冷空调的运行费用可30－40％。
2.5 灵活应用：有的建筑物内，特别在过渡季节，部分区域需要供冷，部分区域需要供热，水源热泵可以同时供冷和供热，可以实现建筑内冷热量的转移和平衡，从而系统少用能源。
2.6 节约投资：水源热泵系统不需设冷冻机房，不设大的通风管道，不设大的锅炉房和没有冷冻水系统，安装和投资费用大大减少。
3.水源热泵系统管路设计的特点
水源热泵的管路设计相对于空气源热泵来说，具有明显的特点，主要体现在以下几点：
3.1水管不需要保温：空气源热泵机组夏季输送的是冷冻水，冬季输送的是热水，因此，管路系统必须保温，而水源热泵的空调系统，夏季管内冷却水供回水设计温度30℃～35℃，冬季供热水温度仅为16℃～21℃，因此，水管路系统可以不保温，管路系统的初投资与维护费用降低。
3.2 开、闭式两种形式的转换：水源热泵系统通常由开式（夏季）和闭式（冬季）一套管路两种形式，季节转换，即开、闭式系统形式的转换。
1） 夏季利用开式的原因，开式冷却塔远比闭式冷却塔便宜，如采用板式换热器，则多了一套水循环系统。另外，往板式换热器的冷却水往往达不到热泵机组进、出水设计温度的要求。但是闭式冷却塔可以保证水质不受污染，所以采用开式冷却塔时要注意水的除垢问题。2） 季节转换，可通过管路系统中合理设置的阀门进行切换。
3.3 重力作用的影响：闭式系统的水力计算中，与各用户所在的标高关系不太大；而开式系统中与用户的标高关系密切，即必须考虑高差产生的重力作用，这个作用压力，对标高低的用户有利，而对标高高的用户不利。为解决重力作用产生的上下用户的水力不平衡的问题，设计时，应将每一层作为一个独立的水系统分支，每层支管上应设一个平衡阀（或流量调节阀）。
3.4 管径的确定：水系统管路各管段管径的确定，在水力计算中，应按夏季工况考虑，（指长江流域等冬冷夏热地区）因为夏季的水流量远大于冬季工况。应计算出合理的管径，这样即可以避免管材的浪费，又可以使初投资降低，节约资金。
3.5 同程式系统：设计时，水环路尽可能地采用同程式系统，这样初投资费用虽然有所增加，但有利于保持环路的阻力平衡，这样空调系统运行效果更加良好。
3.6 必要的接管组合：水源热泵需要一些特殊的接管组合，以保证机组的正常工作。常见的有手动控制流量球阀接管组合，手动文丘里平衡阀组合和自动流量接管组合 。其中手动文丘里平衡阀组合是在手动球阀组合的基础上增加了一个用来测流量的文丘里接头；自动流量接管组合增加了自动流量控制阀，从而可以自动调節，以保证流量。
4.水源热泵机组设计中应注意的其他问题
4.1 噪声控制问题：由于机组的噪声源除风机之外，还有制冷压缩机的噪声，所以噪声一般很大。此外，不适当的送、回风管路设计也会产生噪声问题。分体式机组就是把机组分为内机和外机两部分。内、外机有工质管道连接；内机由风机和蒸发器（夏季工况）组成，外机由压缩机和冷凝器（夏季工况）组成。
选用分体式机组时，内机置于空调房间内，外机置于空调房间外的走道、过道等位置的吊顶内，这样空调房间的噪声可以大大下降。采用整体式时，应把机组吊装在卫生间或厨房内。
水源热泵的噪声问题是一个重要的问题，在设计和安装过程中一定要加以认真考虑并按要求施工。
4.2 机组的安装问题：水源热泵的安装也是较重要的问题之一，很多水源热泵系统产生问题都是和不当安装相关的。水源热泵机组在许多情况下是采用吊装的形式。与常规的空调机组相比，在相同的冷热负荷条件下，整体式水源热泵机组的外形尺寸大，尤其是机组的高度较高，安装在吊顶内的机组，必须考虑此因素。此外机组的重量较重，整体式机组的重心也不一样，这就要求吊装时，必须注意机组的重心，使各吊架受力较均匀，且必须采用弹簧吊架。
5.结论
水源热泵空调系统的能源利用率要比空气源热泵空调系统高。如果采用地下水、江河湖水等能量，其效率可以进一步提高。同时，水源热泵水管路系统的设计应兼顾开式及闭式两种情况及其互相之间的转换，还必须考虑开式及闭式系统的水力平衡问题。最后，必须加快符合中国国情及适应中国气候条件的 水源热泵产品的研制开发，这已成为一种实用、可靠、节能、经济的空调系统形式。
（作者简介：辽宁天维纺织研究建筑设计集团有限公司）
地源热泵地下换热器施工工艺 篇7
关键词：地源热泵,地下换热器,施工工艺,难点
地源热泵空调换热是一种利用含有大量能源的土壤(地下热)作为吸热或排热的热交换器,实现空气调节的系统,本工艺适用于地源热泵换热器系统节能工程施工。
1 工艺原理
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在冬季,把地能中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量(如电能)将吸取的全部热能(即电能+吸收的热能)一起排输至高温热源。而其所耗能量的作用是使制冷剂压缩至高温高压状态,从而达到吸收低温热源中热能的作用。
2 施工工艺
2.1 施工工艺流程
地源热泵地下换热器施工工艺流程见图1。
2.2 操作方法
1)钻孔。
钻孔是竖埋管换热器施工中最重要的工序。为保证钻孔施工完成后于孔壁保持完整,如果施工区地层土质比较好,可以采用裸孔钻进;如果是砂层,孔壁容易坍塌,则必须下套管。
2)下管。
下管必须保证下管的深度。下管采用人工下管或机械下管,下管前应将U形管与灌浆管捆绑在一起,在钻孔完毕后,立即进行下管施工。钻孔完毕后孔洞内有大量积水,由于水的浮力影响,将对放管造成一定的困难;而且由于水中含有大量的泥砂,泥砂沉积会减少L洞的有效深度。每钻完一孔,应及时把U形管放入,并采取防止上浮的固定措施。在安装过程中,应注意保持套管的内外管同轴度和U形管进出水管的距离。对于U形管换热器,可采用专用的弹簧把U形管的两个支管撑开,以减小两支管间的热量回流。下管完毕后要保证U形管露出地面。
3)灌浆封井。
灌浆封井即回填工序。在回填之前应对埋管进行试压,确认无泄漏现象后方可进行回填。回填物中不得有大粒径的颗粒,回填时必须根据灌浆速度的快慢将灌浆管逐步抽出,使混合浆自下而上回灌封井,确保回灌密实,无空腔,减少传热热阻。当上返泥浆密度与灌注材料的密度相等时,回填过程结束。
4)换热器安装及管道连接。
对于高密度聚乙烯(PE)管段和管件之间的连接都采用专用设备进行热熔焊接。对于埋深不大或场地允许时,应在地面把套管连接好,然后利用钻塔进行放管。对于承插式连接,一定注意在活性胶干了之后才能使用。
2.3 操作要点和难点
2.3.1 施工难点
1)联络管防水处理。换热孔管道经水平联络管汇集,穿结构底板进入检查井内的分集水器,各个分集水器通过管道汇集,最终进入到机房内与热泵机组相连。2)施工中对基底的扰动问题。由于地埋管位于底板下,钻孔施工中的泥浆坑开挖、设备碾压、联络管管沟开挖等等均会破坏原状土,从而对基底产生扰动,见表1。
2.3.2 施工要点
1)一般规定。a.地埋管换热系统施工前应具备埋管区域的工程勘察资料、设计文件和施工图纸,并完成施工组织设计。b.地埋管换热系统施工前应了解埋管场地内已有地下管线、其他地下构筑物的功能及其准确位置,并应进行地面清理,铲除地面杂草、杂物和浮土,平整地面。2)施工工序。a.按照图纸要求开钻竖井。b.U形管换热器的制作。c.U形管换热器的第一次试验打压。d.下管。e.U形管换热器的第二次试验打压。f.回填。3)钻凿竖井施工工艺。a.在泥浆旋转钻孔方式中,应沿钻管内部送入高压水或泥浆,并沿着钻杆的外侧将钻屑送回地面。钻孔过程中产生的泥浆水从钻孔位置冒出地面,在施工前应制订好排水措施,可顺地势挖出排水沟,并在沟的末端挖一个泥浆池,钻孔过程中产生的泥浆在泥浆池中沉淀,作为回填物使用。b.安装竖直埋管土壤热交换器需要竖直钻孔机械。根据地质条件可选用泥浆旋转钻孔机械。c.在保证设计埋管总长度的前提下,根据现场施工出现的特殊情况,如遇到坚硬的岩石层或泥砂层,可适当调整钻孔的位置、深度与数量。d.如出现土壤极不牢固的情况,宜采用空心杆螺旋钻机钻孔。钻孔时,空心螺旋钻杆可充当钻孔的保护套管。钻孔完成后,将钻杆底部的钻尖击落,从钻杆内部插入埋管,然后将钻杆拉出或旋出。e.当钻孔深度的增加对钻孔速度的降低和费用的增加影响不大时,钻孔深度宜增大。4)U形管换热器的制作。a.首先按照设计图纸的要求,使用专业的管剪截取相应的管道长度(U形管的单管长度应能满足插入钻孔后与环路集管连接的长度要求)。b.U形埋管换热器的U形弯管接头,宜选用定型的U形弯头成品管件热熔或电熔连接。也可以采用两个90°的弯头加短管对接的方式构成U形弯管接头,但应保证管件、管材接点符合设计、使用要求。c.连接完成的U形换热器管的两开口端部,在完成打压后,应及时密封。5)U形管道换热器的安装。a.等竖井孔壁固化后,应立即将焊接完毕、打压合格并注满清水的U形换热管道垂直的放入开钻完成的竖井内,下管时应注意保持管道与竖井的同心度,减少管材、管件与竖井管道的摩擦,U形管下部端头应设保护装置。b.下管结束后,应立即进行管道打压,确认无泄漏方可进行回填。c.打压合格后要对U形管两端口采取有效的临时封堵措施。6)回填工艺及下管工艺。a.钻孔深度及孔内地下水水位较浅时,宜采用人工下管。当下管较困难时,可采用机械下管。b.垂直土壤热交换器下管完成后应在12 h内用灌浆材料回灌封孔。灌浆应密实,无空腔。
3 结语
随着空调工业的发展,先进的中央空调系统不断的出现,空调在现代建筑中扮演着越来越重要的角色。人们对空调的要求也不断提高,节能、环保、灵活成为今后共同追求的目标。近年来,随着国际经济技术合作的不断深入,地源热泵中央空调系统进入了我国,并通过在工程中的成功运用得到了空调界人士的认可和推崇,成为了我国中央空调发展的趋势,体现了节能、环保、灵活、舒适的新概念。
参考文献
[1]GB 50189-2005,公共建筑节能设计标准[S].
[2]GB/T 13663-2000,给水用聚乙烯(PE)管材[S].
[3]GB 50242-2002,建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范[S].
[4]SL 291-2003,水利水电工程钻探规程[S].
[5]JGJ 87-92,建筑工程地质钻探技术标准[S].
土壤源热泵换热器施工工艺分析 篇8
1工程概况
晋瑞苑小区建筑面积21.2万m2,除住宅地下室外,所有地下车库下面共布置土壤源换热器1 125口井,每口井的深度是110 m～130 m。所有土壤源换热器通过水平埋管通向位于物业楼地下室的地源热泵机房,机房内地源热泵机组取(放)热后,通过小区外网向全小区供热(冷)。
2工艺原理
热泵是一种利用高位能使热量从低位能源转移到高位能源的机械装置。土壤源热泵是利用大地作为热源进行热交换的新型中央空调技术。
土壤源热泵利用土壤一年四季温度稳定的特点,冬季把浅层土壤能作为热泵供暖的热源,即把高于室外环境温度的土壤能中的热能取出来供给室内采暖,夏季把土壤能作为空调的冷源,即把室内的热能取出来释放到低于室外环境温度的土壤中。
通常土壤源热泵消耗1 kW的电能,用户可以得到4 kW左右的热量或冷量,从而达到节能的目的,而且在系统运行过程中,不产生任何有害物质,实现了环保的功效。
3施工工艺流程及操作要点
3.1 工艺流程
工艺流程为:钻孔→下竖向管→井管试压→回填料→挖管沟→水平管施工→干管敷设→支干管连接阀部件安装→管道试压→管道回填→底板上主管道安装。
地源热泵技术地埋管示意图和单组地埋管连接示意图见图1,图2。
3.2 操作要点
3.2.1 钻孔施工
1)按照施工图,结合甲方给定的定位坐标点,对钻孔位置进行放线定位,每个井位点撒白灰并结合木桩做标识,合理排定施工顺序。
2)钻进达到要求深度后,报质检员查验钻孔深度和孔径,在下管程序没有准备好以前不能过早提起钻具,并且必须保证泥浆循环。
3.2.2 竖向管施工
1)下管准备。a.PE管运到现场下管前,首先由质检员检验管材合格证、规格型号,并抽检管径大小、壁厚及外观检查后再进行下一步工作。b.双U形的接头采用电熔连接方法在工厂进行,熔接由管材厂家的专业人员用专业设备按操作规范连接。每个U形接头熔接成功后,进行清洗再进行打压试验,打压1.6 MPa并观测1 h以上,不泄漏为合格;出具合格证后方可出厂。c.现场清洗试压:下管前先用干净的自来水冲洗,然后试压。试压采用手动试压泵,试验压力为1.6 MPa,带压观测15 min以上,不渗不漏无破裂,压力下降不超过3%即为合格。试压完毕,每组双U形换热管管头必须立即密封。 d.安装管卡:为保证换热管尽可能贴近孔壁,避免换热管之间的短路传热,需在3 m～4 m的间隔安装管卡。管卡现场组装,安装一定要牢固,经现场质检员检查无误后开始下管。
2)下管。a.将试压合格后的管道卸掉压力表,将管口密封后,在满水状态下插入钻孔,通过下管器匀速下入,下管后为防止上浮,可先回填一部分回填料。b.下入换热管后,为检验在下管过程中是否有管壁划伤破损,进行二次试压,试验压力为0.6 MPa,带压观察30 min以上,不渗不漏无破裂,压力下降不超过3%即为合格,可以进行下一道工序;如压力下降,则将换热管拖出后换新管重新埋入。c.打压合格后,把所有管头再次密封保压进行填砂。换热管与钻孔之间回填砂直至地面,填料时要求由四周缓慢填入,填砂的同时间断性地向孔内注水,确保孔内砂料尽可能的密实。
3)填料。由于本项目地层为粘土和细砂层,结合测试报告中各种回填料的换热量情况,工程中采用原浆回填,在完成1个孔后,进行下一个孔钻孔时,让循环泥浆经过上一个已下管的成孔内,泥浆循环中的沉淀物会汇集在上一个孔内,表层不能填满部分采用细砂填密实。细砂回填时结合灌水作业,分多次回填密实。
4)区域全部钻孔完成,连接联络管前,进行第三次试压,试压标准同第二次,目的是防止有孔打穿渗漏现象发生,全部合格后可接入水平管系统。
3.2.3 水平管施工工艺
1)土方开挖与运输。
由于本工程土方量较大,采用机械挖土配合人工清理,基底清运覆土时同时开挖管沟,地埋管施工人员密切配合,防止超挖。
2)基地清理。
a.机械开挖时留10 cm土层采用人工清理,保证底部平整并不得扰动天然地基。b.基地清理的土方随覆土一同清运走。
3)水平管安装。
a.管道预制:联络管采用PE管材,根据图纸尺寸,进行管道放样预制。断管采用专用工具,防止出现管头不齐、有飞刺等现象。b.支管连接:管沟开挖后,开始连接支管。支管为D32全部电熔连接,管道和九通之间尽量保证直接相接,不采用弯头,减少阻力和漏点。c.支管安装:将预制好的管道放入管沟,按事先编码顺序排放。管道连接方式电熔连接,水平管一端甩至二级集分水器。d.在管道运输过程中注意端口的保护,防止砂土进入管内。连接时注意供、回水管分开施工,防止混接;在管道连接时,首先用干净的毛巾将管头内外擦拭干净,确保管道连接的严密性,防止杂物进入管内。e.每个环路连接完成后,将直管段部分用回填土覆盖压住,接头处明露以便检查渗漏,在管口进行环路第4次打压,在0.6 MPa试验压力下,稳压30 min,压力降不大于3%,且无泄漏现象为合格。
4)压力试验。
a.在水平埋管和二级集分水器连接完毕后,做第5次打压准备。进行水压试验时试验压力0.6 MPa,30 min内降压不超过3%为合格。b.机房一级集分水器和10个区域主干管全部连接完毕后进行第6次试压,试验压力0.6 MPa稳压12 h,稳压后压力降不大于3%为合格。c.试验合格后进行管道冲洗,从供水管接入干净自来水,回水管排出,连续冲洗,直到出水口水色和进水口一致为合格。
5)管沟回填。
a.回填时管底15 cm至管顶30 cm用细砂回填,先回填管道两侧,采用人工夯填,逐层夯实密实。管顶部30 cm内不能直接打夯,回填第二步时采用平板振捣器夯实。b.每步回填土不超过30 cm厚,分层振捣密实后再填下一层。c.回填至基础褥垫层底平面。
6)底板上主管道安装。
待底板完成,具备施工条件后,二级集分水器安装,待顶板完成,室外管网区具备施工条件后,进行主管道施工。
4注意事项
1)地源热泵系统方案设计前,应进行工程场地状况调查,并对浅层地热能资源进行勘察。
2)为解决泥浆坑渗漏问题,首先预留1 m覆土,同时泥浆坑内铺设塑料布和彩条布两道措施进一步防止渗漏。
3)基础下的管沟开挖后造成对基地原状土的破坏,施工中采取管沟回填细砂工艺,细砂和原状土面齐平,回填密实。
4)由于地埋管位于基础下,管道穿越底板时采用柔性防水套管进行底板防水。
5)地埋管换热器安装完成后,应在埋管区域做出标志或标明管线的定位带,并应采用两个现场的永久目标进行定位。
6)地埋管换热器安装位置应远离水井及室外排水设施,并宜靠近机房或以机房为中心位置。
7)水平地埋管换热器安装时,应防止石块等重物撞击管身。回填料应细小、松散,且不应含石块与土块。
8)地埋管换热器安装前后均应对管道进行冲洗。
5结语
晋瑞苑小区占地面积80亩,建筑面积21.2万m2,共建设8栋住宅楼,建设地下立体停车位1 300个,是我省单体面积最大的采用土壤源热泵技术项目。项目实现了20万m2建筑物的供暖、供冷、供生活热水三联供,每年可节约标准煤1 200 t,减少排放二氧化硫26 t、二氧化碳3 200 t、氮氧化物13 t,符合绿色施工要求。
该项目由于具有显著的环境效益和社会效益,因此被山西省人民政府列入2009年全省152个重点工程,同时经过国家住建部、财政部的严格遴选,成为全国12个国家支持的节能减排项目之一。
现竣工投入使用以来,运转正常,满足全小区冬季采暖、夏季制冷及全年提供生活热水需求。
参考文献
[1]GB50366-2005,地源热泵系统工程技术规范[S].
水源热泵施工 篇9
项目区位于桐柏县城以北6公里的某村镇,涉及六个自然村,953人,166户,耕地2825亩。该区属于浅山丘陵区,地表水丰富,水质好。耕地土质好,适宜多种作物种植。但是由于该村水利基础设施差,种地望天收,该村原有塘堰,因多年来冲刷淤积、堰埂渗漏和水毁塌滑较为严重,汛期塘堰无法蓄水灌溉,急需进行整修加固。同时,上游来水面积小,水源工程不配套,致使灌溉面积效益不能充分发挥,严重制约着该村经济的发展。
1 自然概况
1.1 项目区属于浅山丘陵区,岗丘山区交错,河流弯曲,田间排水比较畅通,电力充足,交通便利。
土质为粘土,土质肥沃,结构良好,适耕期长,适种作物广泛。
1.2 属亚热带季风型大陆性温湿气候,四季分明,雨量充沛,年平均温度15℃,年降水量1168mm。
年日照时数达202.7小时,无霜期在226天以上,多年平均温度为15℃,最热七月平均温度为27.7℃,最低月平均温度为1.5℃,适宜于麦稻两熟或麦秋两熟。降雨量虽然丰富,但时空分布不均,不能满足不同生育期作物的要求,因此发展灌溉是保证农业稳产高产的重要措施。
1.3 项目区内主要作物有水稻、小麦、花生、玉米等。
其种植比例小麦(包括杂粮)60%、早秋15%、晚秋35%、春稻25%、夏稻25%,复播指数为160%。
2 水文条件
项目区内有河流流过,项目区以上河流全长21公里,流域面积26平方公里,水资源主要来自降雨径流。该区多年平均降雨量为1143毫米,保证率在95%时,多年平均径流量为0.14亿立方米,保证率在75%时径流量为0.12亿立方米。该流域上游无工矿企业等污染源,水质符合农田灌溉标准,可以作为农业灌溉水源。
3 工程设计
3.1 塘堰整修工程规划设计
3.1.1 塘堰的坝体加固设计
1)大坝整修加固工程。包括大坝加高培厚,整修后使上游坝坡坡比达到1:2.25,下游坡比达到1:2.0;上游坝坡整修后采用预制混凝土板进行护坡,护坡厚度0.1m:下游坝面整修后,坡脚设干砌石排水导滤体,背水坡建设Mu60M7.5浆砌石排水沟:对大坝进行充填灌浆防渗。
2)对溢洪道进行整修,最小底宽3m,边坡为1:1.5,底板采用C20砼进行护底,边坡采用Mu60M7.5浆砌石护坡。
3)输水洞拆除重建。
3.1.2 塘堰清淤
为增加塘堰有效调蓄水量,规划对该村2座塘堰进行清淤,根据工程实际,平均清淤深度确定为1.2m,淤泥运至塘堰50m以外。
3.2 大口井工程设计
根据水源论证和实地勘察,确定本项目水源采用地下水,取水构筑物采用大口井。参考项目区邻近实验井资料,结合项目区实际地形、地貌、地质和水资源特征、类别,确定本工程水源地点选择在两座塘堰中间位置。新打一眼大口井,设计井径内3m,井深10m。
3.2.1 单井出水量设计
根据《给水排水设计手册》第三册,出水量按照下式进行计算:
根据机井物探资料分析结果选取以上公式各参数,经计算,单井出水量为18.3m3/h。
3.2.2 大口井井筒设计
本工程大口井施工采用沉井法,井筒壁厚可按经验数值选用。本设计大口井内径为3米,采用C30钢筋混凝土刃脚,Mu60M7.5浆砌砖井壁,壁厚为370mm。刃脚以上每2.5m设一道C30钢筋混凝土圈梁。
3.2.3 进水方式
采用井底和井壁同时进水。
3.2.4 井底和井壁进水结构要求
根据规范要求,井底反滤层除卵石含水层不设外,一般设2-5层,每层厚200-300mm,总厚度为0.6-1.5米,本大口井设计井底反滤层做成锅底形,共分3层,总厚度为600mm,由于刃角处极易涌沙,靠刃脚处加厚20%。
井壁应预留进水孔,含水层为中、粗砂且厚度较大时,可采用水平孔或斜孔,含水层为卵砾石层时,可采用Ф25-50mm的不填滤料的水平圆形或圆锥形(里大外小)的进水孔。本设计井壁进水孔孔径为200mm,梅花形布置,纵横向孔距均为300mm,孔内填滤料二层,为防止滤料漏失,在孔两侧设镀锌铁丝网。
3.2.5 滤料设计应符合下列规定:
1)进水孔内充填的滤料为两层,总厚度与井壁厚度相同。
2)井筒外围充填滤料,其高度应高出井筒顶部进水孔0.5米;厚度为200-300mm;滤料规格按管井的有关规定执行。
3.2.6 井口应高出地面600mm,并加盖;井口周围应设不透水散水坡,宽度为1.5m,在透水土壤散水坡下面应填厚度不小于1.5m的粘土层。
4 结论
水源热泵施工 篇10
关键词：钢筋混凝土,辐射水源井,辐射管,施工工艺
辐射水源井与常规水源井相比具有以下特点:1)出水量大。2)井的寿命长。3)管理运行费用低,维护方便。
辐射井的施工方法一般有沉井法施工和钻机成孔漂浮下井管法两种。沉井法施工深度一般在15 m左右,钻机成孔漂浮下井管法的施工深度一般可达40 m。
下面以西合线姚李庙车站水源井施工过程为例,对钢筋混凝土大口辐射井的施工工艺进行阐述,以供类似工程施工参考。
1 工程概况
西合线姚李庙车站水源井直径为4.0 m,井深为5.5 m,为钢筋混凝土大口井;井底四周设置4根辐射管;井底反滤层采用卵石填筑,共分为三层,下层为直径60 mm～100 mm、厚度200 mm卵石层,中间层为直径20 mm～30 mm、厚度200 mm卵石层,上层为直径5 mm～8 mm、厚度200 mm卵石层。取水层位于圆砾土层。该水源井及辐射管的构造见图1。
2 钢筋混凝土大口辐射水源井施工技术及工艺
2.1 水源井井身施工方法
2.1.1 沉井施工程序
平整场地→测量放线→开挖土体→砌筑砖基座→沉井制作→沉井下沉→封底。
2.1.2 沉井制作
1)制作顺序。场地整平→放线→挖土1.5 m深→夯实基底→抄平放线→铺砂垫层→挖刃脚土模砌砖座→绑扎钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土→养护、拆模。
2)地基处理。沉井制作时先挖土1.5 m深以减少下沉工程量,沉井制作前先对下挖土坑进行处理,以防地基不均匀下沉引起井身裂缝。处理方法采用砂、砂砾、碎石垫层。
3)刃脚支设。沉井制作下部刃脚的支设采用砖垫座。砖垫座砌筑为保证刃脚踏面的宽度和刃脚斜面的推力作用而做成宽高比为1∶2台阶,砖座砌筑完毕后内壁用1∶3水泥砂浆抹平。砖座顶部支出刃脚100 mm以供支模作为平台。
4)井壁制作。
a.制作方式。沉井制作基坑比沉井宽2 m～3 m,四周设排水沟、集水井,使地下水位降至比基坑低约0.5 m。沉井采用分节制作,第一节为1.5 m,其他节段高度控制在1 m。
b.模板支设。沉井模板采用钢定型模或木定型模组装而成,每节模板的长度视井的总长而定为1.2 m。采用木模时,外模靠混凝土一侧刨光,涂脱模剂两度,沿模板长度方向间隔1 m设一道肋模。模板支设时先支井内模,一次支到比施工缝高约100 mm处,竖缝处用方木支撑在内部脚手架上,外模亦一次支到比施工缝略高100 mm处,竖缝亦用木方或脚手管杆与外脚手架紧固。模板支设时内设钢筋撑子以保证井壁的厚度,设钢筋对拉片以使外模稳固,如为圆形沉井则在外模上增设间距为2 m的钢丝绳环箍,以增强模板整体的稳定性。模板支设过程中应进行垂直度、平整度校正。
c.钢筋绑扎。沉井钢筋采用人工井内安装,绑扎顺序为:先内后外,先下后上。竖筋可一次绑好,水平筋分段绑扎,与前一节井壁连接处伸出的插筋采用焊接连接,接头错开1/4,以保证钢筋位置和保护层正确,内侧钢筋之间要设ϕ14 mm钢筋铁码,每0.5 m不少于一个。钢筋用挂线法控制垂直度,用水平仪控制水平度,用木恰卡尺控制间距,用水泥砂浆垫块控制保护层厚度。
d.混凝土浇筑。采用沿沉井周围搭设脚手架平台,用手推车运送混凝土至浇筑口均匀浇筑。
2.1.3 沉井下沉
第一节混凝土达到设计强度的100%,其上一节达到70%后,方可开始下沉。
根据本工程的实际情况,采用下沉挖土方法施工:由设于井外的提升设备将土从井内转出。人工挖土的方法随土质情况而定,一般方法有:由沉井中间开始向四周,每层挖土0.2 m～0.3 m,沿刃脚周围保留0.5 m～1.5 m土堤,然后再沿沉井壁每1 m～2 m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的削薄土层。刃脚下方土方边挖边清理。如遇流砂时,可采取先从刃脚挖起,每层200 mm,下沉后再挖中间部分;亦可在刃脚跟部满塞稻草,把砂子滤堵在原土层,人工从中间向四周均匀开挖。
2.1.4 沉井封底
当沉井下沉至距设计标高0.1 m时,即停止井内抽水,使沉井依靠自重下沉至设计或接近设计标高,再经过2 d～3 d下沉稳定,或经观测在8 h内累计下沉量不大于10 mm时,即可进行封底。
封底方法:采用内排水封底(干封底),将新旧混凝土接触面冲刷干净或打毛,对井底进行修整呈锅底形,由刃脚向井中心呈放射形挖排水沟,再在排水沟上填以卵石作成滤水暗沟,根据沉井内径的大小和涌水量设置多个或一个集水坑。在集水坑内设置一个抽水滤鼓(滤鼓顶面比底板顶面低约200 mm),将潜水泵置于滤鼓内排水以便铺一层150 mm～500 mm厚碎石层,碎石层上浇一层厚约100 mm的混凝土垫层,待垫层达到约50%强度后即可进行钢筋绑扎和混凝土浇筑,混凝土浇筑时由四周向中间推进。待混凝土达到70%强度后,对集水坑逐个停止抽水,逐个封堵。
2.2辐射管施工方法
1)顶进设备的选用。本工程的辐射管采用机械顶进施工,顶进设备采用全液压千斤顶,其吨位为100 t,行程为250 mm,最大承载推力为915 kN。
2)顶进施工。a.施工准备。顶进后背墙由方木、型钢或钢板及混凝土井壁组成;导轨选用钢质材料制作,两导轨安装牢固、顺直、平行、等高,其纵坡与管道设计坡度一致。千斤顶安装时固定在支架上,并与管道中心的垂线对称,其合力的作用点在管道中心的垂线上。b.钻头掘进。为了便于钻进,在滤水钢管前端焊接一个钻头,钻头的直径稍大于钢管的直径为220 mm,钻头前端加工成圆锥形以减少掘进阻力。c.流砂出土。钻头前的砂土经过钻头进入滤水钢管内,而挤压在滤水管周围的砂土颗粒从滤水孔进入管内随同水流一起排出。d.正常顶进。在顶进过程中,应有一个人站在前面观察,边铲边顶。同时,当末端管子留在导轨上的长度为40 cm～50 cm时,无论千斤顶活塞是否全部用完都要停止顶进,因为要为下一步顶管做预备工作面。
3结语
随着我国现代化建设的飞速发展,基础建设日新月异,为把对环境、居民生活等的影响降到最低限度,减少拆迁量、降低工程投资、采用四新技术,越来越多的基础建设工程采用顶管等非开挖技术进行施工。随着沉井和顶进施工工艺的逐步成熟,该技术有广阔的应用前景和推广价值,特别是在市政工程的降水领域,为一种新型降水施工方法。
参考文献
[1]王艳玲.钢筋工程施工应注意的问题[J].山西建筑,2007,33(1):170-171.
水源热泵施工 篇11
关键词 水源热泵空调系统 影响因素 优化设计
水源热泵空调系统可以起到良好的节能效果，在生活中的使用可以有效的改善人们的生活环境，减少能源的使用，将水作为热源，进行制热、制冷，大大的提高水的利用率以及空调系统的节能、环保。但是在水源热泵空调系统应用的过程中会受到多种因素的影响，无法充分的发挥水源热泵空调系统的节能环保作用。
一、水源热泵空调系统应用中的影响因素
（1）气象条件
我国不同地区的环境、气候不同，早晚温差有较大的差异，例如我国的东北地区的哈尔滨、首都北京、广州等城市在相同的高度的建筑中，每一层均使用水源热泵空调系统，并将水源热泵空调系统的能耗和普通的系统能耗进行对比，明显的可以看出哈尔滨地区的水源热泵空调系统的能耗高于其他城市的能耗，而水源热泵空调系统的能耗和普通系统的能耗相比又有明显的差异。这也就说明气象条件，会对水源热泵空调系统的应用产生影响，气象条件变化较大地区的水源热泵空调系统的能耗大。
（2）建筑特点
在水源热泵空调系统的应用中，影响其能耗的建筑因素有很多种，例如建筑的蓄热、新风量、设备的发热情况等，均会对水源热泵空调系统的能耗产生影响，在建筑内部余热合适的的条件下，水源热泵的运行才可以达到最好的效果。建筑物的面积、内部结构均会影响水源热泵的有效运行，在建筑物内部负荷一定的條件下，其节能效果就由建筑物的面积决定。
（3）热源形式
在实际运行中空调系统的热源有很多种，燃煤、水源、电能等都是水源，在不同的地区空调系统的水源不同，但是在众多水源中水源的节能效果是最好的。如果使用燃煤作为空调系统的水源，不管建筑物内部余热是大还是小，空调系统均不能起到节能的效果。
也就是水空调系统的使用，受到气候、建筑物特点、热源形式等多种条件的影响，为了保证水源热泵空调系统可以起到良好的节能效果，需要针对不同地区、不同建筑物特点等因素进行综合分析，合理的使用水源热泵空调系统，才可以起到良好的节能效果，发挥空调系统的节能环保作用。
二、水源热泵空调系统的优化设计
（一）水源热泵空调系统的工作原理
在实际工作中水源热泵的工作原理和制冷机的工作原理是相同的，只是两种系统的工作范围不同，热泵的冷冻循环系统中可逆的，正向循环工作时，从其制冷系统中进行热量的吸收，将吸收到的热量排放到空气中或者是水中，这个过程将其称为制冷过程，水源热泵的逆向循环系统是从外界环境中、水源中吸收热量，将热量释放到采暖空间，这个过程称之为制热过程。
水源热泵空调系统工作中，制冷过过程和制热过程见下图。当制冷系统运行中，离心风机启动，方向阀处于制冷方向，使冷媒进入压缩机，将其压缩成高压气体，通过方向阀将压缩之后的高压气体送入冷媒，使其转变成液体，液体通过细管进入空气蒸发器，吸收空气中的热量将其蒸发为低温的气体，这个制冷过程是不断往复进行的。制暖过程和制冷过程是相反的，方向阀指向的是供热方向，低温冷媒压缩成高压气体之后，进入空气叶片盘管的散热器，成为液体，再通过风机的作用，使其释放热量，将温度升高，再经过水蒸发器吸收循环吸收热能，将其转变成低温气体，这个过程也是往复循环的。
（二）水源热泵空调系统的优化设计
要想实现水源热泵空调系统的优化设计，需要了解以下这些优化设计方法：
第一，计算好各项各项工艺以及水源热泵空调系统的使用功能。
第二，提高水源热泵系统的运行效率、，节能效率的提升，需要保证其中的COP值增加，不能在3.5以下，所以需要选择高性能的水源热泵系统。
第三，按照水源热泵空调系统应用的建筑室温、进水温度，选择合适的水源热泵机组进行工作。
第四，夏季室内温度变化较大，所以需要根据夏季房间内的温度冷负荷进行热泵型号的选择，核对水源热泵空调系统的供热能力，不能影响冬季的室内热负荷的变化，如果不合符需要重新的选择水源热泵空调系统。
第五，由于水源热泵空调系统的各项性能非常的敏感，所以其各项性能参数需要在实际运行中，根据产品样本中的数据及西宁修正。
第六，水源热泵空调系统在应用的过程中需要选择性能、能耗良好的辅助热源装置，一般情况下水源热泵产生的热量要在该系统总热量的10%～30%，采用的辅助热源多为太阳能热水器。
第七，为了更好的保护水源热泵的交换器，需要选择两种冷却塔，闭式冷却塔安装在室内，开式冷却塔安装在室外，冬季停止使用时，需要添加防冻剂。
为了提高水源热泵空调系统的性能，降低能耗，需要对其进行优化设计，以上这些优化设计方法只是部分内容，在实际水源热泵空调系统的优化设计中，还有很多优化设计方法，主要是根据水源热泵空调系统的使用区域、使用条件等进行相应的调整，提高其使用效率，降低能耗，实现节能环保。
三、小结
当前空调在人们生活中已经普遍存在，但是空调的能耗较大，在实际使用中无法实现节能环保，为此在空调系统研究中研发了水源热泵空调系统，有效的将空调的运行效率提升，实现了节能的功效。在水源热泵空调系统使用中，需要根据使用地区、环境等的不同，对其进行优化设计，使得水源热泵空调系统的应用效率提升，降低能耗。
参考文献：
[1]邓鑫.水源热泵空调系统分析[J].科技致富向导，2010（21）：49-50
[2]郭敬红，张勇攀.水源热泵空调系统应用分析[J].制冷与空调（四川），2008（02）：91-92
水源热泵施工 篇12
1 隧道工程用水量预测
该隧道采用进出口及12座斜井辅助正洞施工[1], 左、右线正洞隧道采用大型台车, 全断面或台阶法开挖;斜井采用三臂钻孔台车施工, 全断面开挖, 喷锚施工支护, 辅助正洞施工完成后进行封堵。
根据关角隧道通过区地层岩性、地质构造特征, 将隧道通过之围岩划分为三个级别的富水区 (段) , 即中等富水性区 (段) 、弱富水区 (段) 和贫水区 (段) 。
1) 中等富水区。
主要分布于隧道各方案的岭脊段, 岩性为三叠系灰岩、砂岩、二叠系灰岩及石炭系变质砂岩, 岩体原生层理、次生构造节理、裂隙、风化节理、裂隙发育。
2) 弱富水区。
主要分布于关角日吉山主脊南坡及隧道进口段, 岩性有石炭系片岩、大理岩、下元古界混合片麻岩及志留系变质砂岩夹板岩, 地质构造强烈, 岩体原生层理、构造及风化节理、裂隙较发育, 但受地形地貌影响, 大气降水较北坡稀少, 富水性差, 为弱富水区。
3) 贫水区。
主要分布于关角日吉山主脊南坡, 隧道进口段为第三系砾岩夹砂岩, 南部贫水区出露的地层岩性为华力西期闪长岩、花岗岩及下元古界混合岩。第三系地层发育原生层理, 构造及风化节理、裂隙不发育, 大部分裂隙被泥质充填, 补给差, 储水条件较差, 地下水主要赋存于原生层理及风化节理、裂隙中, 属单斜储水构造, 富水性差。
隧道通过贫水区7 205 m, 弱富水区7 620 m, 中等富水区17 780 m, 预测隧道可能正常涌水量46 845.4 m3/d, 可能最大涌水量91 663.7 m3/d。其Ⅰ线建设总工期为4年, Ⅱ线建设总工期为5年。可能的最大涌水出现在CK283+809～CK301+589区段的隧道施工过程中。
本次采用地下径流模数法[2]对隧道涌水量进行预估。计算结果见表1。
2 隧道涌水对居民生活饮用水源的影响分析
切格日曲为天峻县居民生活用水水源, 由山区地下水、地表水通过沟谷径流补给。区域内地层岩性有三叠系灰岩、砂岩及二叠系灰岩, 属中等富水区, 其地表水源头与线路的最小垂直距离为9.5 km。
切格日曲地表径流与地下水有着密切的水力联系, 隧道开挖对地表水、地下水的影响是通过开挖巷道排水对含水层疏干从而造成对原泉水干涸, 泉水溢出带向下游迁移, 河川基流量削减等环境问题。因此, 首先要查明隧道经过地段各含水层渗透性, 导水性等水理性质。进一步计算分析隧道开挖过程和运营中涌水量的大小和影响范围。
依据前期勘查施工钻孔抽水试验资料计算的渗透系数, 结合区域水文地质资料, 确定隧道穿越地段与切格日曲地下水补给诸含水层参数取值见表2。
m/d
根据TB 10049-96铁路水文地质勘测规范标准划分, 隧道穿越的围岩中, 三叠系灰岩、砂岩及二叠系灰岩, 属中等富水区, 其分布受断裂地层接触关系的控制, 可将上述隧道穿越地区含水层概化为一个单独的箱形含水层。由于本隧道设置了环向透水管盲沟, 在环向盲沟的侧沟位置设泄水孔, 并在全隧道侧沟部位设纵向透水盲沟, 以汇集衬砌背后积水, 通过泄水孔排泄, 隧道对含水层的疏干可采用泄水沟或排水渠理论计算在开挖过程中对含水层水位的影响。设计中该隧道选用全断面开挖方式施工, 从斜井进入主断面分段开挖, 斜井及主隧道分段开挖对含水层的影响相当于对单个箱形含水体作用的累加。斜井和隧道开挖过程中的排水量主要为含水层体积储存量的疏干量, 另外, 还包括地下水天然资源量。当主隧道采掘面连通时, 对含水层的影响相当于“干扰井”作用造成水量削减因素在短期内不明显, 从工程角度可以不予考虑。在此, 选用下式[2]计算隧道开挖时对含水层的影响半径 (见表3, 表4) 。
其中, K为含水层渗透系数;W为大气降水补给含水层最强时期的补给强度, 这里采用本次实测的地下水径流模数代替;H为初始水位高程;h0为排水沟中水位高度。
由于隧道排水疏干作用的控制, 影响范围内与深部地下水有水力联系的泉水溢出量将会较大幅度衰减, 甚至涸竭, 沟谷基流量亦会较大幅度衰减。影响范围外上述影响将会逐渐减轻。
从表3, 表4可知, 隧道主洞穿越和斜井开挖不同含水层的影响半径最大为1 910 m, 而切格日曲地表水源头与隧道主洞的最小垂直距离为9.5 km, 因此, 隧道施工不会对切格日曲基流量产生影响。
3 结语
由于隧道排水疏干作用的控制, 隧道穿越地段对不同含水层的影响半径有所不同, 影响范围内的沟谷基流量亦会较大幅度衰减, 影响范围外上述影响将会逐渐减轻。关角隧道主洞穿越和斜井开挖不同含水层的影响半径最大为1 910 m, 而切格日曲地表水源头与隧道主洞的最小垂直距离为9.5 km, 因此, 隧道施工不会对切格日曲基流量产生影响, 以切格日曲为生活用水水源的天峻县居民的生活也不受影响。
参考文献
[1]戴文革.施工隧道斜井与正洞交叉段施工技术探讨[J].水利与建筑工程学报, 2008 (3) :23-24.