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地源熱泵系統(tǒng)的實例應(yīng)用論文
摘要：在我國導致建筑能耗較大的一大“罪魁禍首”就是暖通空調(diào)，其能耗占建筑能耗的60%-70%，主要以電力和化石能源消耗為主。其中，煤炭消耗占的比例較大，能源利用率低，環(huán)境污染嚴重。文章將詳細闡述地表水地源熱泵取水系統(tǒng)施工監(jiān)理要點與實際上可取得的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：地源熱泵；地表水地源熱泵取水系統(tǒng)；監(jiān)理
地表水地源熱泵取水系統(tǒng)施工屬于地表水地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)施工，區(qū)別于傳統(tǒng)中央空調(diào)施工，是地表水地源熱泵系統(tǒng)施工的關(guān)鍵，其施工質(zhì)量也是地表水地源能否節(jié)能運行的關(guān)鍵。地表水地源熱泵取水系統(tǒng)施工主要內(nèi)容包括管路、取水泵、地源熱泵機組、換熱器安裝等。地表水地源熱泵系統(tǒng)施工應(yīng)嚴格按照GB50366-2006《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》、GB50243-2002《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》及GB50242-2002《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》進行施工。
1.地表水地源熱泵取水系統(tǒng)施工監(jiān)理
1.1管路安裝監(jiān)理工作要點
1.1.1吸入管路安裝
吸人管路一般都有一段水平直管，這段管路的長度一般不要小于10倍的管直徑，但最少不能小于0.5米，以免水流經(jīng)過彎頭時產(chǎn)生的旋渦進入泵內(nèi)。吸入管路必須盡量做到短而直。為了使管道中的空氣在灌引水時能完全排空，水平段管道最好安裝成泵高、彎頭低的傾斜方向。泵進口法蘭前不能安裝擴散管，但可以安裝收縮管，收縮管要做成偏心收縮管，以利排氣，彎頭的彎曲半徑要大于3-5倍的管道直徑。此外，底閥在水中的淹沒深度不小于0.3米，與池底及四周的距離大于管道直徑。
1.1.2吐出管路安裝
為了控制泵的工況點，吐出管道上必須裝閘閥。為了避免泵在突然停電時倒轉(zhuǎn)和受水錘沖擊，吐出管路安裝逆止閥，并安裝在閘閥的后面。如果有必要安裝壓力表，必須安裝在泵出水口2倍直徑以上長的距離上，并且注意不要裝在彎頭和閥的附近，以免產(chǎn)生誤差。進、出水管路都必須要有支撐裝置，禁止將管路的重量加在泵身上。管路安裝好后，最好用高壓水通入作泄漏檢查試驗，要求不漏水。
1.2地源熱泵機組安裝監(jiān)理工作要點
機組必須有裝箱清單、圖紙說明書、合格證等隨機文件，進口機組還必須具有商檢部門的檢驗合格文件。機組安裝前，進行開箱檢查，開箱檢查人員由建設(shè)、監(jiān)理、施工單位代表組成，機組的開箱檢查符合下列規(guī)定：按照裝箱清單核對設(shè)備的型號、規(guī)格及附件數(shù)量，機組的外形應(yīng)規(guī)則、平直，圓弧形表面平整無明顯偏差，結(jié)構(gòu)完整，焊縫飽滿，無缺損和孔洞，設(shè)備的進出口封閉良好，隨機的零部件，齊全無缺損。機組就位前對設(shè)備基礎(chǔ)進行驗收，合格后方可安裝。機組起吊時，在吊裝起吊點著力，無吊裝起吊點時，起吊著力點設(shè)在金屬箱的基座主梁上。水源熱泵機組及附屬設(shè)備的安裝：整體出廠的機組安裝時，在底座的基準面上找正和調(diào)平，有減振要求的按設(shè)計要求進行。機組安裝時，所采用的閥門和儀表符合相應(yīng)介質(zhì)的要求，機組與附屬設(shè)備的型號、規(guī)格和技術(shù)參數(shù)必須符合設(shè)計要求，并具有產(chǎn)品合格證書，產(chǎn)品性能檢驗報告，機組的混凝土基礎(chǔ)必須進行質(zhì)量交接驗收，合格后方可安裝。機組安裝的位置、標高和管口方向必須符合設(shè)計要求，用地腳螺栓固定的機組或附屬設(shè)備，其墊鐵的放置位置正確、接觸緊密，螺栓必須擰緊，并有防松動措施。機組及附屬設(shè)備的安裝位置、標高的允許偏差在規(guī)范的規(guī)定之內(nèi)，即：用經(jīng)緯儀或拉線和尺量檢查，平面位移為10mm，標高允許偏差+10mm，整體安裝的機組，其機身縱、橫向水平度的允許偏差為1/1000，并應(yīng)符合設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定，機組附屬設(shè)備安裝的水平度或垂直度允許偏差為1/1000，并符合設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定。機組安裝基座與基礎(chǔ)之間加設(shè)20mm厚的橡膠墊，其安裝位置正確，各個隔振器的壓縮量均勻一致，偏差不大于2mm。
1.3換熱器安裝監(jiān)理工作要點
換熱器吊裝要安全、可靠，吊索掛在換熱器的吊裝鼻上。換熱器的熱媒、熱水出入口的方向要正確。檢查換熱器內(nèi)部是否存在雜物和損壞部位。設(shè)備的縱橫向水平度偏差不大于0.2‰。設(shè)備與閥門的連接螺栓要對角禁固。設(shè)備四周要有圍線保護，以免碰撞。
1.4水泵安裝監(jiān)理工作要點
泵的基礎(chǔ)一般為混凝土。基礎(chǔ)的長度應(yīng)比泵的底座長出50-70毫米，混凝土基礎(chǔ)的重量是應(yīng)為泵機組重量的3--5倍，底座安裝時要找平，推薦在各個方位上底座加工面每100毫米長度的水平度不小于0.25毫米。找正是指調(diào)整泵和電動機旋轉(zhuǎn)中心線的位置，使它們處于同一直線上。無論是初次安裝還是檢修后安裝，至少找正三次：第一次，泵與電機擺放在底座上，尚未緊固，第二次，泵與電機已緊固，進、出口法蘭螺栓沒緊固，第三次，泵運轉(zhuǎn)24小時后。找正、找平方法如下：設(shè)備就位采用吊車就位，設(shè)備安裝一般采用有墊鐵安裝法，墊鐵設(shè)置在地腳螺栓兩側(cè)，且每組墊鐵不宜超過三塊，斜墊鐵必須成對使用。用千分表或塞尺檢查兩聯(lián)軸器法蘭端面的平行度，通常用檢查兩端面的間隙差來代替，在圓周方向每隔90測量一下，最大間隙與最小間隙之差（a-b）≤0.3毫米。在聯(lián)軸器法蘭外園上、下、左、右四個位置檢查它們是否在同一直線上，要求c≤0.1毫米。設(shè)備找平是在設(shè)備找正后利用調(diào)整墊鐵組來完成，找平是在設(shè)備精加工面上用框架式水平儀測量設(shè)備的不水平情況，如水泵不水平，可用打入斜墊鐵的方法逐步找平。設(shè)備找平后墊鐵中心線垂直于設(shè)備底座邊緣，平墊鐵外露長度以10-30mm為宜，且墊鐵間無松動現(xiàn)象。對于不用墊鐵的設(shè)備，其設(shè)備找平是由調(diào)整螺栓來完成的。當澆灌地腳螺栓孔的混凝土強度達到70%以上時，即可開始精平。精平通過調(diào)整墊鐵組來完成。精平的同時對于泵類等轉(zhuǎn)動設(shè)備還應(yīng)檢查聯(lián)軸器的對中情況。聯(lián)軸器對中檢查采用千分表來完成，調(diào)整后的聯(lián)軸器傾斜和徑向位移以及間隙應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。設(shè)備精平完后，將墊鐵用電焊相互焊牢，然后對設(shè)備底座基礎(chǔ)面間的空隙進行灌漿，并將墊鐵埋在混凝土內(nèi)，抹面時砂漿壓緊密實，表面光滑平整、美觀。需要注意的是，成套出廠的泵機組，出廠時只進行了粗找正，由于運輸時可能產(chǎn)生位移，用戶使用時必須再進行精確找正。
2.地表水地源熱泵經(jīng)濟效益分析
2.3工程概況
某高檔度假公寓主要功能滿足人們休閑度假、生活的需要，該項目包括五星級酒店1幢、度假公寓2幢、居家公寓5幢及沿街部分商業(yè)建筑。該項目共分為兩期工程，項目規(guī)劃總用地面積138140m2，項目總建筑面積為298347m2，其中一期建筑面積236273m2。第一期工程分為1#樓、2#樓、3#樓及沿街商鋪四部分組成，總建筑面積49703平方米，其中37152平方米公寓面積，12551平方米配套公用面積。該項目位于千島湖邊，千島湖是座巨大的人工湖，水量豐富。其水溫常年較穩(wěn)定，保持在15%-24%之間。完全滿足地源熱泵的水溫要求。由于采用千島湖湖水作為循環(huán)水，因此不存在回灌的問題，只需將循環(huán)水流回湖水即可。
2.2地源熱泵系統(tǒng)在示范項目中的應(yīng)用
該項目中，地源熱泵系統(tǒng)不僅用作項目制冷、供暖，還可提供衛(wèi)生熱水。根據(jù)淳安縣水利局提供的資料，千島湖湖區(qū)面積573平方公里，平均水深34米，能見度9-14米，屬國家一級水體。五米以下水溫在15℃-24℃之間。取循環(huán)水進出水溫差為7℃。經(jīng)計算，循環(huán)水最大值僅為252m3/h，完全滿足水源熱泵機組的循環(huán)水量。根據(jù)建筑物負荷需求，總熱負荷為759.5KW，總冷負荷為2058KW。該工程選用六臺SM-809（R）地源熱泵機組，夏季六臺全部制冷，其中一臺的余熱制取衛(wèi)生熱水，冬季兩臺制熱，一臺專門制取衛(wèi)生熱水，春秋季，只有衛(wèi)生熱水機組運行。主要設(shè)備如表1所示。
根據(jù)項目的需求，1#住宅樓工程選用6臺SM-SOQ（R）地源熱泵機組供冷供暖，每臺制冷量350KW，互為備用。所選機組SM-80（Q）R技術(shù)參數(shù)如表2所示。
2.3社會效益分析
項目完成后，采用地表水采暖或制冷利用一份電能就可以獲得四份以上的熱能、冷量，夏季能夠免費制取熱水，冬季只要消耗少量的電便可獲得熱水。每年可節(jié)約電費為傳統(tǒng)中央空調(diào)的20%-30%。通過減少常規(guī)能源的消耗，可再生能源系統(tǒng)可以有效減輕對環(huán)境的負面影響。地表水水源熱泵系統(tǒng)在設(shè)計使用得當?shù)那闆r下也不會對水系產(chǎn)生污染，系統(tǒng)引起的地表水溫度變化對環(huán)境的負面影響也未見報導。因此，該項目采用的可再生能源系統(tǒng)不會對環(huán)境產(chǎn)生有害影響。經(jīng)上海市建筑科學研究實驗室能效評估，該系統(tǒng)全年常規(guī)能源替代量197.3噸標準煤/年，減少CO2排放量487.3噸/年，減少CS2排放量3.9噸/年，粉塵減排量1.9噸/年，每年節(jié)約運行費用197270.3元。
3.結(jié)語
隨著生活水平的提高，人們對室內(nèi)環(huán)境的要求也越來越高，這就進一步加大了暖通空調(diào)用能。因此，暖通空調(diào)用能成為建筑中的重點節(jié)能對象。在眾多新型空調(diào)系統(tǒng)中，地源熱泵系統(tǒng)以其能源利用系數(shù)高、節(jié)能效果好、系統(tǒng)簡單、無污染等優(yōu)越性，被稱為是21世紀的一項以節(jié)能和環(huán)保為特征的最具發(fā)展前途的綠色空調(diào)技術(shù)。本文闡述了地源熱泵系統(tǒng)的實例應(yīng)用過程，可供同行參考。
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