地源热泵系统的实例应用

姚克荣　余丽珍

摘要：在我国导致建筑能耗较大的一大“罪魁祸首”就是暖通空调，其能耗占建筑能耗的60%-70%，主要以电力和化石能源消耗为主。其中，煤炭消耗占的比例较大，能源利用率低，环境污染严重。文章将详细阐述地表水地源热泵取水系统施工监理要点与实际上可取得的经济效益。

关键词：地源热泵；地表水地源热泵取水系统；监理

地表水地源热泵取水系统施工属于地表水地源热泵空调系统施工，区别于传统中央空调施工，是地表水地源热泵系统施工的关键，其施工质量也是地表水地源能否节能运行的关键。地表水地源热泵取水系统施工主要内容包括管路、取水泵、地源热泵机组、换热器安装等。地表水地源热泵系统施工应严格按照GB50366-2006《地源热泵系统工程技术规范》、GB50243-2002《通风与空调工程施工质量验收规范》及GB50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》进行施工。

1.地表水地源热泵取水系统施工监理

1.1管路安装监理工作要点

1.1.1吸入管路安装

吸人管路一般都有一段水平直管，这段管路的长度一般不要小于10倍的管直径，但最少不能小于0.5米，以免水流经过弯头时产生的旋涡进入泵内。吸入管路必须尽量做到短而直。为了使管道中的空气在灌引水时能完全排空，水平段管道最好安装成泵高、弯头低的倾斜方向。泵进口法兰前不能安装扩散管，但可以安装收缩管，收缩管要做成偏心收缩管，以利排气，弯头的弯曲半径要大于3-5倍的管道直径。此外，底阀在水中的淹没深度不小于0.3米，与池底及四周的距离大于管道直径。

1.1.2吐出管路安装

为了控制泵的工况点，吐出管道上必须装闸阀。为了避免泵在突然停电时倒转和受水锤冲击，吐出管路安装逆止阀，并安装在闸阀的后面。如果有必要安装压力表，必须安装在泵出水口2倍直径以上长的距离上，并且注意不要装在弯头和阀的附近，以免产生误差。进、出水管路都必须要有支撑装置，禁止将管路的重量加在泵身上。管路安装好后，最好用高压水通入作泄漏检查试验，要求不漏水。

1.2地源热泵机组安装监理工作要点

机组必须有装箱清单、图纸说明书、合格证等随机文件，进口机组还必须具有商检部门的检验合格文件。机组安装前，进行开箱检查，开箱检查人员由建设、监理、施工单位代表组成，机组的开箱检查符合下列规定：按照装箱清单核对设备的型号、规格及附件数量，机组的外形应规则、平直，圆弧形表面平整无明显偏差，结构完整，焊缝饱满，无缺损和孔洞，设备的进出口封闭良好，随机的零部件，齐全无缺损。机组就位前对设备基础进行验收，合格后方可安装。机组起吊时，在吊装起吊点着力，无吊装起吊点时，起吊着力点设在金属箱的基座主梁上。水源热泵机组及附属设备的安装：整体出厂的机组安装时，在底座的基准面上找正和调平，有减振要求的按设计要求进行。机组安装时，所采用的阀门和仪表符合相应介质的要求，机组与附属设备的型号、规格和技术参数必须符合设计要求，并具有产品合格证书，产品性能检验报告，机组的混凝土基础必须进行质量交接验收，合格后方可安装。机组安装的位置、标高和管口方向必须符合设计要求，用地脚螺栓固定的机组或附属设备，其垫铁的放置位置正确、接触紧密，螺栓必须拧紧，并有防松动措施。机组及附属设备的安装位置、标高的允许偏差在规范的规定之内，即：用经纬仪或拉线和尺量检查，平面位移为10mm，标高允许偏差+10mm，整体安装的机组，其机身纵、横向水平度的允许偏差为1/1000，并应符合设备技术文件的规定，机组附属设备安装的水平度或垂直度允许偏差为1/1000，并符合设备技术文件的规定。机组安装基座与基础之间加设20mm厚的橡胶垫，其安装位置正确，各个隔振器的压缩量均匀一致，偏差不大于2mm。

1.3换热器安装监理工作要点

换热器吊装要安全、可靠，吊索挂在换热器的吊装鼻上。换热器的热媒、热水出入口的方向要正确。检查换热器内部是否存在杂物和损坏部位。设备的纵横向水平度偏差不大于0.2‰。设备与阀门的连接螺栓要对角禁固。设备四周要有围线保护，以免碰撞。

1.4水泵安装监理工作要点

泵的基础一般为混凝土。基础的长度应比泵的底座长出50-70毫米，混凝土基础的重量是应为泵机组重量的3--5倍，底座安装时要找平，推荐在各个方位上底座加工面每100毫米长度的水平度不小于0.25毫米。找正是指调整泵和电动机旋转中心线的位置，使它们处于同一直线上。无论是初次安装还是检修后安装，至少找正三次：第一次，泵与电机摆放在底座上，尚未紧固，第二次，泵与电机已紧固，进、出口法兰螺栓没紧固，第三次，泵运转24小时后。找正、找平方法如下：设备就位采用吊车就位，设备安装一般采用有垫铁安装法，垫铁设置在地脚螺栓两侧，且每组垫铁不宜超过三块，斜垫铁必须成对使用。用千分表或塞尺检查两联轴器法兰端面的平行度，通常用检查两端面的间隙差来代替，在圆周方向每隔90测量一下，最大间隙与最小间隙之差（a-b）≤0.3毫米。在联轴器法兰外园上、下、左、右四个位置检查它们是否在同一直线上，要求c≤0.1毫米。设备找平是在设备找正后利用调整垫铁组来完成，找平是在设备精加工面上用框架式水平仪测量设备的不水平情况，如水泵不水平，可用打入斜垫铁的方法逐步找平。设备找平后垫铁中心线垂直于设备底座边缘，平垫铁外露长度以10-30mm为宜，且垫铁间无松动现象。对于不用垫铁的设备，其设备找平是由调整螺栓来完成的。当浇灌地脚螺栓孔的混凝土强度达到70%以上时，即可开始精平。精平通过调整垫铁组来完成。精平的同时对于泵类等转动设备还应检查联轴器的对中情况。联轴器对中检查采用千分表来完成，调整后的联轴器倾斜和径向位移以及间隙应符合相关规范要求。设备精平完后，将垫铁用电焊相互焊牢，然后对设备底座基础面间的空隙进行灌浆，并将垫铁埋在混凝土内，抹面时砂浆压紧密实，表面光滑平整、美观。需要注意的是，成套出厂的泵机组，出厂时只进行了粗找正，由于运输时可能产生位移，用户使用时必须再进行精确找正。

2.地表水地源热泵经济效益分析

2.3工程概况

某高档度假公寓主要功能满足人们休闲度假、生活的需要，该项目包括五星级酒店1幢、度假公寓2幢、居家公寓5幢及沿街部分商业建筑。该项目共分为两期工程，项目规划总用地面积138140m2，项目总建筑面积为298347m2，其中一期建筑面积236273m2。第一期工程分为1#楼、2#楼、3#楼及沿街商铺四部分组成，总建筑面积49703平方米，其中37152平方米公寓面积，12551平方米配套公用面积。该项目位于千岛湖边，千岛湖是座巨大的人工湖，水量丰富。其水温常年较稳定，保持在15%-24%之间。完全满足地源热泵的水温要求。由于采用千岛湖湖水作为循环水，因此不存在回灌的问题，只需将循环水流回湖水即可。

2.2地源热泵系统在示范项目中的应用

该项目中，地源热泵系统不仅用作项目制冷、供暖，还可提供卫生热水。根据淳安县水利局提供的资料，千岛湖湖区面积573平方公里，平均水深34米，能见度9-14米，属国家一级水体。五米以下水温在15℃-24℃之间。取循环水进出水温差为7℃。经计算，循环水最大值仅为252m3/h，完全满足水源热泵机组的循环水量。根据建筑物负荷需求，总热负荷为759.5KW，总冷负荷为2058KW。该工程选用六台SM-809（R）地源热泵机组，夏季六台全部制冷，其中一台的余热制取卫生热水，冬季两台制热，一台专门制取卫生热水，春秋季，只有卫生热水机组运行。主要设备如表1所示。

根据项目的需求，1#住宅楼工程选用6台SM-SOQ（R）地源热泵机组供冷供暖，每台制冷量350KW，互为备用。所选机组SM-80（Q）R技术参数如表2所示。

2.3社会效益分析

项目完成后，采用地表水采暖或制冷利用一份电能就可以获得四份以上的热能、冷量，夏季能够免费制取热水，冬季只要消耗少量的电便可获得热水。每年可节约电费为传统中央空调的20%-30%。通过减少常规能源的消耗，可再生能源系统可以有效减轻对环境的负面影响。地表水水源热泵系统在设计使用得当的情况下也不会对水系产生污染，系统引起的地表水温度变化对环境的负面影响也未见报导。因此，该项目采用的可再生能源系统不会对环境产生有害影响。经上海市建筑科学研究实验室能效评估，该系统全年常规能源替代量197.3吨标准煤/年，减少CO2排放量487.3吨/年，减少CS2排放量3.9吨/年，粉尘减排量1.9吨/年，每年节约运行费用197270.3元。

3.结语

随着生活水平的提高，人们对室内环境的要求也越来越高，这就进一步加大了暖通空调用能。因此，暖通空调用能成为建筑中的重点节能对象。在众多新型空调系统中，地源热泵系统以其能源利用系数高、节能效果好、系统简单、无污染等优越性，被称为是21世纪的一项以节能和环保为特征的最具发展前途的绿色空调技术。本文阐述了地源热泵系统的实例应用过程，可供同行参考。