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地源熱泵系統的實例應用論文
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，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，環境污染嚴重。文章將詳細闡述地表水地源熱泵取水系統施工監理要點與實際上可取得的經濟效益。
關鍵詞：地源熱泵；地表水地源熱泵取水系統；監理
地表水地源熱泵取水系統施工屬于地表水地源熱泵空調系統施工，區別于傳統中央空調施工，是地表水地源熱泵系統施工的關鍵，其施工質量也是地表水地源能否節能運行的關鍵。地表水地源熱泵取水系統施工主要內容包括管路、取水泵、地源熱泵機組、換熱器安裝等。地表水地源熱泵系統施工應嚴格按照GB50366-2006《地源熱泵系統工程技術規范》、GB50243-2002《通風與空調工程施工質量驗收規范》及GB50242-2002《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》進行施工。
1.地表水地源熱泵取水系統施工監理
1.1管路安裝監理工作要點
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，以免水流經過彎頭時產生的旋渦進入泵內。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、監理、施工單位代表組成，機組的開箱檢查符合下列規定：按照裝箱清單核對設備的型號、規格及附件數量，機組的外形應規則、平直，圓弧形表面平整無明顯偏差，結構完整，焊縫飽滿，無缺損和孔洞，設備的進出口封閉良好，隨機的零部件，齊全無缺損。機組就位前對設備基礎進行驗收，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，起吊著力點設在金屬箱的基座主梁上。水源熱泵機組及附屬設備的安裝：整體出廠的機組安裝時，在底座的基準面上找正和調平，有減振要求的按設計要求進行。機組安裝時，所采用的閥門和儀表符合相應介質的要求，機組與附屬設備的型號、規格和技術參數必須符合設計要求，并具有產品合格證書，產品性能檢驗報告，機組的混凝土基礎必須進行質量交接驗收，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計要求，用地腳螺栓固定的機組或附屬設備，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。機組及附屬設備的安裝位置、標高的允許偏差在規范的規定之內，即：用經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，并應符合設備技術文件的規定，機組附屬設備安裝的水平度或垂直度允許偏差為1/1000，并符合設備技術文件的規定。機組安裝基座與基礎之間加設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。檢查換熱器內部是否存在雜物和損壞部位。設備的縱橫向水平度偏差不大于0.2‰。設備與閥門的連接螺栓要對角禁固。設備四周要有圍線保護，以免碰撞。
1.4水泵安裝監理工作要點
泵的基礎一般為混凝土。基礎的長度應比泵的底座長出50-70毫米，混凝土基礎的重量是應為泵機組重量的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。找正是指調整泵和電動機旋轉中心線的位置，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24小時后。找正、找平方法如下：設備就位采用吊車就位，設備安裝一般采用有墊鐵安裝法，墊鐵設置在地腳螺栓兩側，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。設備找平是在設備找正后利用調整墊鐵組來完成，找平是在設備精加工面上用框架式水平儀測量設備的不水平情況，如水泵不水平，可用打入斜墊鐵的方法逐步找平。設備找平后墊鐵中心線垂直于設備底座邊緣，平墊鐵外露長度以10-30mm為宜，且墊鐵間無松動現象。對于不用墊鐵的設備，其設備找平是由調整螺栓來完成的。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。精平通過調整墊鐵組來完成。精平的同時對于泵類等轉動設備還應檢查聯軸器的對中情況。聯軸器對中檢查采用千分表來完成，調整后的聯軸器傾斜和徑向位移以及間隙應符合相關規范要求。設備精平完后，將墊鐵用電焊相互焊牢，然后對設備底座基礎面間的空隙進行灌漿，并將墊鐵埋在混凝土內，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幢及沿街部分商業建筑。該項目共分為兩期工程，項目規劃總用地面積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水，因此不存在回灌的問題，只需將循環水流回湖水即可。
2.2地源熱泵系統在示范項目中的應用
該項目中，地源熱泵系統不僅用作項目制冷、供暖，還可提供衛生熱水。根據淳安縣水利局提供的資料，千島湖湖區面積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。取循環水進出水溫差為7℃。經計算，循環水最大值僅為252m3/h，完全滿足水源熱泵機組的循環水量。根據建筑物負荷需求，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生熱水，冬季兩臺制熱，一臺專門制取衛生熱水，春秋季，只有衛生熱水機組運行。主要設備如表1所示。
根據項目的需求，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技術參數如表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。每年可節約電費為傳統中央空調的20%-30%。通過減少常規能源的消耗，可再生能源系統可以有效減輕對環境的負面影響。地表水水源熱泵系統在設計使用得當的情況下也不會對水系產生污染，系統引起的地表水溫度變化對環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不會對環境產生有害影響。經上海市建筑科學研究實驗室能效評估，該系統全年常規能源替代量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，每年節約運行費用197270.3元。
3.結語
隨著生活水平的提高，人們對室內環境的要求也越來越高，這就進一步加大了暖通空調用能。因此，暖通空調用能成為建筑中的重點節能對象。在眾多新型空調系統中，地源熱泵系統以其能源利用系數高、節能效果好、系統簡單、無污染等優越性，被稱為是21世紀的一項以節能和環保為特征的最具發展前途的綠色空調技術。本文闡述了地源熱泵系統的實例應用過程，可供同行參考。
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