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　　遠洋花園 (一期)工程
　　E區(qū)樣板間地源熱泵空調工程施工總結
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　　目 錄
　　1. 概述 .......................................................... 1 1.1. 工程概況......................................................................................................... 1 1.2. 地源熱泵中央空調系統(tǒng)................................................................................. 1 (1) 系統(tǒng)簡介.......................................................................................................... 1 (2) 系統(tǒng)特點.......................................................................................................... 1 (3) 工作原理.......................................................................................................... 2 (4) 本工程地源熱泵系統(tǒng)特點.............................................................................. 2 2. 室外換熱孔鉆井與下管工程 ...................................... 2 2.1. 室外換熱孔定位............................................................................................. 2 (1) 人工挖深孔...................................................................................................... 3 (2) 鉆井設備及配套材料的準備.......................................................................... 3 2.2. 室外換熱孔成孔............................................................................................. 3 (1) 井架的垂直度調整.......................................................................................... 3 (2) 鉆孔施工.......................................................................................................... 3 2.3. 換熱孔下管與井孔回填................................................................................. 4 (1) 與鉆孔施工的持續(xù)性...................................................................................... 4 (2) 保證下管的垂直度.......................................................................................... 4 (3) 單U管與雙U管下管的區(qū)別.......................................................................... 4 (4) 灌漿回填封孔.................................................................................................. 5 3. 室外管線連接與回填 ............................................ 5 3.1. 室外管線的水平溝槽開挖與管線連接......................................................... 5 3.2. 檢查井砌筑與回填......................................................................................... 5 (1) 防水套管.......................................................................................................... 5 (2) 回填.................................................................................................................. 6 4. 室內工程設備與管道的安裝 ...................................... 6 4.1. 機房深化設計方案......................................................................................... 6 4.2. 設備與管道的安裝......................................................................................... 7 5. 室內地板采暖工程 .............................................. 7 (1) 施工前的準備工作.......................................................................................... 7 (2) 地暖管施工與土建打灰施工.......................................................................... 7 6. 工程的項目管理小結 ............................................ 7 6.1. 施工進度管理................................................................................................. 7 (1) 室外工程的進度控制...................................................................................... 7 (2) 地板采暖工程的進度控制.............................................................................. 8 6.2. 施工質量控制................................................................................................. 8 (1) 室外地埋管施工質量控制.............................................................................. 8 (2) 回填土的質量控制.......................................................................................... 9 6.3. 現(xiàn)場例會管理................................................................................................. 9
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　　1. 概述 1.1. 工程概況
　　遠洋花園工程項目位于北京市朝陽區(qū)首都機場和平農(nóng)場內,總建筑面積約20.80萬平方米. 本工程為E區(qū)樣板間地源熱泵空調工程，包括：室外地埋管系統(tǒng)、室內地源熱泵系統(tǒng)、室內地板采暖及末端風機盤管系統(tǒng)。E區(qū)圍合組團共計包括五個樣板間，分別由5家單位施工，建筑面積分別為：A1-2戶型434.52㎡；A1-2反戶型434.52㎡；B1-3戶型538.49㎡；B1-3反戶型538.49㎡；B1-4戶型519.23㎡。
　　1.2. 地源熱泵中央空調系統(tǒng) (1) 系統(tǒng)簡介
　　地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調系統(tǒng)。該項技術將會成為21世紀最有效的供熱和供冷空調技術。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在冬季，把地能中的熱量“取”出來，提高溫度后，供給室內采暖；夏季，把室內的熱量取出來，釋放到地下去。通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量，比燃料鍋爐節(jié)省約二分之一的能量；由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10～25℃，其制冷、制熱系數(shù)可達3.5～4.4，其運行費用為普通中央空調的50～60％。 (2) 系統(tǒng)特點
　　資源可再生利用，屬可再生能源利用技術。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計，設計安裝良好的地源熱泵，平均來說可以節(jié)約用戶30～40％的供熱制冷空調的運行費用。節(jié)能是地源熱泵系統(tǒng)的一大特點。
　　綠色環(huán)保，地源熱泵系統(tǒng)裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量，該系統(tǒng)環(huán)境效益顯著。
　　一機多用，應用范圍廣，地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調，還可供生活熱水，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統(tǒng)；可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑，更適合于別墅住宅的采暖、空調。此外，機組使用壽命長，1
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　　均在15年以上；機組緊湊、節(jié)省空間；維護費用低；自動控制程度高，可無人值守。 (3) 工作原理
　　熱泵實質上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質中貯存的能量加以挖掘，提高溫位進行利用，而整個熱泵裝置所消耗的功率僅為供熱量的三分之一或更低，這也是熱泵的節(jié)能特點。
　　地源熱泵是利用水源熱泵的一種形式，它是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。熱泵布置在機房內，冷熱量通過風管或水管集中分配到各房間內。 (4) 本工程地源熱泵系統(tǒng)特點
　　地源熱泵供暖空調系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機組和室內采暖空調末端系統(tǒng)。
　　地源按照室外換熱方式不同可分為三類：土壤埋盤管系統(tǒng)；地下水系統(tǒng)；地表水系統(tǒng)。根據(jù)循環(huán)水是否為密閉系統(tǒng)，地源又可分為閉環(huán)和開環(huán)系統(tǒng)。本工程采取土壤埋盤管系統(tǒng)，為閉環(huán)系統(tǒng)。對于垂直式埋管系統(tǒng)，其優(yōu)點有：較小的土地占用，管路及水泵用電少，其缺點是鉆井費用較高；對于水平式埋管系統(tǒng)，其優(yōu)點有：安裝費用比垂直式埋管系統(tǒng)低，應用廣泛，使用者易于掌握，其缺點有：占地面積大，受地面溫度影響大，水泵耗電量大。根據(jù)本工程的情況，選取垂直式埋管系統(tǒng)。
　　水源熱泵機主要有兩種形式：水—水式或水—空氣式。三個系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質進行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質為水，與建筑物采暖空調末端換熱介質可以是水或空氣。本工程的水源熱泵機組均為水—水形式。
　　本工程五個樣板間的室內采暖空調末端系統(tǒng)均采用地板采暖系統(tǒng)(冬季采暖)與風機盤管系統(tǒng)(夏天制冷)。 2. 室外換熱孔鉆井與下管工程 2.1. 室外換熱孔定位
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　　(1) 人工挖深孔
　　由于已有5棟別墅室外管線都已經(jīng)完工，包括各種給水管道，排水管道，電纜溝等等，地埋管換熱系統(tǒng)施工前需要充分了解埋管場地內已有地下管線、確定其他地下構筑物的功能及其準確位置，并進行平整地面等工作。5家施工單位在進行挖深孔時，均要求用人工挖，以保證已有地下管線不受破壞。需要注意地下已有管線進行室外換熱孔定位是本工程與一般工程的不同之處。根據(jù)施工圖紙與結合現(xiàn)場的情況完成所有的換熱孔定位后，正式開始進行鉆井施工。 (2) 鉆井設備及配套材料的準備
　　在施工單位進場后，進行室外換熱孔定位的同時，需要結合現(xiàn)場地質狀況預計鉆孔的時間安排，并檢查鉆井設備與配套的物資是否完備與合格。在施工過程中，有1家施工單位鉆孔的實際進度比原計劃延遲了一個星期，其中的原因包括下管的配套鋼管過細，所選鋼管規(guī)格無法滿足施工需要，最終導致無法完成下管作業(yè)。
　　2.2. 室外換熱孔成孔 (1) 井架的垂直度調整
　　鉆井施工前，必須進行井架的垂直度調整是最關鍵的控制點工作，以保證孔井豎向偏差在允許的范圍內。鉆井的選用形式，其中有4家單位選用了單柱龍門架，只有1家選用了三角架，在施工的過程中，采用了三角架形的施工單位在保證井架的垂直度控制做的最為優(yōu)秀，這是由于三角架形的鉆井在鉆井的過程中，能比較好的保持孔的垂直度。對于采取單柱龍門架的施工單位，通過不間斷的監(jiān)控鉆井的垂直度，最終也順利完成了所有換熱孔的鉆井工作。 (2) 鉆孔施工
　　本工程的的下管深度均為120米，在下管的過程中產(chǎn)生的泥沙沉積也會減少孔洞的有效深度，所以鉆孔的深度必須要大于120米，以保證下管的深度。鉆孔施工是個連續(xù)性的工作，在施工過程中，有一家施工單位在第一個換熱孔鉆井過程中，鉆到大概100米處就已經(jīng)無法再深入，這時孔的深度離設計要求的深度還差二十多米，鉆頭已經(jīng)損壞2個，只能先放棄第一個孔，開始第二個孔的鉆井，但到了也是100米的地方同樣遇到了障礙，施工無法進行下去，經(jīng)過討論，根據(jù)地質條件選用合適的鉆頭繼續(xù)鉆井，最后突破障礙后鉆井工作恢復正常。另外一3
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　　個施工單位在第7個換熱孔鉆井過程中，也遇到了相同的情況，采取同樣的方法完成最后的鉆井施工。 2.3. 換熱孔下管與井孔回填 (1) 與鉆孔施工的持續(xù)性
　　下管工序是工程的關鍵，在完成鉆孔的施工后，需要馬上進行下管施工。在施工的過程中，有1家單位沒有按合理的施工程序施工，鉆孔完成后才開始進行換熱管的打壓工作，打壓過程中，壓力下降的較快，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)U型管的封堵出現(xiàn)輕微泄漏，處理完畢后完成打壓試驗后馬上進行下管施工，但已經(jīng)離鉆孔完成時間有大半天的時間，下管到了約80米的地方換熱管就無法再繼續(xù)下降，最后只能把U型管提出來，重新鉆孔，管道重新做打壓試驗。由于地下的地質條件復雜，鉆井完成后，長時間沒下管，可能會在換熱孔的局部發(fā)生坍塌等情形出現(xiàn)。
　　(2) 保證下管的垂直度
　　本工程采取人工下管與機械下管的混合方法，下管前將U型管與灌漿管捆綁在一起。在下管初期，U型管下管速度較快，但隨著下管深度的增加，下管速度逐漸減少，在下管不暢時，必須要注意壓下管的垂直性，有一家施工單位在下管的過程中，U型管在下到110米左右的地方遇到很大的阻力，無論怎樣都無法再下管，經(jīng)過短暫的分析，有可能在遇到很大阻力前，U型管沒有很好的保持垂直，U型管已經(jīng)插入孔的邊緣，無法再下管，對策方法是先把U型管提起一段距離，繼續(xù)緩慢下管，保證下管的垂直度，如果鉆孔沒有坍塌，下管成功的機會還是存在的，同時也需要關注下管的壓力情況，保證U型管在提起與繼續(xù)下管時的嚴密性。最終，依靠人工與機械結合的方法緩慢下管，保證下管的垂直度，在突破112米左右，下管變的暢通起來，最后完成了120米U型管下管任務。通過這件事件總結出，下管最要關注的是穩(wěn)，保證垂直度，而不能一味貪快，從而導致下管不暢，甚至導致下管失敗。 (3) 單U管與雙U管下管的區(qū)別
　　五家施工單位有4家單位采用的是雙U管，有1家單位采用的是單U管，關于單U管與雙U管的選擇問題，目前還有不少爭論，各有特點。但在下管的優(yōu)劣比較來看，由于單U管的體積遠比雙U管小，理論上，單U管無疑比雙U管施4
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　　工難道小很多，在下管時，單U管會暢通很多。事實上也說明了這點，在鉆孔接近尾聲的過程中，剛好有兩家施工單位同時下管，單U管下管僅僅用了6分鐘時間就完成了下管施工，而雙U管下管不暢，最終花了接近1個小時才完成了下管任務。從整個下管施工階段來比較，單U管在7個換熱孔下管過程中，都比較暢通，沒有返工，而其他幾家雙U型管施工單位的下管過程中，都遇到了下管不暢的現(xiàn)象，也出現(xiàn)了下管失敗的現(xiàn)象。而在雙U型管施工的幾家施工單位來看，選取三角架形鉆井的單位，下管施工做的最好，這是因為三角架形鉆井在鉆孔與下管時都能比較好的保持孔的垂直度，進行大量的室外換熱孔鉆孔施工時，如果選用的是雙U管系統(tǒng)，建議鉆井的設備選擇三角架形的鉆機。 (4) 灌漿回填封孔
　　下管完成并采取防止上浮的固定措施后應該馬上進行灌漿封井，即回填工序。在回填之前應對埋管進行試壓，在本工程中，下管都是帶壓下管，并且隨著U型管的下管深度調整試驗的壓力，下管完成后，確認無泄漏后再進行回填。本工程中，前一個鉆井過程中產(chǎn)生的泥漿用于后一個鉆井的回填。對于第1個鉆孔等，無法利用鉆井產(chǎn)生的泥漿的，選用中砂回填，回填物中不得有大粒徑的顆粒。回填時，要隨著灌漿進程將灌漿管逐漸抽出，使混合漿自下而上回灌封井，確?；毓嗝軐崯o空腔，減少傳熱熱阻。當上返泥漿密度與灌注材料的密度相等時，回填過程結束。
　　3. 室外管線連接與回填
　　3.1. 室外管線的水平溝槽開挖與管線連接
　　與人工挖深孔施工一樣，由于施工區(qū)域存在大量的地下管線，水平溝槽由人工挖開始，結合地下管線竣工圖，外露施工區(qū)域相關管線后，再進行機械開挖。在整個施工過程中，人工挖與機械挖相結合。
　　管道連接方法有焊接、承插和活接頭連接。當埋深不大或場地允許時，應在地面把套管連接好，然后利用鉆塔進行放管。承插式連接一定要注意在活性膠凝固之后才能使用。所有管線連接完畢后，均需進行打壓試驗。 3.2. 檢查井砌筑與回填 (1) 防水套管
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　　室外管道進入戶內的管道均需要在進入戶內的外墻處做防水套管處理，由于各家施工單位均對防水的處理都不夠重視，在具體的施工過程中，防水處理均沒有達到要求，為把控質量，需要全部返工，嚴格按相應施工工序施工。 (2) 回填
　　檢查井砌筑完畢與管道系統(tǒng)打壓完成后，進行室外管溝等的回填，在施工過程中，有1家施工單位在回填的過程中，沒有做到分層夯實，回填程序沒有按施工方案要求進行施工，需要重新返工。 4. 室內工程設備與管道的安裝 4.1. 機房深化設計方案
　　機房的設備是地源熱泵的核心部分，設備的就位安裝與管道的連接需要結合現(xiàn)場進行深化設計，做到設備與布管合理，設備與閥門操作維修方便，盡可能占機房面積小等。
　　本工程選取了共4個品牌的空調主機，包括特靈，克萊門特，西亞特，美意。A1-2戶型與B1-3反戶型均選用克萊門特空調主機， A1-2反戶型選用西亞特空調主機；B1-3戶型選用特靈空調主機；B1-4戶型選用美意空調主機。
　　從機房的布置與設備的選型來看，選用一體式熱泵機組的機房布管最為美觀與簡單，占機房面積小，維護操作都最方便。
　　系統(tǒng)試運行后，從噪音的對比來看，選用一體式熱泵機組噪音相對最低，每個品牌的機組隨選型的增大，噪音也相應提高，在機房面積允許的情況下，可以考慮設計兩臺功率小的主機代替，在非高峰供暖或制冷運行時間里，可以運行一臺。
　　對于實際工程中的主機房的布置與效果來看，其中有家單位的主機機房的深化設計方案最沒能結合現(xiàn)場的的實際情況，有不少令人遺憾的地方，機房面積小，主機卻選擇了體積大的空調主機，導致所有的管道水泵與閥門等均安裝在主機的上方，給系統(tǒng)運行過程中的維護與操作帶來很大的不便，同時，管道系統(tǒng)設計安裝在主機上方也是不合理的設計思路。由此，機房的深化設計方案不僅僅要體現(xiàn)出系統(tǒng)能滿足設計需要，同時還需要結合現(xiàn)場的實際環(huán)境與條件，選擇較優(yōu)的方案。
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　　4.2. 設備與管道的安裝
　　對于各家施工單位完成的室內設備與管道的安裝施工，沒能體現(xiàn)出精品工程的特點，存在不少的施工缺陷：如管道安裝的支吊架不符合規(guī)范要求；風機盤管帆布接口錯位明顯、皺褶過多；冷凝水管倒坡；風管保溫拼接過多；管道保溫工藝差；某些出風口緊貼結構梁等等。針對每家施工單位的具體施工缺陷，都要求分別進行整改，再做子分部工程的驗收。 5. 室內地板采暖工程 (1) 施工前的準備工作
　　因為本工程的建筑主體已經(jīng)完成，原來沒有考慮地板采暖系統(tǒng)，地板面布滿了各種線管，所以在地板采暖管施工前，先要進行地面的清理施工，盡可能把地板面的管線都下移，使管線整體或者大部分移到地板水平面下，這也是本工程與一般的地板采暖工程不同之處，施工難度增加，所以在地板采暖工程開工以前，特別要求各家施工單位針對現(xiàn)場條件編寫具體的施工方案，做到指導實際施工。 (2) 地暖管施工與土建打灰施工
　　地板面清理完畢后，開始聚苯板與地暖管道的施工。在施工過程中，有家施工單位的圖紙不夠詳細，具體的管道間距，沒有清楚表達出來，導致現(xiàn)場施工工人靠感覺施工，施工過程中多次返工。
　　在土建打灰施工前，管道經(jīng)過隱蔽檢查后，并且打壓完畢后進行，打灰過程中，管道需要一直保壓，地面沒有徹底凝固前不能泄壓。 6. 工程的項目管理小結 6.1. 施工進度管理 (1) 室外工程的進度控制
　　本工程工期緊，由于時間倉促，施工前準備工作不夠充分，所有室外工程全部集中在E區(qū)5棟別墅周圍施工，由于施工隊伍多，給管理帶來很大的難度，為保證現(xiàn)場施工有序進行，首先在室外工程開工前，施工現(xiàn)場的臨電與臨水都保證能滿足現(xiàn)場的施工需要，避免后面施工進度受影響。其次對各家施工單位的進度控制做到以日為單位，每天進行日進度計劃與實際進度的檢查與監(jiān)督，當進度滯7
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　　后時，分析原因并采取相應措施保證原進度的需要，確保節(jié)點工程的順利完成。
　　在進度的控制上，項目部采取先緊后松的措施，對于施工初期進度不夠理想的施工單位加以重點監(jiān)督與幫助，避免整體工程延誤，因為室外鉆井工程的前幾個井孔的施工尤其重要，鉆井過程中可能會遇到的問題會集中在前面幾個井孔出現(xiàn)。為保證工程的實際進度滿足計劃進度，在鉆井的過程中，對于可能在晚上進行成孔與下管施工的，現(xiàn)場工程師留守現(xiàn)場，進行施工的監(jiān)督與檢查，確保鉆井與下管的施工質量與進度。
　　實際施工過程中，有一家施工單位在鉆第一個井遇到了很大的困難，由于各種原因，4天還沒有完成，經(jīng)過分析原因找出問題加以整改，后面幾個井的進度得到改善，并且順利完成了室外鉆井的所有施工。 (2) 地板采暖工程的進度控制
　　由于地板采暖工程是安排在室外工程之后，施工時間已經(jīng)進入冬季，對施工的影響夠大，所以項目部特別強調進行各家施工方案時，考慮冬季施工的采取的具體應對措施。聚苯板與地暖PE管施工完畢后，土建進行打灰施工，施工過程中，白天與黑夜的大部分時間的的氣溫都在零度以下，為了保證室內溫度在零度以上，臨時將所有的進出口進行封閉，室內采取電熱器臨時采暖，防止管道給凍壞。通過隨時對室內溫度的監(jiān)測，地板采暖工程也順利按計劃完成。 6.2. 施工質量控制
　　(1) 室外地埋管施工質量控制
　　是地源熱泵空調工程的關鍵環(huán)節(jié)，室外地埋管質量的控制是整個工程的重點工作，室外工程包括以下具體工作：室外深坑施工；室外鉆孔定位；鉆孔施工；單(雙)U管組裝與試壓；孔位下管與二次打壓；井孔回填；水平管施工與三次打壓及回填；室外整體系統(tǒng)打壓。
　　由于室外工程施工過程中引起的質量問題都可能對系統(tǒng)造成很大的影響，在具體的如的本工程5個樣板間鉆井數(shù)量均為7個，總數(shù)為35個，針對本工程的地源熱泵空調地埋管系統(tǒng)的設計和施工特點，討論其施工操作要點、施工注意事項和質量控制要點，對施工中容易出現(xiàn)的質量問題進行技術指導。
　　(A)加強現(xiàn)場的施工管理，交底層層組織落實到位：做到交底內容詳細全面，對施工有針對性與指導性，明確地埋管系統(tǒng)的熱熔連接方法等。
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　　(B)嚴格按照工序要求驗收：嚴格“三檢”制度，U型管嚴密性試驗等等。 (C)嚴格材料進場檢驗制度，做好相關記錄。 (2) 回填土的質量控制
　　地埋管系統(tǒng)施工質量對本工程質量影響重大，垂直地埋管群井的回填密實質量和水平干、支管溝槽的回填質量將直接影響回填土區(qū)域的垂直或不均勻沉降量。
　　(A)下管采取人工配合機械下管的方法，利用回轉鉆機鉆杠頂進的方式，下管完畢后用中砂自上而下回填后方可提升鉆杠。
　　(B)地埋管井回填材料一般采用中砂，待井孔中泥漿沉淀后回填，用灌漿泵將砂灌入孔中，經(jīng)多次補填砂直至將孔填實。
　　(C)水平溝槽回填，管頂以上300mm范圍內采用細砂人工回填，采用人工和平板振動器等相結合的方式夯實，逐層回填。機械回填時必須保證管道內充滿水的情況下進行。 6.3. 現(xiàn)場例會管理
　　由于本工程由5家施工單位施工，給管理上帶來很大的不便，所以特別制定了現(xiàn)場例會的管理制度，包括周一的監(jiān)理會議，周五的總包會議，都要求各施工單位的主要負責人參加會議，及時的解決各種問題。除了每周兩個例會以外，還根據(jù)現(xiàn)場情況的需要進行專題會議，分析與解決現(xiàn)場遇到的問題，如室外回填工序的專題會議，防水套管做法專題會議，室內地板采暖管道工程臨時采暖專題會議等。這些現(xiàn)場例會制度，保證了工程進度的需要。
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　　山東東安機電工程有限公司成立于2004年，注冊資金600萬元，主要經(jīng)營范圍：水源熱泵、地源熱泵、空氣源熱泵中央空調系統(tǒng)安裝施工；機電設備、供熱制冷系統(tǒng)安裝施工，地板采暖安裝施工。具備機電設備安裝工程專業(yè)資質。
　　擁有員工80人，其中中高級職稱工程技術人員16人、二級建造師15人、高級電焊工、鉗工、管工20余人，所有員工都具備專業(yè)的技能證書。目前公司有鉆井機具10臺（套），機電安裝設備固定資產(chǎn)200余萬元，年施工能力100萬平方米，是東營市內規(guī)模較大的專業(yè)施工公司。
　　幾年來公司致力于節(jié)能減排和新能源的推廣利用工作，與國內較大規(guī)模的熱泵機組廠家合作，采用國內外先進的核心技術，率先在東營地區(qū)推廣地暖和熱泵空調系統(tǒng)的應用，先后承擔熱泵空調、地暖采暖工程40余項，均達到或優(yōu)于國家標準，深得用戶好評。
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　　湖北能源調度大樓
　　地源熱泵空調系統(tǒng)分析報告
　　一、項目概況
　　湖北能源調度大樓位于武漢市武昌區(qū)徐東大街中段，項目用地面積9770.5m2 ，總建筑面積96806m2，其中地上39層建筑面積71300m2，地下3層建筑面積25506m2?？偨ㄖ叨葹?67.8m。地上一到三層為裙樓，四層到三十九層為標準辦公層，避難層設置在十五層和二十八層。
　　二、集中空調系統(tǒng)初步設計方案簡介
　　原設計中，本大樓采用集中供冷、供熱的水—空氣系統(tǒng)，分設2個獨立的空調系統(tǒng)。1-37層為一個冷熱源空調系統(tǒng)（空調系統(tǒng)一），其中1-14層為低區(qū)，16-37層為高區(qū)。
　　38、39層為電力調度中心，另設一個單獨冷熱源的空調系統(tǒng)（空調系統(tǒng)二）。
　　1、空調冷熱源
　　空調系統(tǒng)一：夏季采用，冰蓄冷（2臺）+雙工況螺桿式冷水機組（3臺）+地埋管地源熱泵機組（2臺）的方式供冷，高低區(qū)分設空調水系統(tǒng)，低區(qū)由分水器直接供冷、高區(qū)通過設置在15層（避難層）的冷水板換供冷；
　　高低區(qū)共用空調冷源，冷量由蓄冰罐、雙工況螺桿式冷水機組、地埋管地源熱泵機組聯(lián)合提供。夏季在夜間電價低谷時開啟雙工況螺桿式冷水機組蓄冰。白天根據(jù)空調冷負荷大小采用以下三種模式：蓄冰盤管單獨供冷、蓄冰罐與雙工況螺桿式冷水機組聯(lián)合供冷、蓄冰罐+雙工況螺桿式冷水機組+地埋管地源熱泵機組聯(lián)合供冷。地源熱泵機組啟停由室內空調冷負荷大小和冬季從土壤總吸熱量與夏季對土壤總放熱量基本平衡決定，即夏季當蓄冰罐與
　　螺桿式冷水機組聯(lián)合供冷不能滿足大樓空調冷負荷要求時，開啟一臺或二臺地源熱泵機組進行補充供冷，反之則地源熱泵機組停止運行。
　　冬季低區(qū)采用地埋管地源熱泵機組直接供熱，高區(qū)采用二臺燃氣真空鍋爐直接供熱。
　　空調系統(tǒng)二：冬夏季采用風冷渦旋式熱泵機組供冷供熱，主機選擇二臺，每臺機組在標準空調工況時的制冷量均為253KW，制熱量為260 KW，熱泵機組設置在39層屋面上。
　　三、經(jīng)濟技術分析：
　　1、地埋管地源熱泵是通過輸入少量的高位能源將淺層低位地能向高位能源轉移的可再生能源利用技術，它可以將地下土壤中的熱量或者冷量轉移到所需要的地方，實現(xiàn)空調制冷、采暖或者生活熱水使用，僅需要消耗極少的輸送能耗。該系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調系統(tǒng)運行效率高30%-60%，能大幅降低系統(tǒng)運行費用。
　　2、冰蓄冷空調技術是利用錯峰分時電價優(yōu)惠政策，夜間電網(wǎng)低谷時運轉制冷機制冷，并以冰的形式蓄存，在白天用電高峰時將冰融化提供空調供冷，從而達到轉移高峰電力負荷，提高電廠一次能源利用效率、降低空調運行費用的一項調荷節(jié)能技術
　　3、有良好的社會和企業(yè)經(jīng)濟效益
　　我國上世紀50年代天津大學開始進行地源熱泵研究，2000年后北京中科院能源高科技有限公司開始市場化運行。2006年北京市發(fā)改委、規(guī)劃委等9家聯(lián)合發(fā)文在北京“埋管式地源熱泵按45元/㎡一次性補助”.現(xiàn)全國已有31個以上省進行地源熱泵的工程。
　　一、對初期投資影響
　?。?）機組初投資比冷水機組費用多10%-30%。
　　（2）增加打井（埋管）費用。
　?。?）無冷卻塔和冷卻系統(tǒng)，不僅省費用，還可節(jié)約建筑面積和建筑空間
　　（4）減少鍋爐房和鍋爐容量、無入網(wǎng)費（煤氣、天燃氣）或少入網(wǎng)費、和減少儲油罐安全費。
　　二、運行費比較
　?。?）夏季制冷，節(jié)約費用>20%。
　?。?）夏季采用熱回收，可免費提供生活熱水。
　?。?）冬季制熱時，運轉費用相當于天燃氣、燃油鍋爐的50%。
　?。?）全年運行費節(jié)約30%左右。
　　四、對目前方案的意見和建議
　　1、從最新的設計說明上看，有效埋管深度為80米，埋管深度可增大至100米~~~120米，如有效深度至120米，則總的埋管深度增加16560米，在夏季可多提供散熱量800KW左右。
　　2、原設計有35個溫度測點，我們的場地不大,實際可否減少，而且可以考慮在地埋管孔內直接安放傳感器。
　　3、原設計中，白天根據(jù)空調冷負荷大小采用以下三種優(yōu)先模式：蓄冰盤管單獨供冷、蓄冰罐與雙工況螺桿式冷水機組聯(lián)合供冷、蓄冰罐+雙工況螺桿式冷水機組+地埋管地源熱泵機組聯(lián)合供冷。
　　該設計意圖是優(yōu)先使用冰蓄冷，然后才是水源熱泵系統(tǒng)。因為地源熱泵空調運行的經(jīng)濟性和舒適性以及是本大樓的亮點，而且地源熱泵的制冷量比冰蓄冷大，我們建議優(yōu)先運行地源熱泵系統(tǒng)。
　　4、冰蓄冷空調是利用夜間低谷負荷電力制冰儲存在蓄冰裝置中，白
　　天融冰將所儲存冷量釋放出來，可以減少電網(wǎng)高峰時段空調用電負荷及空調系統(tǒng)裝機容量。
　　但根據(jù)目前國家對能源調控的趨勢，將逐步取消峰谷電價，實行階梯電價。從2010年6月起，湖北省停止執(zhí)行居民分時和蓄能產(chǎn)品優(yōu)惠電價政策，分時電表將不再享受優(yōu)惠。隨后，國家發(fā)改委正式回應電價問題，有關負責人介紹，發(fā)改委正研究電價調整一事，同時湖北省物價部門有關負責人通告媒體，實行階梯電價是大方向。一旦峰谷電價取消，冰蓄冷系統(tǒng)在運行費用上將大幅提高。由于原方案本身就有螺桿機冷水機組，建議取消冰蓄冷系統(tǒng)，把冷水機組改成離心機式的亦可完全滿足需求，并且運行效率更高。由于系統(tǒng)的簡化，將節(jié)省初期投資100萬左右。
　　5、空調系統(tǒng)
　?。ǘ┙ㄗh取消。因該系統(tǒng)實為精密空調，一般用在實驗室等對空氣溫度、濕度要求比較高，一般是恒溫恒濕的環(huán)境里。而我們的調度樓辦公室對溫度、濕度沒有這么高的要求，只是普通的辦公環(huán)境。因此建議取消該系統(tǒng)，直接使用系統(tǒng)
　?。ㄒ唬?，或者有必要的話加裝普通中央空調。
　　五、負三層埋管工程分析
　　負三層埋管是地源熱泵系統(tǒng)施工的關鍵。
　　1、施工方案的前期調查和論證
　　本工程地源熱泵的施工是在地下負三層施工，為此我們進行了廣泛的研究咨詢。
　　（1）國內的地源熱泵項目絕大多數(shù)是在平地上或廣場上進行施工，施工難度很小。我們這個項目是在地下三層實施，這將會增加深基坑暴露的時間。由于項目周邊的普通居民住宅離基坑只有十米左右，深基坑的安全風險非常大。預估414口井的打井時間需要兩個月，實際施工時必須加強安全管理、
　　交叉施工管理，合理安排好施工方案。
　　（2）預計地埋管打井施工會和土方開挖等作業(yè)交叉施工，成品保護是關鍵，否則，一旦對埋管造成破壞就是不可補救的。我們通過了解，武昌火車站在做地源熱泵施工時，后期土方開挖等對埋管造成了很多破壞，引起換熱量達不到設計要求，實際使用效果很差。
　?。?）建議地埋管施工和主機設備采購、安裝由一個承包商來完成，避免出現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)平衡問題。并且發(fā)生問題后，兩家互相扯皮，互不認賬，不能很好解決問題。我們通過了解，武漢新火車站地源熱泵施工由四家施工單位完成，究其原因，是要平衡各方的關系和利益不得已而為之，最后造成投資增加、工期延長等一系列問題。
　?。?）冬季從土壤總吸熱量與夏季對土壤總放熱量保持平衡是數(shù)年后系統(tǒng)還能保持良好運行效果的關鍵。一般來講，總放熱量大于總吸熱量，當系統(tǒng)運行幾年后，通過適當加長冷水機組的運行時間等措施可解決此問題。
　?。?）系統(tǒng)主機是整個空調系統(tǒng)的心臟，因歐美國家做地源熱泵比較早，技術非常成熟，因此建議主機選用進口品牌，如克萊門特和特靈、美意等。
　　二〇一一年七月二十日
　　考察結果：
　　1、前期投資：
　　2、后期使用費用：0.12——0.15元/平米
　　綠色空調系統(tǒng)
　　——地源熱泵
　　地源熱泵技術是利用地下恒溫土壤、空氣或地下水溫度相對穩(wěn)定的特性，通過深埋于建筑物周圍的管路系統(tǒng)和地源熱泵機組之間進行熱量交換，它完全不需要任何的人工熱源。地源熱泵供暖空調系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、地源熱泵機組和室內空調末端系統(tǒng)。冬季它代替鍋爐從土壤中取熱，向建筑物供暖；夏季它代替普通空調向土壤排熱給建筑物制冷。同時，它還能供應生活熱水，因此被稱為二十一世紀的“綠色空調技術”。
　　我公司所開發(fā)建設的項目采用地埋管的埋管方式，以水作為冷熱量載體，通過泵房工作使水在埋于土壤中的換熱管道內與熱泵機組間循環(huán)流動，實現(xiàn)機組與大地土壤之間的熱量交換。冬季循環(huán)水通過埋在土壤中的PE管環(huán)路，從土壤中吸收熱量，使循環(huán)水溫度升高，供給地源熱泵機組。另增加設備提供熱水，通過風機盤管、地板采暖系統(tǒng)或通過毛細管網(wǎng)給室內供熱；夏季循環(huán)水通過地埋管將熱量排放到土壤中，使循環(huán)水溫度降低供給地源熱泵機組，達到制冷效果。這里的循環(huán)水是人為灌注的，絕不抽取地下水，因而不會對地質結構穩(wěn)定性造成影響。
　　項目在地源熱泵技術上增加了送新風系統(tǒng)，使室內空氣形成新風湖，在室內外空氣交換的過程中，送新風系統(tǒng)中的過濾設備會將室外的有害氣體成分充分過濾，循環(huán)進入室內的大量的氧離子，使室內的空氣新鮮，舒適。同時大量稀釋室內的甲醛等有害氣體，真正達到“歐洲健康生活標準”。
　　在使用地源熱泵技術和送新風技術的房屋內，能夠提供一個溫度適宜、濕度適宜、氧氣新鮮而充足的生態(tài)住宅環(huán)境，讓住戶一年四季都生活在溫暖如春的環(huán)境下呼吸清新的氧氣。而且地源熱泵系統(tǒng)所提供的生活熱水在冬季可以達到四十五度左右，完全可以滿足住戶生活起居各方面的需求。實現(xiàn)“恒溫、恒濕、鮮氧”的完美感受。
　　由于地源熱泵的主要能量來自于地下，設備的使用壽命為50年以上，使得地源熱泵系統(tǒng)的年均投資成本很低并節(jié)約大量的維護費用和可觀的運行成本，一般來說，用戶在地源熱泵上的投資在系統(tǒng)運行五年左右就可以全部收回，之后的數(shù)十年使用壽命中地源熱泵將會為用戶帶來豐厚的投資回報，屬于一次投資長久受益的項目。（見附表）
　　地源熱泵技術僅在使用上消耗少量的電能，不向外部直接排放任何污染和熱量，因此使用地源熱泵系統(tǒng)的房屋還可以有效達到環(huán)保效果，不會造成城市的熱島效應并對外界無任何污染。