典型施工是泛指制作或者生产样板段或者样板间而进行的典型性施工过程,或者是指生产典型产品(比如:扭王字块等预制构件)的过程。在公路工程专业一般称为试验段施工,而在桥梁和预制构件等工程中一般称为首件施工,但都属于典型施工过程,每一个作业段、一榀梁的吊装或者预制构件等属于典型施工。
作为地标性的建筑物由于其独一无二的特点,也称作典型工程。
一、郑州市儿童医院地温中央空调系统
1.工程概况
郑州市儿童医院位于市区岗杜街。该项目于2000年11月投入运行,至今已顺利运行9年时间,应用建筑面积为1.8×104m2。该工程采用地下水源热泵系统,主机品牌:开封国立。
2.地质条件
工程位于郑州市区,地貌上属黄河冲积平原与冲洪积平原的交接部位,含水层岩性为细砂、粉砂等,厚159m,水位埋深9m。
该工程设计抽、灌井数6眼,其中抽水井2眼,井深98m,回灌井4眼,井深70m。单井出水量100m3/h,单井回灌量50m3/h。抽、灌井运行模式为两抽、四灌,实际运行时一般一眼抽水井即可满足水量要求。井的分布位置分布见图4-14,其中,3#和6#为抽水井,1#、2#、4#和5#为回灌井,井径均为0.4m。
系统运行情况为:夏季运行时间一般自5月25日至9月25日,全天运行,室外环境温度33~35℃时,室内温度可达到21℃;冬季运行时间一般从11月10日到次年的2月10日,全天运行,室外环境温度-5℃时,室内温度可达到20℃。运行效果较好。平均运行费用每天不足0.1元/m2,每年可节约大量电费。
二、洛阳电业局健康西路住宅小区地温中央空调系统
1.工程概况
该工程位于健康西路路南新建永兴苑小区,2004年建成投入使用,为5栋17层住宅楼组成,共有住户516户;路北既有建筑为4栋多层住宅楼,住户380户,总建筑面积约10×104m2。永兴苑小区地温中央空调已使用6年,成为洛阳市的模范小区。该工程采用地下水源热泵系统。
2.地质条件
该工程位于洛阳盆地洛河二级阶地上,地下水类型为第四系松散岩类孔隙水。含水层为卵砾石、中粗砂,渗透系数(k)为64m/d,厚度41m,地下水位埋深24m,地下水径流方向由西北向东南,单位涌水量80~130m3/h·m,单位回灌量54m3/h·m。
洛阳市多年平均气温14.9℃,浅层地下水温度一般为16~18℃,小区一带实测温度18℃。地下水位受气象和洛河水位影响,年变幅2~4m。
地下水水质类型为HCO3·SO4-Ca·Mg型,矿化度为680.26mg/L,pH 值为7.5,总硬度为471.5mg/L,锅垢总量为462.7mg/L,属锅垢较多的水。Fe3+为0.08mg/L,Fe2+为0.04mg/L,可溶性SiO2为18.0mg/L,耗氧量为0.72mg/L。
3.系统设计
(1)设计气象参数
冬季采暖室外计算温度:Tw为-5℃;夏季制冷室外计算温度:Tw为35.9℃。
(2)房间设计条件
客厅:夏季25℃,冬季18℃;餐厅:夏季25℃,冬季18℃;卧室:夏季26℃,冬季25℃;卫生间:夏季26℃,冬季25℃。
(3)最大冷、热负荷
本工程设计每户同时最大冷负荷8141W/7000kcd·h,每户同时最大热负荷6000W/5160kcd·h,夏季供应7~12℃冷水,冬季供应55~45℃热水。
工程设计最大同时冷负荷6460k W,供暖最大热负荷4596k W,热泵机组向卫生热水箱供应最高温度48℃的卫生热水,设计流量为40t/h。
(4)水源热泵机组
工程采用意大利克莱门特PE/SRH3602/B型水源热泵机组4台,每台制冷量(QL)为1648kW,总制冷量为6592kW,每台制热量(QR)为1670kW,3台热泵机组即可满足要求,一台热泵机组用来制备卫生热水。
(5)工程设计井
该工程设计水井8眼,布置成A、B两排(组),编号为A1至A4和B1至B4。两井组排间距为95m,井间距48.5~73.6m。其中4眼为抽水井,4眼为回灌井,A井组和B井组抽、注水可以互换。一般在换季时进行。
(6)深井泵变流量控制
1~4号深井泵为变频调速泵,水泵的变速由回灌水温度控制,夏季回灌水温度控制在(29±1)℃,低于下限时降低水泵转速,高于上限时增加水泵转速。冬季回灌水温度控制在(8±1)℃,低于下限时增加水泵转速,高于上限时降低水泵转速。最高频率50Hz,最低频率40Hz(可调)。当频率达到下限流量仍偏大时,关闭一台泵。当频率达到上限仍偏小时,启动一台水泵。从而达到节水、节电的目的。
(7)水处理
1)旋流除砂:井水进入热泵机组前,先通过旋流除砂器,除去砂粒,使含砂量小于1:20×104,设计4台旋流除砂器,型号为BC-160,单台流量为150~170m3/h。
2)电子水处理仪除垢:选用MHW-I-G16-1.6型智能除垢型电子水处理仪,水处理能力为1040m3/h。起作用原理为,利用主机产生高频电信号,由电极直接作用于水,在高频震荡电路产生的交变电磁场的作用下,氢键被破坏,大分子团断裂成单个水分子;水分子在高频电磁场下,偶极距拉长,极性增强,形成偶极子:偶极子的负极与水中的Ca2+、Mg2+等阳离子亲和,偶极子的正极与水中的 等阴离子亲和,使水中阴阳离子间的运动速度降低,碰撞结垢的概率减小,达到防垢的目的;在高频交变电磁场作用下,偶极子不断撞击垢层,破坏CaCO3分子间作用力,使原有垢层逐渐松软、脱落、变成CaCO3微小颗粒悬浮在水中,随着系统排污而除掉;同时随着偶极子与水中盐的正负离子亲和能力增强,使水垢形成的动态平衡向溶解方向移动,其结果是越来越多的水垢溶解,达到除垢的目的。
4.系统运行情况
2004年以来,系统运行状况良好,由于北区老住宅末端没有改造,至今仍不能使用,仅南区水兴苑小区5栋高层使用。夏季运行时间为6月15日至9月15日,冬季运行时间为11月15 日至次年3月15日,高峰期启动2台水泵就可以满足用户使用要求。运行多年来室内温度达到设计舒适要求,抽水井和回灌井系统运行正常,可保证全额回灌。且运行费用低,每天为0.07元/m2,每年可节约电费百万元人民币,远近参观考察者每年百余次。
三、河南省地矿局第一地质工程院办公楼地下水源热泵空调系统
1.工程概况
河南省地矿局第一地质工程院办公楼位于驻马店市乐山路90号,总建筑面积3200m2,为南北两栋3层建筑,老式墙体绝热效果差,非节能建筑。北楼为单面拐角楼,南楼为双面楼。该工程采用地下水源热泵系统,空调设计为冬季采暖、夏季制冷。
2.浅层地热能条件
浅层地热能赋存于第四系中、下更新统黏土、粉质黏土、薄层砂和地下水中。地下水赋存于黏性土裂隙和砂层孔隙中,富水性一般较弱,200m深度内温度19.1℃,单井涌水量一般500m3/d左右,含水层回灌能力一般较弱,单井回灌量一般小于500m3/d。
该项目共施工水井3眼,单井深度130m,钻孔孔径(9)650mm,井管为(φ)300mm钢筋水泥焊接管,其中含水层段为相应规格的滤水管,单井出水能力32m3/h。采用一抽两回方式,通过抽回灌试验,抽水量27m 3/h,完全回灌后水位上升13.2m,相应的水位埋深10.9m。
3.地下水源热泵系统
1)冷、热负荷
冷负荷指标130W/m2,热负荷指标90W/m2;计算夏季冷负荷247kW,冬季热负荷171kW。
2)空调主要设备表(表8-1)
3)工程造价
地源热泵中央空调系统总造价为736000元人民币,低于传统中央空调造价。
4.运行效果
(1)夏季制冷:2009年6月26日至9月7日,运行73天,房间温度一般25~27℃,制冷温度及各项指标达到国家标准。期间最低温度21.7℃,远低于国家标准。
表8-1 空调主要设备表
(2)冬季采暖:2009年11月5日至2010年3月15日,运行122天,房间温度一般18~20℃,供暖温度及各项指标达到国家标准。期间最高温度为27℃,远高于国家标准。
(3)在运行使用过程中,水系统1抽2灌满足使用要求,空调系统全自动控制,实现了低噪音、节能、环保、舒适、安全的效果。
5.经济效益分析
夏季制冷运行73天,共用电15912度;冬季采暖运行122天,共用电61944度。合计总用电量77856度。电费单价为0.78元/度,计算运行总费用为60727.68元人民币,综合折算运行单价为每天0.0973元/m2。在改造之前,原办公楼制冷、供暖(锅炉+电空调)年运行费用为320000元人民币。使用地温空调后,年节约运行费用25.93万元人民币,3年即可收回安装成本。
四、部分其他地温中央空调系统
目前研究区已有各类地温空调用户千余家,发展迅速,应用效果较好(表8-2)。
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