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        綠色能源的運(yùn)用技術(shù)

        2020-12-28 06:59:42梁華杰
        關(guān)鍵詞:深度施工

        梁華杰

        【摘要】隨著國(guó)內(nèi)提倡綠色建筑,推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的理念,從而為人們提供舒適的住宅環(huán)境,地源熱泵技術(shù)作為一種利用土壤所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng),較傳統(tǒng)電、燃料的供暖及制冷方式有不可比擬的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的功能。

        【關(guān)鍵詞】地源熱泵;供暖制冷

        1、工程概況

        杭政儲(chǔ)出【2015】27號(hào)地塊商品住宅項(xiàng)目緊鄰杭州市委、市政府保護(hù)利用老工業(yè)廠房著力打造的以博物館集群為核心的國(guó)際旅游綜合體,地處杭州市下城區(qū)勝景路西側(cè),7號(hào)路(在建)東側(cè),建總建筑面積約139151.63m?,其中地上建筑面積90321m?,地下建筑面積48830.63m?,包含住宅、商業(yè)及配套公建等多種功能,共4棟7層住宅,9棟18層高層住宅,1棟3層商業(yè)及配套公建,1座開(kāi)閉所和垃圾站,地下二層,局部一層。

        2、地源熱泵系統(tǒng)概況

        地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量,包括土壤、地下水、地表水等天然能源作為冬季熱源和夏季冷源,然后再由熱泵機(jī)組向建筑物供冷供熱的系統(tǒng),是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。

        2.1制冷原理

        在制冷狀態(tài)下,地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功,使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過(guò)冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環(huán)的同時(shí)再通過(guò)冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝,由水路循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收,最終由水路循環(huán)轉(zhuǎn)移至地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)移至地下的過(guò)程中,通過(guò)冷媒-空氣熱交換器,以13℃以下的冷風(fēng)的形式為房供冷(附圖1)。

        2.2供暖原理

        在制熱狀態(tài)下,地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功,并通過(guò)四通閥將冷媒流動(dòng)方向換向。由地下的水路循環(huán)吸收地下水或土壤里的熱量,通過(guò)冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā),將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環(huán)的同時(shí)再通過(guò)冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝,由空氣循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過(guò)程中,以35℃以上熱風(fēng)的形式向室內(nèi)供暖(附圖2)。

        3、施工難點(diǎn)

        本系統(tǒng)關(guān)鍵在于地源鉆井、埋設(shè)管路的施工,地源井、管路埋設(shè)的施工周期需與本項(xiàng)目基礎(chǔ)工程施工同步進(jìn)行,由于基礎(chǔ)工程涉及樁基施工、土方開(kāi)挖、井點(diǎn)降水、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工等,參建單位較多且工期較緊,施工完成的地源井及埋設(shè)管路的成品保護(hù)要求高,同時(shí),本項(xiàng)目地質(zhì)較差,地下環(huán)境復(fù)雜,機(jī)器設(shè)備位移困難,鉆孔過(guò)程中不利用因素較多,同時(shí)地源埋管是一次性產(chǎn)品,沒(méi)有返修的機(jī)會(huì),必須保證其一次性合格率,故施工需合理統(tǒng)籌、優(yōu)化安排,制定切實(shí)可行施工方案,才能滿足此系統(tǒng)后期正常運(yùn)行。

        4、施工順序

        地埋管鉆井及灌漿→水平管施工→管路水壓實(shí)驗(yàn)、水沖洗→穿窗井連接集水器

        5、施工工藝

        5.1地埋管鉆井及灌漿施工

        (1)鉆井任務(wù):本工程鉆井?dāng)?shù)量1400眼,根據(jù)地下室二層區(qū)域底板底標(biāo)高計(jì)算,有效埋井深度不少于95m,鉆井深度不得于96m,成井直徑130mm。成井字型按4.2m間距布置,特殊部位布井可進(jìn)行綜合協(xié)調(diào);

        (2)鉆井施工:井位布置后,鉆井設(shè)備安裝并進(jìn)行水平校正,鉆進(jìn)過(guò)程中用垂直吊線法檢驗(yàn)鉆進(jìn)設(shè)備主軸的垂直度,使其垂直度誤差<0.5%L,過(guò)程中需對(duì)鉆頭直徑進(jìn)行檢查,磨損超過(guò)5mm及時(shí)更換,確保鉆井直徑滿足下管要求,成井達(dá)到設(shè)計(jì)有效深度后做好記錄并進(jìn)行驗(yàn)收程序(附圖3);

        (3)U型管制作:每臺(tái)鉆井設(shè)備配置2名熱熔焊接人員,熱熔焊接時(shí)最大限度控制縮徑,將U型管件與PE管熱熔相接后進(jìn)行壓力實(shí)驗(yàn),確保U型管完好無(wú)滲漏,并充水封帽,以免下管和存放過(guò)程中沙土等雜物堵塞管身;

        (4)下管:為保證有效埋管深度,必須讓鉆井深度大于有效埋管深度1--2米以上,要做到提完鉆桿后不停頓立即下管,此工藝通過(guò)測(cè)量體上來(lái)鉆桿的總長(zhǎng)度確定打井深度,在下管前通過(guò)PE管上的標(biāo)尺核實(shí)整個(gè)管道的長(zhǎng)度(注:刻度做好保護(hù),防止磨損),下管后根據(jù)留出的管道長(zhǎng)度計(jì)算下管深度,此兩項(xiàng)工作現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查人員必須嚴(yán)格紀(jì)錄。

        下管的方法:人工下管、機(jī)械下管和重物下管。因本工程地質(zhì)主要為泥層,且孔內(nèi)沒(méi)有碎石等等雜物,所以本工程采用人工配合機(jī)械下管。Pe管應(yīng)長(zhǎng)出垂直孔1-2m以便于查找和水平管的連接;

        (5)注漿:灌漿材料為細(xì)沙、膨潤(rùn)土、水泥、水混合攪拌的混合漿。根據(jù)本項(xiàng)目地質(zhì)情況,本工程擬用鉆井鉆桿配合下埋井Pe管,下至井底開(kāi)始注漿,并采取加壓回灌措施,保證鉆井灌漿密實(shí),無(wú)空腔,否則會(huì)降低傳熱效果,影響工程質(zhì)量。完成后實(shí)時(shí)觀察沉降情況及時(shí)補(bǔ)漿或回填沙,嚴(yán)格檢查密實(shí)度以保證回填完全密實(shí)。

        5.2水平管施工

        根據(jù)事先定位的進(jìn)行溝槽開(kāi)挖,開(kāi)挖至設(shè)計(jì)深度后進(jìn)行水平供回水管的分層敷設(shè),管段做好編號(hào)后便于檢查及供回水與窗井內(nèi)分集水器連接,待水平敷設(shè)進(jìn)行試壓合格后進(jìn)行回填處理,回填過(guò)程中控制分層回填厚度及壓實(shí)程度(附圖4)。

        5.3管路水壓實(shí)驗(yàn)、水沖洗(附圖5)

        (1)垂直埋地管插入鉆孔前,應(yīng)做第一次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下(1.0Mpa,穩(wěn)壓至少30分鐘,壓力降不高于0.2MPa,降壓至0.6Mpa,帶壓插入鉆孔。完成灌漿之后觀察壓力穩(wěn)定,則認(rèn)為合格;

        (2)水平管鋪設(shè)完成后,回填前應(yīng)進(jìn)行第二次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下(0.6Mpa,穩(wěn)壓至少2小時(shí),壓力降不高于0.2MPa,則認(rèn)為合格;

        (3)地源管與機(jī)房分集水器連接完成前,應(yīng)進(jìn)行第三次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下(0.6Mpa,穩(wěn)壓至少2小時(shí),壓力降不高于0.2MPa,并對(duì)每個(gè)單井進(jìn)行沖洗,無(wú)污水雜物流出則認(rèn)為合格;

        (4)埋地管換熱系統(tǒng)全部安裝完畢,排氣及回填完成后,應(yīng)進(jìn)行第四次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下(0.6Mpa,穩(wěn)壓至少12小時(shí),壓力穩(wěn)定,則認(rèn)為合格;

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