1 一、监理依据
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 GB50243-2002；
《通风与空调工程施工质量验收规范》 GB50243-2002；
《建设工程质量验收统一规范》 GB50300-2001；
《建设工程资料管理规程》 DBJ01-51-2003
《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005；
《水源热泵机组》GB/T19409=2003-6-17
《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101-2004
《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》CECS122-2001
《给水用聚乙烯（PE）管材》GB/T13663
二、难点与重点分析
1、地源热泵控制系统的安装与调试。地源热泵控制技术相对较复杂，首次投资成本较高，且需要此系统对两个水系统和热泵机组同时控制，同步调节，否则会导致系统的不稳定运行，所以该项也为地源热泵安装的重点之一。
2、地源热泵系统的核心是地耦合地热交换器。交换器的管材、管径、管长、竖井的数量及间距、及管道的铺设、水泵选型、校核管材承压能力等均为地源热泵系统安装的关键工艺，也是难度较大的工序。
3、空调机房内地埋系统分、集水器的安装与调试。因为通过分、集水器上阀门可实现对各组地埋管换热的控制,同时一旦出现故障也便于查找事故出现部位，且各支路间的流量平衡也需要靠此系统来调节。
4、热泵机组的安装与调试。为了提高热泵机组在供热工况下的能效比,要求尽量提高机组蒸发温度。系统运行费用的高低是用户首先关心的问题,而供热工况地埋管换热器进出水温度已经确定,即机组蒸发器进出水温度已经确定,提高蒸发温度的唯一办法是减小蒸发温度蒸发器出水温度的温度差，则热泵安装的正确及工作性的正常则显得尤为重要。
三、 旁站监理工作:
对下面工序进行旁站控制；
1 通风与采暖分部旁站控制内容：
1) 通风、空调系统试运行； 2 2）风量、温度测试；
技寒 土壤源热泵技术在李堡油田集油站节能改造工程中的应用 吴蕴韬曹煜荆建军 江苏油田分公司试采一厂江苏扬州２２５２６５ 【摘 要】首先对李堡油田集油站供热现状进行研究，进而分析土壤 源热泵系统应用后实现的功能，提出针对土壤源热泵系统的综合设计，对 土壤源热泵技术应用后的方案技术优势分析，最后进行综合评价。 【关键字】土壤源热泵技术；直埋管换热器；环保节能 引言 随着常规能源日益短缺，可再生能源的开发与利用日益引人关注。 其中地热能是指地球表面浅层土壤通过吸收太阳辐射能或地球内部物 质发生衰变放出热量等，从而形成的较低品位的热能资源。浅层土壤在 一年内温度基本恒定，通常为１８￣Ｃ左右，因此，可以作为建筑物及油气集 输站供热系统的热源。利用地能的主要设备就是地源热泵，在初投资方 面，由于钻井费用较高，可能会占到整个系统初投资的２Ｏ％一５Ｏ％。 １．李堡油田集油站供热现状研究 李堡油田集油站供热系统主要由２６２ｍ 太阳能集热器、２５ｍ。热水 罐ｌ座、６台４０千瓦电加热器、智能加热控制系统及配套设施组成。循环 水经过热水泵增压后，到达站内各供热点进行热交换，回水通过太阳能 集热器吸收热量后进入热水罐。当太阳能提供热量不满足生产时，智能 加热控制系统启动电加热器对热水罐内热水进行加温。 该供热系统的应用同传统的热水炉供热系统相比较具有环保、流 程简单、方便操作、自动化程度高的优点。 ２．土壤源热泵技术应用后实现的功能 站内热负荷为８５ｋＷ，部分热负荷由太阳能提供，电加热水罐的电 加热器作为热泵的备用设备，用于设备检修时使用，预计平均年热负荷 为７０ｋＷ。因此考虑设计负荷１００ｋｗ。额定供热温度７５＂Ｃ，最大供热温度 ８０℃。 ３．设计方案 ３．１系统选择采用地源热泵埋管方案 垂直埋管换热器有浅埋和深埋两种，浅埋一般为８～ｌＯｍ。深埋根 据地质条件与经济条件一般为３０ １８０ｍ。垂直埋管又有不同的形式，主 要有垂直Ｕ型管式、垂直套管式、桩基式等。本系统做成双Ｕ埋管（双ｕ 埋管每米的换热量约为单Ｕ的１ １０％一１２０％），取竖井数为２５口，井深为 ｌＯＯｍ，热源来自与地下土壤进行热交换，由热泵系统以地下埋孔提取地 下低位蓄热能向生产工艺供热。 ３．２土壤换热器形式设计 根据实际工程经验，垂直埋管换热２５－５５Ｗ／ｍ（管长），制热取低 值，制冷取高值。 本项目设计取换热能力的中间值，即２５Ｗ／ｍ（管长），具体计算公 式如下： Ｌ：：—Ｑ—Ｉ＇—￣１０—００ ２５ 其中Ｌ一一竖井埋管总长，ｍ；Ｑ１’一一土壤排放的热量，ｋＷ；计算 得Ｌ＝４０００米。 根据下式计算竖井数目： Ⅳ—一 ２×Ｈ 其中Ｎ一一竖井总数，个；Ｌ一一竖井埋管总长，ｍ；Ｈ一一竖井深 度，ｍ，取１００ｍ。 分母“２”是考虑到竖井内埋管管长约等于竖井深度的２倍，计算 得：Ｎ＝２０１Ｚｌ，考虑换热面积大一点将减少传热温差并增加安全裕量。 方案设计采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小、 热膨胀性好的高密度聚乙烯（ＨＤＰＥＩＯ０）管作为埋管材料。 垂直埋管选用管Ｄｅ２５ｘ２．３ｍｍ的ＰＥ管。内流速：双ｕ控制在 ０．３－１．Ｏｍ／ｓ，即单管流量为０．５８２ ２ｍ。／ｈ，热源端循环水流量在 ｌ４．５５ ５０ｍ ／ｈ 初步选定了－４０口井的位置，现场有些可能已建有构建物，井的位置 与构建物有冲突，根据现场的情况选取其中的２５Ｅ１井现场实施。 ４．土壤源热泵技术应用后的方案技术优势分析 ４．１省电 节能、制热系数能够达到２．５ 李堡地区平均电价按照０．６元考虑。根据李堡集油站电加热器的运 行维护情况，每年需要更换２台，综合测算，每年运行费用４２万元左右； 地热源泵高温机组功率４２千瓦，其他配套５ｋｗ，按照最大工作负荷、电 加热器的运行管里办法，每天运行ｌｌｚ］，时，全年耗能１８．６×１０ ＫＷｈ，运 行费用１１．１６万元，综合比较每年可以节约运行费用２６．８４万元。在保证 制热效果方面，地源热泵提取地下恒定能源，辛普森埋管地源热泵机组 可以２４小时连续运转，压缩机寿命长，不存在高温情况下润滑油结炭问 题。 ４．２环保节能 地源换热形式高效稳定，无大气、水源、声音污染，适合办公、住宅 等环境要求较高场所，避免了风冷系统与空气进行换热噪声大、造成局 部环境热效应的缺点。 ４．３长效稳定 地下换热形式恒定、全封闭冷却系统，有效延长整体系统使用寿 命。主机压缩机等主要零部件在稳定良好状态下运行，其运行负荷仅为 风冷形式￣ｎＶＲＶ等空气源形式空调零部件的５０％，有效的延长主机寿 命，从而保证了系统稳定性。 ５。综合评价 我国的地源热泵应用处于起步阶段，但发展迅速，随着政府及群众 的重视，这项技术将有广阔的发展空间，是目前开发低温热能的重要手 段。采用热泵该系统后将对李堡油田节能减排工作起到促进作用，投资 回收期较短，具有很好的投资价值。
地源热泵系统工程技术方案
（一）术语
<1>地源热泵系统，以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
<2>水源热泵机组，以水或添加防冻剂的水溶液为低温热源的热泵。通常有水／水热泵、水／空气热泵等形式。
<3>地热能交换系统，将浅层地热能资源加以利用的热交换系统。
<4>浅层地热能资源，蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。
<5>传热介质，地源热泵系统中，通过换热管与岩土体、地下水或地表水进行热交换的一种液体。一般为水或添加防冻剂的水溶液。
<6>地埋管换热系统，传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统，又称土壤热交换系统。
<7>地埋管换热器，供传热介质与岩土体换热用的，由埋于地下的密闭循环管组构成的换热器，又称土壤热交换器。根据管路埋置方式不同，分为水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。
<8>水平地埋管换热器，换热管路埋置在水平管沟内的地埋管换热器，又称水平土壤热交换器。
<9>竖直地埋管换热器，换热管路埋置在竖直钻孔内的地埋管换热器，又称竖直土壤热交换器。
<10>地下水换热系统，与地下水进行热交换的地热能交换系统，分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。
<11>直接地下水换热系统，由抽水井取出的地下水，经处理后直接流经水源热泵机组热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。
<12>间接地下水换热系统，由抽水井取出的地下水经中间换热器热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。
<13>地表水换热系统，与地表水进行热交换的地热能交换系统，分为开式
地表水换热系统和闭式地表水换热系统。
<14>开式地表水换热系统，地表水在循环泵的驱动下，经处理直接流经水源热泵机组或通过中间换热器进行热交换的系统。
工艺与设备 建材发展导向２０１１年１Ｏ月 ３地藕埋管施工 ３．１地埋施工原则 （１）由外而内的原则； （２）由垂直到水平的原则； （３）由支管到主管的原则。 ３．２施工流程（见图１） 理出里雹盥卜＿ — 嚏垃强 １璧 图１地理施工流程图 ３－３地埋管物资准备 （１）根据施工预算、施工方案和施工进度计划，合理编制材料、机具 进场及使用计划，以免现场材料、机具堆放过多； （２）搭设临时材料堆放、存储仓库，搭设管道预制加工棚； （３）采用专业供货厂商提供的热熔连接工具、机具、严格按使用说明 书操作； （４）本工程地藕系统采用的高密度聚乙烯ＨＤＰＥ３４Ｏ８管材，该产品 压力等级为１．２ＭＰａ，热导率为０．４６～０．５７Ｗ／（ｍ・Ｋ）； （５）本工程的主要岩土层为中密粉砂层，其热导率为２．１～２．３Ｗ／（ｍ・ Ｋ）。为保证回填的密实、低温不龟裂以及回填材料的热导率须大于土壤 岩层的热导率，故回填料选用５％的膨润土加９５％的细砂混凝土混凝土 混合料，其热导率为２．４～２．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）； （６）本工程传热介质采用自来水，满足传热介质的必须的安全性、传 热性、较低的摩擦阻力且经济适用的技术要求。 ３．４材料检验及存储 地埋管及管件应符合设计要求，应用的管材、管件及附件等应有企 业质量检验部门的产品合格证及相关检测部门的质量检验报告。 地埋管应采用化学性能稳定性好、耐腐蚀、热导率大、流动阻力小的 塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管（ＰＥ）或聚丁烯（ＰＢ），不宜采用聚氯乙 烯（ＰＶＣ）管。管材、管件及附件应为相同材质。地埋管质量应符合国家现 行标准中的各项规定。管材应标明规格、商标或生产厂名、公称压力以及 生产日期，包装应符合要求、还应标明长度。 管材的公称压力及使用温度应满足设计要求，且管材的公称压力不 应＜１．０ＭＰａ，地埋管外径及壁厚可按《给水用聚乙烯（ＰＥ）管材》ＧＢ，Ｉ＇１３６６３ 及《冷热水用聚丁烯（ＰＢ）管道系 ＧＢ／Ｔ１９４７３．２之规定选用。管材和管 件的外观质量符合下列要求：管件应完整，无缺陷、无变形，合模缝交口 应平整，无开裂。 ３．５地埋管现场预组装施工技术 ①地埋ｕ型管宜在现场预组装，管材预组装前应水平堆放在平整的 地面上，不应局部受压使管材变形，堆放高度不宜超过２ｍ；管件贮存应 成箱存放在货架上或码堆在平整平面上，地面上码堆高度不宜超过２ｍ。 ＨＤＰＥ管运至工地采用彩条布覆盖，严禁长时间太阳下暴晒；＠ＨＤＰＥ管 连接时应注意热熔管头清洁，管材切割时当管径≤ｄｅ５０时，采用旋转切 刀；当管径＞ｄｅ５０时，采用手工木工锯；③ＨＤＰＥ管在地面连接完成，试 压、合格后方可埋管；井回填后再次试压、合格后方可连接水平干管；水 平总管连接完试压、合格后方可回填土。总管连接完后进行系统试压；④ ＨＤＰＥ管道的连接可采用热熔连接（热熔承插连接、热熔对焊连接），与金 属管道连接应采用法兰连接：⑤热熔承插连接：热熔承插连接应采用质 量可靠的热熔机具，便携式熔接工具适用于 ≤６３ｍｍ管道及系统最后 连接，台式熔接机具适用于小≥６３ｒａｍ管道预装备连接。将加热工具加热 到熔接温度２６０￣１０℃，插口管末端应切割平整，与轴线垂直。用笔在承口 和上做适当的标记，以利于连接定位。用加热工具的凹模熔化插口管端 的外表面，凸模熔化承口的内表面。加热完毕后，迅速移走加热模具，将 插口端平直插入承口端，达到连接强度后固定接头，自然冷却至环境温 度；⑥热熔对接：管材外径￣６３ｍｍ的ＨＤＰＥ管均可采用热熔对接方式 连接，该方法经济可靠，其接头在承拉和承压时都比管材本身具有更高 强度。热熔连接温度：２００～２１０ｏＣ。 ３．６下管施工技术 钻孔完成后应立即下管，下管前应对ｕ型管进行试压、冲洗。停留时 间越长，孔内的积压现象越严重，管子也就越难放。 在本工程施工中，我们采用预制混凝土导头下井施工法。预制导头 直径略小于钻孔直径，大于４根ＨＤＰＥ循环管所占位置的直径（预制导 头制作后应进行试压试验）。依靠导头的重量和ＨＤＰＥ管内水的重量下 ・２２８・ 井，这样既保证下管的速度又可保证ＨＤＰＥ管能有效地到达地源井底， 同时，还能保护ＨＤＰＥ管材在下井过程中免受井壁尖石的刮伤、损坏。一 般采用人工下管，下管时必须多人合作，提起管子时不得在地上拖拉，不 应形成不自然的弯曲，更不允许产生角度。为避免热桥损失，ｕ型管管间 距应严格按设计要求，下管时尽量保持同心度并且管与管不要接触太 紧，施工时每隔２～４ｍ设置固定支卡将ｕ型管分开，以确保垂直地源换 热管的相对位置不变，垂直换热管不会贴在一起。ＨＤＰＥ管下井完成后， 须将Ｕ型管两个端口密封。 ４地埋管换热系统冲洗 为保证地埋管换热系统的可靠运行必须进行系统冲洗，系统冲洗主 要在以下几个施工阶段：地埋管换热器安装前；地埋管换热器与环路集 管装配完成后；地埋管换热系统全部安装完成后 ５地埋管换热系统试压 试验压力：当工作压力≤１．ＯＭＰａ时，应为工作压力的１．５倍，且不 应＜０．６ＭＰａ；当工作压力＞１．ＯＭＰａ时，应为工作压力加０．５ＭＰａ。 水压试验步骤：①竖直地埋管换热器插入钻孔前，应做第一次水压 试验。在试验压力下，稳压后至少１５ｍｉｎ，稳压后压力不应＞３％，且无泄露 现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完成灌浆之后保压ｌｈ。⑦水 平地埋管换热器放入沟槽前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压 后至少１５ｍｉｎ，稳压后压力降不应＞３％，且无泄露现象。③竖直或水平地 埋管换热器与环路集管装配完成后，回填前应进行第二次水压试验。在 试验压力下，稳压至少３０ｍｉｎ，稳压后压力降不应＞３％，且无泄露现象；④ 环路集管与机房分集水器连接完成后，回填前应进行第三次水压试验。 在试验压力下，稳压至少２ｈ，且无泄露现象；⑤地埋管换热系统全部安装 完毕，且冲洗、排气、回填完成后，应进行第四次水压试验。在试验压力 下，稳压至少１２ｈ，稳压后压力降不应＞３％。系统试压不得以气压代替水 压试验；水压试验时应采用手动泵缓慢加压，加压过程中应安排专人随 时观察与检查线路，不得有渗漏现象。 ６试验和鉴定 自觉主动接受业主、监理单位来工地现场监督试验，并按如下内容 提出报告：全部竖井的位置和深度以及热交换器的长度是否符合设计要 求；回填过程的检验与安装土壤热交换器同步进行：监督循环管路、循环 集管和管线的试压是否按上述要求进行，以保证没有泄漏。隐蔽工程记 录交业主、监理验收，合格后才能进行下一道工序的工作。按上面的试验 和鉴定结果提交报告给业主，并保证将实际竣工情况记录在设计平面图 上。 ７地源热泵机组安装 本工程地源热泵机组主机采用集中式，整个工程的冷冻水由机房统 一协调输出，主机大小搭配，保证了在各种情况下的最佳配比，也保证了 不同负荷下运行不同的机组和水泵，使机组始终保持在满负荷运行状 况，处于最佳工况，使ＣＯＰ值始终维持在最佳值，达到长期运行的最佳节 能效果。 ８结语 正是因为地源热泵空调系统利用浅层地热能资源进行供热与空调， 具有良好的节能、环保、美观、不消耗矿物质的固有特性，近年来在国内 得到日益广泛的支持和推广应用，但并不是只要采用了地源热泵系统， 其节能的幅度就能达到理想的状态。同样，和传统的空调系统一样，在系 统设计时，必须考虑末端、主机、水泵的部分荷载时的最大运行节能，本 项目设计多机头主机，大、小搭配，末端采用电动二通阀控制，水泵配置 一套变频泵，整个系统采用台数和变频来满足运行过程中的负荷变化， 从而确保系统节能的最大化。 作者简历： 王彦：浙江省人，本科，助工，主要从事暖通、通风空调技术的设计审 批与施工管理工作。 华烨：浙江省人，本科，助工，主要从事暖通、通风空调技术的设计审 批与施工管理工作。 参考文献 ［１］ＧＢ５０３６６－２００５地源热泵系统工程技术规范【ｓＪ—ｂ京：中国建筑工业出版社，２００５ ［２］ＧＢ／Ｔ１９４７３．２冷热水用聚丁烯（ＰＢ）管道系 ｓ］．北京：中国标准出版社，２００４． ［３］ＧＢ／Ｔ１３６６３给水用聚乙烯（ＰＥ）管材【ｓ】．北京：中国标准出版社，２０００．
