引言
随着世界能源危机日益严重,绿可再生能源越来越多的被人们所认知,地源热泵空调系统,地源热泵空调系统因其节能效果显著、绿环保等优势，在工程中得到广泛应用。 地源热泵空调系统是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源技术。根据地热交换系统不同，地源热泵空调系统分为两种形式，一种采用地下水的方式；另一种是埋管式。抽取地下水地源热泵，由于技术限制，全部回灌不易做到会影响地基下沉，对地下水和地质有不好的影响，保护不好会污染地下水。目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术，但由于地埋管热交换器是在地下进行的，其使用受到场地限制。
对于蓝钻项目建筑物以外场地面积不能满足设计需要的竖直地埋管换热器使用，因此采用在建筑的基础桩间埋设竖直地埋管换热器，其布置原则、施工做法及分析将作为本文论述的重点。
1. 工程概况
1.1工程概述
本工程位于天津市滨海新区，距天津中心城区45公里，距北京150公里。本项目位于中新天津生态城南部片区核心位置，是整个城市的次中心，用地性质为商业金融业用地。项目用地北起和韵路，南至生态谷，西到规划混合用地，东达和旭路。总建筑面积 109863.8 m2,其中地上建筑面积78701 m2,地下建筑面积 31162.8 m2，占地面积7973.75 m2。
1.2 暖通系统概述
本工程空调冷负荷：9560kW，空调热负荷：6230kW
夏季冷源由地源热泵系统、电制冷水冷离心式冷水机组联合提供。冬季热源由地源热泵系统、电锅炉联合蓄热系统共同提供。由于本项目用地范围有限，地基基础复杂，地埋管数量受到限制。最终确定采用桩间钻孔方式。实际布置钻凿换热孔数量约为418眼，换热孔深度为120米,夏季负荷不足部分由电制冷冷水机组提供空调冷水，并设有水蓄冷设施；冬季负荷不足部分由水蓄热设施提供，蓄热负荷首先由地源热泵提供，超出地源热泵供热能力
时，采用地源热泵机组和电热水锅炉联合蓄热。本工程地下二层设置了冷冻热力站。
2．本工程竖直地埋管换热器的布置原则、施工做法及分析：
2.1:建筑桩间竖直地埋管换热器布置要考虑的几个特殊问题：桩间地埋管换热器的安装位置与常规地埋管换热器的安装位置不同，互相影响的因素也不相同，主要区别：
第一：桩间地埋管换热器的设计与施工要考虑到基础桩与竖直埋管之间不能影响工程桩的安全使用性能，应结合结构设计进行合理性分析。
第二：竖直地埋管换热器与基础桩合理间距确定：
建筑的基础桩主要有钻孔灌注桩和混凝土预制桩，桩垂直中心线周围一定距离内的土壤层的搅动会对桩的承载能力造成不良影响，《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)对桩之间最小中心距做了规定，对于预制桩最小中心距不小于3.5倍桩直径，对于灌注桩最小中心距不应小于4倍灌注桩直径。
对于竖直地埋管换热器与基础桩之间最小中心距应按下式计算确定：
S≥4d+K1L
式中：S-地平面上桩与竖直地埋管换热器的最小中心距(m);
d-桩的直径(m);
L-桩的长度(m);
K1-桩身的最大允许垂直度偏差，《建筑桩基技术规范》中规定应≤1%。计算时取1%。
对于本工程d=0.6m,L=25m,计算得出S≥2.65m。
2.2管道的强度计算及管材选择：本工程竖直地埋管换热器及水平连管全部使用聚乙烯管道(PE管)。目前国内PE管按原料强度级别不同分为两个级别，即PE80级和PE100级(高强度)。而同一公称外径的管道又根据原料级别和壁厚不同适用于几个压力级别。井内应选择PE100聚乙烯管道(PE管)，水平连接管可采用PE80聚乙烯管道(PE管)。
2.2埋管换热器的孔位间距：地埋管换热器孔位间距不应小于4m，否则会影响埋管换热器换热效果。
2.3埋管换热器测试井问题：该工程地埋管换热器采用双U型管，埋深120m，设计夏季进出水温度35℃/30℃，冬季进出水温度3.5℃/6.5℃。由于各地的地质情况不同，非常复杂，应采用模拟实际运行工况实测地埋管换热器的取热量和散热量。先行施工了2孔测试用埋管换热器(测试后还可作为正常运行换热器使用地源热泵换热)，经过十天的连续运行，使温度基本稳定在设计值，测试取热散热量。依据实测换热器的取热量和散热量调整地源热泵机组的选型。
2.4地连墙与外墙对地埋管换热器水平管的影响
由于地下连续墙与地下二层建筑外墙间距仅为50mm，地埋管换热器水平连管直接穿地下二层楼板孔洞不易封堵，容易渗漏，应在地下二层砌筑建筑井，地埋管换热器水平连管水平穿越建筑井并安装防水套管如下图所示，建筑井可与地下二层排水井及雨水井合并。
2.5排水集水坑及基坑施工时降水井与观测井对地埋管换热器施工影响
由于地埋管换热器水平干管不能穿越地下二层排水集水坑，换热孔不能与二层排水集水坑规划在同一位置，因此在地源热泵换热井施工前，建筑设计需要规划出地下二层排水集水坑位置。基坑施工时降水井与观测井不能与地源热泵换热井重叠。
2.6地埋管换热器施工：
地埋管换热器施工降水、泥浆外运、地埋管换热器安装、地埋管换热井回填，水平管安装回填等工作应在土建基坑开挖后进行，现场应与土建积极配合，并做好成品保护。
3.结论
本工程案例证明，在建筑物桩间埋设竖直地埋管换热器是完全可行的，桩间竖直地埋管换热器的布置应考虑相互间安全使用间距，并在施工前对影响地埋管换热器进行统一规划。
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