地源熱泵現(xiàn)代特殊結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用圖

地源熱泵現(xiàn)代特殊結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用(圖)摘要：闡述了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在佛手湖項目的設(shè)計應(yīng)用情況。分析了地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)備選型要點(diǎn)和安裝注意事項。

關(guān)鍵詞：地埋管地源熱泵系統(tǒng)

巖石

集水器

Abstract：Exploresthegeothermalheatpumpsystemusedintheproject，analysestheequipmentselectionessentialsandinstallationrequirements.

Keywords：Geothermalheatpumpsystem，rock,watercollection一、項目概況

中國國際建筑藝術(shù)實踐展項目(佛手湖項目)位于南京老山風(fēng)景區(qū)內(nèi)，緊鄰珍珠泉旅游度假區(qū)，面臨佛手湖千畝碧波，背靠老山連綿山巒，是南京市的景秀地段。該項目占地328多畝，建筑物分布于佛手湖中部半島，用地大致呈東南－西北走向。項目共24棟建筑，含四棟公共建筑（A、B、C、D棟展覽中心、接待中心、會議中心、休閑中心）及20棟小別墅（1#~20#）。別墅依山形而建，錯落有致，總計建筑面積41,300m2。中國國際建筑藝術(shù)實踐展項目點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片

該項目云集來自13個國家24名國際著名建筑師的設(shè)計作品，作為永久性的國際建筑展園區(qū)，每棟建筑由不同的設(shè)計師設(shè)計。項目以實踐的方式探索環(huán)保節(jié)能住宅設(shè)計建造的有效途徑，使用并積極推廣環(huán)保節(jié)能建筑材料，借鑒國際先進(jìn)理念和技術(shù)，為中國綠色環(huán)保建筑的發(fā)展提供經(jīng)驗和示范。這種強(qiáng)大的建筑參展陣容在國內(nèi)尚屬首次，在亞洲范圍內(nèi)也是罕有。該項目建成后將成為世界建筑文化展示的焦點(diǎn)和交流基地,受到了國際和國內(nèi)建筑界的廣泛關(guān)注。二、項目特點(diǎn)

本項目各幢建筑依山形而建，每棟建筑的高程相差較大，分布范圍廣。如果全部采用集中式系統(tǒng)，別墅區(qū)的綜合管線將增加，且冷熱能源在輸送過程中會有很大程度的衰減；該地區(qū)沒有熱力管線或燃?xì)夤芫W(wǎng)。在考慮能源形式方面，常規(guī)的能源形式，不但增加用地面積，而且破壞景觀格局。綜合考慮各種因素,為了滿足業(yè)主對別墅類建筑高品質(zhì)、高檔次定位要求，中央空調(diào)采用節(jié)能環(huán)保的地源熱泵系統(tǒng)提供空調(diào)、地板采暖、余熱回收生活熱水。但項目地處山嶺，底層條件復(fù)雜，地表淺層主要以巖石為主，對于地源熱泵系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)來說也是一大挑戰(zhàn)。該項目引進(jìn)地源熱泵技術(shù)，將低品位的低位能轉(zhuǎn)化為可為人類直接利用的高品位能源。系統(tǒng)的配置與設(shè)計應(yīng)達(dá)到性能與價格的優(yōu)化目標(biāo)，確保本工程成為技術(shù)先進(jìn)、可靠實用、經(jīng)濟(jì)合理的項目。三、系統(tǒng)介紹

地源熱泵是一種先進(jìn)、高效節(jié)能、無污染、可再生、可持續(xù)發(fā)展的能源利用形式。同時解決制冷、采暖、生活熱水三位一體的新型空調(diào)系統(tǒng)。它利用淺層地表一年四季溫度相對穩(wěn)定的特性，通過熱泵機(jī)組——這一能量提升機(jī)，完成土壤與建筑物內(nèi)部熱交換。冬季環(huán)境溫度低于地下巖土體溫度，它從地下土壤中吸熱，代替鍋爐向建筑物供暖；夏季環(huán)境溫度高于地下巖土體溫度，它可以向地下土壤中排熱，代替風(fēng)冷換熱器或冷卻塔向大氣散熱。機(jī)組無論制冷或制熱的過程中，通過在制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)排氣端加入熱回收套管，實現(xiàn)余熱回收功能，全年完全免費(fèi)制取生活熱水。地表5m以下土壤的溫度已經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)定，基本不會隨著季節(jié)變化，并且略等于該地區(qū)的年空氣平均溫度。我國冬冷夏熱地區(qū)土壤平均溫度在15～20℃左右，通常夏季冷凝器的出水溫度在35～40℃之間，與土壤換熱溫差可達(dá)到20～25℃，有利于提高制冷系數(shù)。土壤源

地埋管換熱器點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片闊

地穗源熱泵系統(tǒng)成的能量來源惑于地下能源奧。它不向外嘉界排放任何甩廢氣、廢水鎖、廢渣、是盲一種理想的舒“綠色空調(diào)杰”。被認(rèn)為滲是目前可使雜用的對環(huán)境愧最友好和最緞有效的綠供熱等、供冷系統(tǒng)縣。該系統(tǒng)無稈論嚴(yán)寒地區(qū)胳或熱帶地區(qū)舒均可應(yīng)用。揚(yáng)可廣泛應(yīng)用蝴在辦公樓、耽賓館、學(xué)校匹、宿舍、醫(yī)掌院、飯店、屢商場、別墅槳、住宅等領(lǐng)政域。握系統(tǒng)運(yùn)行如翅下圖所示：漿利系統(tǒng)運(yùn)行示凝意圖蕩點(diǎn)擊此處查鴿看全部新聞胖圖片欺致

四、空調(diào)到系統(tǒng)方案林較

別什墅性質(zhì)住宅江對空調(diào)、采識暖、生活熱慰水均有較高撓的要求。根助據(jù)建筑的類嘴型屬性以及辣業(yè)主要求，恰本項目空調(diào)衰系統(tǒng)設(shè)計了肌水水式地源弦熱泵+生活火熱水+新風(fēng)磨系統(tǒng)集于一看體的高檔中束央空調(diào)配置故系統(tǒng),部分存單體還采用誤了變風(fēng)量(怪VAV)末劍端,另外地面板采暖在部粉分單體中也島有體現(xiàn)。掃告生活熱水設(shè)勇計身涉

地騙源熱泵機(jī)組取在夏季制冷置時，一般通糠過土壤換熱豈器向地表散嘉熱。本系統(tǒng)弦雜配置上，欄夏季可以實衡現(xiàn)由空調(diào)系鏈統(tǒng)配置的熱遷泵機(jī)組制冷寫的同時，提呼供生活熱水瘡系統(tǒng)的熱量州，熱泵機(jī)組暖此時部分向兄地下土壤排嬌熱，另一部您分熱量用來犧加熱生活熱吐水，實現(xiàn)完烈全免費(fèi)制取洗生活衛(wèi)生熱下水。機(jī)組在來這樣一種工爐況下，雖然沫損失了熱泵臟機(jī)組的供冷延效率，但是掃獲得了更為今豐厚的生活剪熱水，綜合凈能效比還是慌大大提高了貧。秋

由巡于余熱回收盛的這部分熱團(tuán)量占設(shè)備制步熱容量的1樣5％左右。宏通常輔以的貴蓄熱水箱(礙帶電加熱輔演助調(diào)峰)舍，在熱泵機(jī)眨組提供給生蛇活熱水系統(tǒng)暗的熱量不足參夠的情況下仇，可啟動電堂熱熱調(diào)峰。珍另外，蓄熱毒水箱容積設(shè)寸計時，考慮載高峰時段的炸用水量，蓄縫存水量可滿星足全天隨時兇按需供水，征系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)紡用進(jìn)一步降獲低。淋

以紅別墅1#為擴(kuò)例，系統(tǒng)設(shè)員計流程圖圖針示如下：匹系統(tǒng)設(shè)計流適程圖沖巖石的換熱泊村

建紐筑物全年動密態(tài)負(fù)荷、巖現(xiàn)土體溫度的貝變化、地埋雀管及傳熱介斯質(zhì)特性等因濫素都會影響成地埋管換熱彩器的換熱效沉果。因此，爭考慮地埋管繳換熱器設(shè)計兔計算的特殊保性及復(fù)雜性亭，甲方前期赴通過勘探孔水測試、實驗蹲分析來測定誠巖土體的綜飯合換熱能力乖，在項目規(guī)做劃施工現(xiàn)場半進(jìn)行了土壤暫熱特性測試糟，從而作為凍中央空調(diào)系凈統(tǒng)合理設(shè)計手的依據(jù)。航

試減驗的對象是稅兩口不同管查型（De3技2單U/D忘e25雙U鑒）的測試井鑒，井深均為雷80m興，實驗中根接據(jù)排熱、取跳熱兩種不同窄運(yùn)行模式，激選擇了不同貫工況進(jìn)行試澆驗研究。最輕后得出了地育下垂直地埋既管的傳熱性墨能參數(shù)：轎

在碌排熱模式下現(xiàn)，1#井具灰有的換熱能爐力為60～輪70W/m映井深，2＃瞞井的換熱能都力為70～息80W/m死井深，具體氣的數(shù)值與測捷試工況（供粗水溫度、流抹量、溫差等婚因素）有關(guān)筑；探

在開取熱模式下待，1#井具壺有的換熱能怎力為40～秒50W/m尤井深，2＃返井的換熱能攤力為55～主72W/m鉤井深，具體訓(xùn)的數(shù)值同樣象與不同工況獎下供水溫度電、流量、溫璃差等因素有捕關(guān)。悅村五、項目實婦施要素誕詞

1香、鉆孔、下棉管顆

a生）空氣潛孔固錘鉆孔凍

由污于該項目所唐在地位于山乓?guī)X丘陵地帶棍，部分地塊宜基巖已經(jīng)表棍露。采用常旗規(guī)的鉆孔方衰式，鉆機(jī)設(shè)對備無法按工符期完成，因第此確定采用坡氣動潛孔錘燕沖擊鉆進(jìn)的依方法，鉆孔史速度約為每再周10口井必。針對基巖援為主的山區(qū)魯?shù)讓樱讓有Ш实?，童設(shè)計采用了浙細(xì)沙回填，兄一方面能保記證回填料能遞較密實的填濱充孔洞，防像止形成空氣債腔，另一方怪面充分保障嬌閉式豎直地庸埋管環(huán)路中砍流體與周圍慨巖土體的導(dǎo)壞熱。啞

b潔）地埋管材飽料技術(shù)參數(shù)傭檢

地腔源熱泵系統(tǒng)模充分利用可杠以循環(huán)使用頑的地?zé)?，成斧為現(xiàn)代建筑邪節(jié)能的重要影技術(shù)之一，乖該技術(shù)的關(guān)探鍵之一就是違深埋地下的文熱交換管路槳系統(tǒng)。該換旱熱器采用高細(xì)密度聚乙烯征HDPE1眉00，承壓耐能力1.6拴MPa。P飄E管路系統(tǒng)感采用壓力管罰道專用的混匯配料作為原域材料，碳黑敬分散均勻，項沒有質(zhì)量隱刃患。該管材深可根據(jù)用戶狠需要在車間旱內(nèi)完成預(yù)組扁裝，盡量減大少施工現(xiàn)場蒼的安裝工作守，最大限度停減少現(xiàn)場施靠工對管路系叉統(tǒng)造成的損炎傷。U型接墾頭的連接采林用專用熱熔壺機(jī)具，嚴(yán)格侍按照焊接規(guī)蚊程來進(jìn)行對著接、承插式盟熱熔焊接。帥暑

高色密度聚乙烯姨HDPE1螞00具有良總好的耐磨性資、抗塑性斷攝裂、抗低溫史脆裂，耐化腰學(xué)腐蝕性好般；內(nèi)表面光敘滑，不結(jié)垢臺，水力特性格好；導(dǎo)熱系諷數(shù)小，表面靈凝露少，靜日液壓強(qiáng)度高貿(mào)，具有優(yōu)異粉的耐內(nèi)壓水惜平，柔韌性貝好，便于搬資運(yùn)和安裝；準(zhǔn)可熔接，連膜接可靠快捷頓等優(yōu)點(diǎn)。腔

土銹壤換熱器系元統(tǒng)是地源熱肝泵系統(tǒng)的核裂心。而且它應(yīng)具有不可維款修性，這就說使得工程上睡必須要有周準(zhǔn)密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ゃ@藝控制，來賀保證工程質(zhì)睡量的萬物一勤失。脂2、水平埋將管連接華

在跨保證施工質(zhì)毛量的情況下諷，室外地埋伙管換熱系統(tǒng)椅使用壽命在窗50年左右窯。豎直地埋仆管通過與水貢平供回水干社管連接，再迎接入集分水往檢查井或匯咳入機(jī)房。循牲環(huán)液體雜封饒閉的地下管薦路中流動，崗無水流體交閃叉，亦不會子對地下環(huán)境窯造成污染。鴨閉式地下熱夠交換器示意棕圖如下：姑水平埋管連惕接束點(diǎn)擊此處查幸看全部新聞妖圖片爆

為哲確保各個豎繳直地埋管中搶流量分配均糾勻，實現(xiàn)有范效、高效換口熱，同時增寄加室外換熱頂器系統(tǒng)的安漆全性，需要惡設(shè)置合理數(shù)攪量的集分水猛檢查井。A縮、B、C、叨D棟展覽中冠心、接待中太心、會議中刊心、休閑中苗心）規(guī)模較四大，分別設(shè)耍計84、4院16、17伴6、256幣口管徑De聲25、雙U沿、摧80m走深的井，設(shè)算置一、二級晶集分水井，栗最后由二級才集分水器引型一對總管接填入機(jī)房設(shè)備深；20棟小珍別墅（1#虜~20#）片根據(jù)總排熱膛負(fù)荷設(shè)計孔岔數(shù)為10～嚴(yán)30個不等損，只需設(shè)計避一級集分水看井，為避免企單井接入機(jī)肥房各環(huán)路阻嚇力不平衡的乎弊端，將3討~9口井連俱接成一個環(huán)謎路后再接入董集分水檢查錄井。室外設(shè)瞞計保證每個惕集分水檢查添區(qū)域的總地夕埋管環(huán)路數(shù)析在3個以上但，大大降低由了系統(tǒng)的風(fēng)哨險性。話

3獎、管道敷設(shè)煤與回填盟

水誓平管道根據(jù)起各幢建筑物匪施工進(jìn)展情勇況，嚴(yán)格按基照施工組織丑設(shè)計分段進(jìn)小行。在具體宋實施中解決耽好管道穿越形重要道路時負(fù)的敷設(shè)與回啞填。比如C浙#樓考慮到建水平埋管穿請越主干道，托可能有重型喉機(jī)械的碾壓叔，所以采用銳鋼筋混凝土門管套。套管濱內(nèi)徑比穿越漂管外徑厚貞100mm必，套管伸出線路基芽1.5m共。在套管制偽作過程中，章確保清潔無閉毛刺，且管騰道穿過時加菠護(hù)套保護(hù)，鎮(zhèn)以保證其表宅面完好。指

管恩道敷設(shè)后，推對管道系統(tǒng)疫加固、定位罰，進(jìn)而及時恒進(jìn)行回填。嚷管道熱熔連摸接部位等待期管道水壓試訪驗合格后再聲進(jìn)行回填。色回填主要是約墊實管底、走壓實兩側(cè)，京然后回填至賴管頂畜50cm騰處?；靥钸^崖程中，注意南排盡溝內(nèi)積特水，取出回攀填土可能含維有的碎石、那磚塊、垃圾瑞物等雜物。扔鄙

4津、水平集管扔坡度設(shè)置與休排氣茂

按框照規(guī)范，地柜埋管換熱器慕水平干管坡袋度宜為0.紫002。在幟一般工程施砍工中，水平鍵干管敷設(shè)時喝嚴(yán)格按照暖北通設(shè)計施工米規(guī)范保證平礦直度和坡度炸，保證排氣真暢通。水平寨干管與垂直熟U型管連接火時要保證坡朽度并坡向U長型立管。地喬源熱泵系統(tǒng)踩工程中，常撒見的做法是區(qū)一般在集、木分水器的位鹽置安裝排氣覺閥。趁

在恭水力系統(tǒng)方暈面，并聯(lián)系恭統(tǒng)流速適當(dāng)錯便于同程水羞力平衡和排航氣。本工程羅中采用并聯(lián)菊系統(tǒng)，為防尼止管內(nèi)細(xì)微摸顆粒沉積，滲在水系統(tǒng)中脈加裝過濾裝石置。若管內(nèi)州出現(xiàn)細(xì)微顆昌粒沉積，利乖用管路反沖視裝置按水管臥路中原水流燥向方向的反灘方向沖洗，監(jiān)室外各并聯(lián)比環(huán)路的分別跌沖洗。本項兼目在C#施先工中，機(jī)房去所在位置的搶地理標(biāo)高遠(yuǎn)但小于室外地江埋管側(cè)源水刮最高水位的證標(biāo)高，這就匯意味著，在習(xí)室外環(huán)路集旬管并聯(lián)接入腫一級集分水荒井之前，在墾水環(huán)路的最優(yōu)高點(diǎn)需設(shè)置獨(dú)排氣閥。勿六、本項工孟程意義統(tǒng)估

目撓前中國國際味建筑藝術(shù)實脈踐展項目地鳥源熱泵系統(tǒng)媽正處在施工印階段。地源衣熱泵是利用粗可再生能源爺?shù)南到y(tǒng)，目臥前世界各地球推行節(jié)能環(huán)旋保的概念，鋸?fù)诰蚶每伤嵩偕茉?，吐地源熱泵在運(yùn)國外已發(fā)展夜半個多世紀(jì)朗，在國內(nèi)在宮近年才真正愈推廣并發(fā)展箏起來。竿

節(jié)弟約能源，是仰當(dāng)今世界上龍各國家面臨菜的共同課題諒。隨著我國百經(jīng)濟(jì)的快速增發(fā)展，能源努供需矛盾日擾益尖銳，同恨時，浪費(fèi)嚴(yán)巨重、環(huán)境惡膽化、利用效慣率低等問題違也日與愈突肅出。目前在捧我國的住宅辛設(shè)計中，環(huán)輔保節(jié)能概念死仍然不夠深蛾入，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不期能滿足發(fā)展喪資源節(jié)約、嫁環(huán)保節(jié)能住線宅健康方向假的要求。地卡源熱泵系統(tǒng)歉工程，依托薄“佛手湖國丙際建筑藝術(shù)拳實踐展”的夜資源和影響勇，利用十幾鐵個國家參展古建筑師的輻為射，積極推課廣環(huán)保節(jié)能欣建筑理念，敘借鑒國際先放進(jìn)技術(shù)，為邁中國綠色環(huán)映保建筑環(huán)境弟的發(fā)展提供推經(jīng)驗和示范瞞。同時，這芬一次地源熱遮泵系統(tǒng)在特喚殊結(jié)構(gòu)建筑層中大規(guī)模的繡應(yīng)用，也標(biāo)音志著地源熱筒泵系統(tǒng)在別蟻墅群結(jié)合體恩的應(yīng)用已日宏趨成