第３７卷第１９期　・１１６・　２　０　１　１年７月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．１９　Ｊｕ１．　２０１１　・水・暖・电・　文章编号：１００９—６８２５（２０１　１）１９—０ｌ１６・０２　土壤源热泵技术应用　雷维君　摘要：结合工程实例，详细介绍了地源热泵系统设计的具体步骤，阐述了土壤源热泵系统设计时热响应测试的必要性，　并确定了地埋管优化设计方案，从而解决了地埋管室外换热器和热泵机组的设计及选型问题。　关键词：土壤源热泵，地埋管，设计方案　中图分类号：ＴＵ８３１　文献标识码：Ａ　地源热泵空调技术是一种利用浅层地热能通过热泵技术将　低位能向高位能转移，以实现供热制冷的高效节能的供热空调技　术。冬季浅层地热能的热量被提取出来，通过热泵提升温度后，　给室内供暖。夏季，通过制冷循环将室内的热量取出来释放到地　下，同时对建筑物进行供冷，夏季释放的热量可作为卫生热水热　源回收利用，所以，地源热泵技术在酒店等此类有全年卫生热水　要求的建筑中得到了广泛应用。　１　工程概况　本工程分为５个区，共有单体２０多个，每个单体均为２层～　３层建筑，主要功能有餐饮、娱乐、会议、客房、游泳池等。占地　９．３万ｍ　，地上建筑面积约１．４３万　，地下建筑面积约１．２１万　，　容积率为０．１５３，鸟瞰整个园区像盛开的一朵花的五个花瓣。每　个单体之间及单体与园区围墙之间有大量的绿地面积。除地下　车库及设备用房外均要求设置中央空调，周围无城市热力管网，　且要求冷热源低碳环保。　２前期准备　根据本工程既要满足低碳环保，又有足够的地埋管空间的现　状，选用地源热泵作为冷热源。由于我国在土壤源热泵技术的应　用方面处于起步阶段，而地埋管换热器的传热性能随着施工地点　的地质构造不同发生很大变化，因此，有必要采用现场测试法进　行地埋管换热器的实地试验研究，为土壤源热泵的优化设计和可　靠运行提供试验数据。为了准确掌握工程地点的地质情况和地　下热物性参数，进行了地埋管实验孔安装和地下热响应测试。采　用单ｕ地埋管测试。根据实验数据和推导的传热模型，得到项目　地点的地下综合热物性参数：导热系数为１．５４　Ｗ／（ｍ・Ｋ），岩土　初始平均温度约为１６℃。夏季换热能力为５４．８３　Ｗ／ｍ。冬季换　热能力为３１．７３　Ｗ／ｍ。　３地源热泵冷热水机组设计　１）建筑物空调负荷计算结果：冬季最大热负荷为１　７００　ｋＷ，　夏季最大冷负荷为２　２００　ｋＷ。２）建筑物游泳池和高温池及客房　等最大用卫生热水负荷为１　２００　ｋＷ；游泳池和高温池维温负荷为　４５０　ｋＷ。３）根据以上数据选择机组如下：ａ．螺式地源热泵机组　（高温型）。制冷量１　１３７　ｋＷ；制热量１　０８０　ｋＷ；ＣＯＰ：５．９３；ＥＥＲ＝　３．４４。ｂ．螺杆式地源热泵机组（高温热回收型）。制冷量１　１３７　ｋｗ；　制热量１　０８０　ｋＷ；回收热量１　０８０　ｋＷ；ＣＯＰ＝５．９３；ＥＥＲ＝３．４。ｃ．　螺杆式地源热泵机组（卫生热水型）。制热量４９７　ｋＷ；ＥＥＲ＝３．９。　夏季开启编号为ａ和ｂ机组或部分负荷时优先开启机组ｂ，　回收热量满足夏季最大卫生热水用热负荷；过渡季节开启机组ｃ　满足部分卫生热水负荷；冬季应优先保证空调用热负荷开启机组　ａ和ｂ，空调用热为部分负荷时开启机组ａ或ｂ及机组ｃ，冬夏季　不足卫生热水负荷由辅助热源提供。　４地埋管换热器设计　土壤源热泵机组的综合ＣＯＰ（能效比）冬季３．４４，夏季５．９３。　根据空调负荷求出冬季最大地下取热负荷为１　２０７　ｋＷ，夏季最大　散热负荷为２　５７２　ｋＷ。空调冬季从土壤吸收的热量和夏季向土　壤排放的热量可以由下述公式计算：　Ｑｌ＝Ｑｇ×（１—１￣ＣＯＰ）。　Ｑ２＝Ｑ冷×（１＋１￣ＣＯＰ）。　其中，Ｑ。为冬季从土壤吸收的热量，ｋＷ；Ｑ　为夏季向土壤排　放的热量，ｋＷ；Ｑ热为冬季最大热负荷，ｋＷ；Ｑ冷为夏季最大冷负　荷，ｋＷ。夏季向土壤排放的热量按满负荷计算为：夏季空调向土　壤排放的热量一卫生热水回收量，其值为１　４９２　ｋＷ，过渡季节及　冬季均为从土壤吸收热量，从建筑物全年动态负荷模拟结果来　看，通过调整卫生热水负荷，基本可达到放热和取热的平衡。　１）方案１。按照夏季工况进行埋管，总埋管量为：夏季向土壤　排放的热量／每米埋管散热量＝４９２　０００／５４．８３＝２７　２１１　Ｉｌｌ。　２）方案２。按照冬季工况进行埋管，总埋管量为１　２０７　０００／　３１．７３＝３８　０４０　ｉｎ。由此可得应按方案２考虑埋管数量。　３）地埋管场地的确定。通常地埋管换热器埋设场地可有两　种选择：ａ．建筑物基础桩基之下；ｂ．建筑物范围以外空地。由于　地埋管换热器施工需要的时间比较长且必须在埋管完成后方可　进行建筑物桩基施工，影响整个工程进度，同时埋设于桩基下的　每个回路地埋管都要求接至建筑物以外，检查井内用阀门控制，　以备任何一回路出现问题时能独立关断，整个管路系统复杂，且　造价高，故本工程选择将地埋管敷设于建筑物以外空地。　４）埋管形式的确定。埋管形式分垂直埋管和水平埋管两种，　因水平埋管占用的面积过大，本工程选用垂直埋管形式。　５）埋管数量计算。如按单ｕ垂直地埋管设计，钻孔深度１００　ｉｎ，　有效深度８０　ｍ，埋管孔数ｎ＝３８　０４０／８０＝４７６，考虑１５％的余量后　得出埋管总数为ｎ＝５４８。从地质勘察报告及热向性报告来看本　场地地下有大量的卵石层，为了降低埋管成本设计采用双ｕ垂直　地埋管，据资料查证：双Ｕ埋管孔数可为单Ｕ埋管孔数的８５％～　９０％，考虑本工程场地实际情况及回路平衡，共设计７个检查井，　６３个回路，５０４个孔位，钻孔直径１８０　ｍｍ，钻孔间距５　ｍ。垂直管　路间采用同程并联式，供回水环路集管埋深大于１．５　Ｉｎ，且两管之　间间距０．６　ｉｎ，水平集管保持０．００２以上的坡度。　收稿１３期：２０１ｌ一０３－２２　作者简介：雷维君（１９７１一），女，工程师，西安市建筑设计研究院，陕西西安

７１００５４　第３７卷第１９期　２　０　１　１年７月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　ＶｏＩ．３７　Ｎｏ．１９　Ｊｕ１．　２０１１　・１１７・　文章编号：１００９—６８２５（２０１　１）１９—０ｌｌ７一Ｏ２　地铁车站组合风阀的施工　柳长青　摘要：简要介绍了组合风阀在地铁车站空调通风系统中的作用及结构特点，着重阐述了地铁车站组合风阀的订货、加　工、安装等环节的注意事项和操作要点，以指导实践，保证组合风阀的安装质量及使用效果。　关键词：地铁车站，组合风阀，安装工序，单机调试　中图分类号：Ｕ２３１．４　文献标识码：Ａ　地铁工程是一种全地下式的大型公共建筑，其中人流众多，　设施繁杂，地下的空调通风系统不能靠自然通风，如何保证如此　大风量的系统正常工作就显得尤为重要，组合风阀正是这套系统　中的风量切换调节环节。组合风阀主要设置在车站两端的风井、　风道中，分立式、卧式两种形式。系统运行时，不同的运行工况，　需要不同的风量甚至关闭相应的风道，为了达到不同的运行条　件，在这些风道中设置了不同规格、形式的组合式风阀，与ＴⅥ１／　ＵＯＦ风机联锁来进行控制区间隧道内通风换气、事故送排风的工　况调节等。组合风阀的结构特点是由镀锌槽钢底框架、单体式风　阀、执行器和传动机构四部分组成，执行器通过联杆机构带动阀片　作０。～９０。范围内往复运动，组合风阀是由多个有槽钢底框的单　列风阀组成。每个单列风阀上安装有多个单体小阀。组合风阀　在出厂前已经进行过组装调试。拆开运输以单列阀为最小单位。　一般长３　ｍ～５　ｍ，宽１　ｍ一２　ｍ，每平方米重约７０　～８０　，故每　个单列小阀重约２１０　ｋｇ一８００　ｋｇ，阀厚０．２８　ｍ。由于其单位面积　造价高、单体小阀重和几何尺寸大等特点，在地铁环控专业中占　有重要的地位，对施工质量要求较高。　１　组合风阀订货尺寸的确定　组合风阀的尺寸必须根据现场土建的预留尺寸现场确定，正　常的程序是现场有托台的情况下，到现场测量，每边比托台大　２　ａｍ～３　ａｍ。１）在确定尺寸前，应该先和电专业方面商量好将来　风阀执行机构的位置。２）卧阀尺寸的确定：通常现场卧阀的位置　是土建的吊装孔，都还没有砌筑托台，给订货带来一定难度，故这　部分应该积极的和土建单位沟通，确定他们托台的尺寸（这部分　５结语　本文通过工程实例，详细介绍了地源热泵系统设计的步骤，　明确了土壤源热泵系统设计时热相应报告的必要性，确定了地埋　管优化设计方案，包括地埋管换热器的形式、管深、管间距等设计　参数，从而解决了地埋管室外换热器和热泵机组设计和选型。由　于地源热泵系统设计处于初级阶段，希望本文能对初涉地源热泵　系统的设计工作者提供一些帮助。　将来在列车上线前要安装完，组合风阀又有一定的生产周期，如　果等土建单位做好托台后再订货就会影响地铁运营开通），在土　建支模板的时候，必须对尺寸进行复核，避免组合风阀和土建预　留接口发生偏差，影响将来风阀安装。３）立阀尺寸的确定：这部　分最好先确定了土建构造柱的尺寸后再订货生产。ａ．ＴＶＦ风机　前的立阀尺寸的确定，由于这部分的连接顺序是风机先和结构外　壳消声器连接，然后消声器和一截短管连接，最后短管和立阀相　连接，构造柱的尺寸取决于短管法兰和消声器的法兰是内平还是　外平。在确定了构造柱的尺寸后这部分风阀的尺寸也就确定了。　ｂ．ＵＯＦ风机前立阀尺寸的确定，需要先和装修单位沟通好他们检　修门的大小，现场空出检修门后就可以确定风阀的尺寸（有时候　装修单位这部分也做构造柱，订货尺寸必须做相应调整）。ｅ．剩　下的立阀不和设备连接，需要到现场测量确定，有的是现场两边　正好是结构柱，就不需要构造柱，这部分在测量完结构柱的尺寸　后即可以订货了。难点是和ＴＶＦ风机并排的这部分立阀，现场由　于标高和宽度的影响故这部分尺寸确定比较困难，首先在掌握了　现场尺寸的前提下，先扣除了检修门的距离后再合理安排构造　柱，尺寸紧张的时候为了节约空间可能两组风阀共用一个构造　柱，也有可能靠风机边的立阀需要取消构造柱，用槽钢来代替。　在确定了这部分构造柱的尺寸后就可以把立阀的尺寸确定。４）　在确定好尺寸及安装的高度后要和电气、管道专业进行管道安装　位置平衡，以免在组合风阀未安装前被其他专业的管线把风阀的　安装位置占掉，造成风阀无法安装，其他专业返工的情况。　每组风阀在确定尺寸后，进行单独编号与安装位置进行对应，　参考文献：　［１］　徐伟．可再生能源建筑应用技术指南［Ｍ］．北京：中国建　筑工业出版社。２００８．　［２］　美国制冷空调工程师协会．地源热泵工程技术指南［Ｍ］．徐　伟，译．北京：中国建筑工业出版社，２００１．　［３］　褚晓丽，法智彤．浅谈地源热泵［Ｊ］．山西建筑，２０１０，３６（１）：　２１５－２】６．　Ｏｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＬＥＩ　Ｗｅｉ－ｊｕｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘａｍｐｌｅｓ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｕａｌ　ｓｔｅｐｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ　ｓｙｓ—　ｔｅｎ，ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｅｓｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ　ｓｙｓｔｅｍ，ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｓ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ—ｂｕｒｉｅｄ　ｐｉｐｅ，ａｎｄ　Ｓｏｌｖｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ—ｂｕｒｉｅｄ　ｏｕｔｄｏｏｒ　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ　ｕｎｉｔ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｔｙｐｅ　ｓｅ—　ｌｅｃｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ，ｇｒｏｕｎｄ—ｂｕｒｉｅｄ　ｐｉｐｅ，ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ　收稿日期：２０１１—０３—１６　作者简介：柳长青（１９７５一），男，工程师，山西省工业设备安装公司，山西太原

０３００１２