1、1关于工程节能与环境保护技术的思考摘要：随着科技的发展，人类在为自己生产出越来越多生活资料的同时，产生有害物质的数量和种类也大幅度增加，对环境的污染日益严重。本文从地源热泵的发展背景国内外发展现状、应用原理及优点进行分析，并以目前办公楼室内采用中央空调系统供暖、制冷，公共教学楼室内采用地板辐射采暖为例，在遵循国家的能源政策，力求为业主提供一个优质的工程。 关键词：工程；节能；环境保护；新技术 目前，地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用的一项技术，也是一项高效节能、环保并能实现可持续发展的新技术。它既不会污染地下水，又不会造成地面沉降，一年四季均能提供高品质的冷暖空气，可为人们营造非
2、常舒适的室内环境。随着社会的发展，能源危机、环境问题已经越来越为人们所关注，地源热泵系统能够同时解决这两个核心问题。 一、地源热泵的原理与优点 1.1 地源热泵的原理 地源热泵也是一种空调技术，这种技术的对象为建筑，热源为大地。冬天借助于热泵，大地中的低位热能能够很好的实现供暖于建筑，蓄存冷量；夏天可以使用蓄存的冷量，还能借助于热泵转移建筑热量到地下蓄存起来，并引导地下蓄存的冷量到建筑表面。夏热冬冷地区供冷和供2暖天数大致相当，冷暖负荷基本相同，用同一系统，可以充分发挥地下蓄能的作用。地源热泵供暖空调系统主要分 3 部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机主要
3、有 2 种形式：水-水式或水-空气式。3 个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。 1.2 地源热泵的优点 地源热泵不需要人工的冷热源，对于传统供暖方法能够取而代之，比如中央空调、市政管网、锅炉等等。冬天的时候，地源热泵能够很好的替代锅炉发挥相关的效能，取热于地下或地表水或者土壤，实现建筑的取暖。夏天，地源热泵能够替代普通的空调对建筑物进行很好的制冷，比如放热给地表水、地下水或者土壤。通常情况下，如果热泵消耗的能量为 1kWh 电，在这个时候，获得的冷量或者热量，对于用户而言，就约为 4kWh 的水平，相比于传统产
4、品而言，费用降低了 60%以上，寿命延长到了 25 年之上，能够很好的节省投资，计费也显得更加的独立，还不需要人工值守，产生的维护费用显得更加低廉。热泵供热或者制冷，能够实现燃料的较大消耗。节能和控制排放这两个目标得到同时实现。上述诸多广泛的 优越性，对于地源热泵取代传统建筑能源而言，有着无比优越的功效。 二、地源热泵的应用 目前建筑楼的室内采用中央空调系统供暖、制冷，公共教学楼室内3采用地板辐射采暖。地源热泵中央空调是目前较为先进的采暖、制冷方式之一，效率高，节能效果明显，是一种卫生条件和舒适性标准较高的全新方式。依据行政办公楼的建筑节能标准选择的冷负荷参数为 50W/m2，热负荷参数为 6
5、0W/m2；公共教学楼的建筑节能标准选择的热负荷参数为 70W/m2。 2.2 方案设计范围 该方案设计为该建筑工程空调用冷、热源系统。冷、热源系统各建筑采用的空调末端方案为风机盘管或地板辐射采暖。 2.3 地热换热器安装流程 2.3.1 放线、钻孔 逐一落实设计地热换热器图纸上面的钻孔和具体的位置到施工的具体现场，孔径大小控制在大约 180 mm。控制孔径尺寸的时候，比较容易掌握的尺度为：设计的灌浆管和 U 型管能够被很好的插入进去。工程设计 U 型管的选用，一定要使用外径尺寸大小为 20 mm 的。使用同规格、同材质的灌浆用管，为了实现 U 型管插孔的顺利进行，一定要保持适当的孔径，如果确
6、有必要，还要能够对孔壁进行固化处理。具体到钻孔的具体过程层面，一定要结合具体的地址、铺设地下管线的具体情况、现场土层的具体热物性能等等，对钻孔进行深度、位置以及数量层面的适当调整，满足具体的设计要求，降低施工的难度，控制可能产生的各种负面影响。第一个钻孔完成后，及时对钻孔深度上土层进行热物性的测定，实现地热换热器的适当修正目的。 2.3.2 现场对 U 型管进行组装、试压，并予以清洗 4对 U 型管进行现场的组装和测试，保证其适宜性，对于出现的各种设计变更，比如深度的变化，要进行调整。在进行下管之前，对 U 型管还要予以试压和冲洗。密封 U 型管的 2 个端口，避免杂物进入。冬天施工的时候，及
7、时释放试压后产生的位于 U 型管之内的水分，避免出现管道冻裂现象。 2.3.3 下管以及二次试压 该工程的下管为人工进行。下管之前，捆绑灌浆管和 U 型管。捆绑结要控制的疏密适中，3 根管要能够做到竖直而且不弯曲，同时，捆绑不能过紧，否则会使得灌浆中进行提升的作业难度被人为加大；对 U 型管头，应该设对应的防护装置，避免下管中出现或者产生损伤现象；U 型管内部如果充满水分，自重就会被无形的增加，下管浮力被降低。钻孔内多充满了泥浆。钻完孔，下管要接着进行。如果搁置很长的时间，钻好可能会产生局部堵塞现象，也就是说下管的工作届时将非常的困难。所谓下管，也就是插入 3 根聚乙烯管到孔中，至底。U 型管
8、应该略长于孔深，这样 U 型管才能露出地面。完成下管后，进行第二次 的水压实验。确认没有渗漏之后予以封井。 2.3.4 灌浆封井和测定土壤的具体热物性 选择适用的封井材料是一种混合浆，这种混合浆包括水泥、细砂以及膨润土。借助于泥浆泵和灌浆管灌注混合浆到孔中。回灌的过程中，按照灌浆的速度，逐渐回抽灌浆管，这样混合浆就能够实现自下而上的封井回灌，钻孔回灌的密实性能得到很好的保证，也不会出现空腔。结束封井后，经过一段时间，可测定土壤热物性，按照具体测定的结果修5正原有设计。 2.3.5 挖槽并且进行分集水器的良好安装 为了避免将来其他管线铺设的过程中对它产生破坏性的影响，所以埋设深度应该尽可能的大，
9、一般为 1.5 m，挖好管道，夯实沟底，填细土或砂一层，留有 0.0030.005 坡度。地上，连接分、集水器为若干管段，尔后，将它们置于地沟，连于 U 型管，闭式环路就可以被完整的搭构起来。分、集水器的两端（最高端或者最低端）适合进行除污或者排气装置的设置，同时设立检查井。回填管道沟的过程中，使用木夯进行分层的夯实。 2.3.6 U 型管连接方式 说明：U 型弯和 PE 管采用热熔套筒热熔对接。管路连接是每个管井的地埋管直接连接到集分水器上，并以阀门单独控制调节，按照埋管管井数量设置一组集分水器。水平埋管布置在地面下 1.2 m 处，近集分水器处由地面穿出连接在集分水器上，再由集分水器送往机
10、组换热。但土壤换热器换热效果受岩土体热物性及地下水流动情况等地质条件影响较大，为保证地埋管换热器设计符合实际，根据地源热泵系统工程技术规范GB50366-2005 的规定，建议对本工程进行地埋管换热器传热性能试验研究报告测试。 2.4 自动控制与节能措施 冷热源系统由电脑集中控制，控制芯片（CPU）是一备一用。冷冻（热）水循环泵均设变频装置，根据建筑物冷热负荷变化，调节冷热水的流量，机组可根据空调负荷情况自动调节压缩机开停和变频。 6总之，地源热泵技术已经成为供暖制冷领域利用可再生能源实现节能、环保、供热费用低廉的主要技术手段。因此推广水源热泵技术，回收利用地热尾水中的热能资源，可取得明显的经济效益和环保效益，具有十分重要的现实意义。 参考文献： 1国家重点环境保护实用技术示范工程J. 中国环保产业，2013， （1）. 2洪金祝. 环境保护工程中边坡绿化技术的应用J. 现代园艺，2012， （16）. 3陈向科. 上海长江隧桥工程环境保护技术概述J. 地下工程与隧道，2012， （2）.
