浅谈建筑地下结构地源热泵空调系统的应用处理

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1、浅谈建筑地下结构地源热泵空调系统的应用处理摘要：地源热泵的能量是由各种资源结合所提供，其主要包括了地源、水源、空气源等。本文对某建筑工程地下结构设计采用地源热泵空调系统的应用处理进行了分析和探讨，以供参考。关键词：建筑工程地下结构地源热泵空调系统应用处理abstract:thegroundsourceheatpumpistheenergybyallsortsofresourcesprovidedbycombining,itsmainincludesgroundsource,water,airsource.thispaperofabuildingundergro

2、undengineeringstructuredesignusinggroundsourceheatpumpairconditioningsystemapplicationprocessingareanalyzedanddiscussed,forreference.keywords:buildingengineeringundergroundstructuregroundsourceheatpumpairconditioningsystemapplicationprocessing中图分类号：tu831.3+5文献标识码：a文章编号：引言面对现代化经济不断发展

3、，我国遇到的能源问题也更加严重，大自然资源在不断被人类所消耗。对浅层地热能资源开发处理，结合热泵技术对供暖、供热和制冷等问题加以处理，这是我国能源优化配置的一大趋势。最近几年调查显示，全世界每年能源消耗以递增20％以上的速度在增长。暖通节能比其他常规供暖技术节能50-60％，能够显着控制供暖制冷领域的节能问题，这种技术不仅投资成本低，还能以减少30-70％的优点在同行市场上占据优势。1.地源热泵空调系统简介地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种。热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。地源热泵是一种利用地下浅层地热资

4、源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kw的能量，用户可以得到4kw以上的热量或冷量。与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于

5、地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60％。因此，近十几年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。图1示出的是地源热泵原理。某建筑大楼房内各种通信设备散热量大，对温度要求高，空调用电负荷较大。如果仅使用普通空调，能源消耗和碳排放较大，而地源热泵空调系统的应用能很好地解决这两个问题，实现节能减排目标。某

6、建筑大楼，框架结构，地上8层，地下1层，建筑高度约为28m，建筑面积约为2万m2，轴网为8.4m×8.4m，采用井字梁结构。地上为通信机房和办公室，地下室为车库和机房。地下结构平面规整，基础采用钻孔灌注桩，桩径800mm，桩长约34m。空调采用地源热泵系统，冬季最大设计吸热量为469.2kw；土壤换热器采用水为循环介质，垂直钻孔埋管与工程桩内埋管相结合的方式，桩埋管充分利用地下结构的特点，利用桩作为土壤交换器的介质，减少了地埋管数量，同时也节约了工程费用。图2示出的是地源热泵桩埋管、地埋管平面布置。2结构处理措施2.1桩埋管构造措施根据地源热泵空调工艺设计，地

7、源热泵系统设置108根地埋管，88根桩埋管。桩埋管预埋在工程桩内，通过桩身与周围土壤进行热交换。每根桩内预埋桩埋管（φ40pvc管）4根，为防止灌注桩浇筑混凝土时损伤桩埋管，桩身纵筋螺旋加强筋改为沿纵筋外部设计。由于桩埋管直径较小，对桩截面抗压设计强度影响较小，设计时可以忽略，或在设计过程中充分考虑截面削弱影响，满足桩基的抗压强度。桩埋管在绑扎钢筋笼时预先在纵筋上绑扎定位。2.2地埋管防水处理在地下室施工之前进行地埋管施工，在原土上钻直径400mm的孔，钻孔深度为50m，地埋管穿过地下室底板在地板垫层上水平布置。由于该工程地下水水位较高，地下室底板作为防水板使

8、用，抗渗等级为p6。108根地埋管穿越