北京某医院复合源热泵空调系统设计应用实例
工程概况(一级)
本项目为北京某医院急诊病房综合楼，主要用途为今后的医疗和病房楼。综合楼地上19层，建筑面积33023平米，建筑高度70米，地下3层，建筑面积26733平米，总建筑面积为59756平米。综合楼采用钢框架结构，基础形式为现场浇钢筋混凝土筏板基础，基础埋深约为13.5米。本工程总冷热负荷为：夏季制冷量4632KW，冬季制热量3520KW。生活热水需求量为290吨/天。
设计依据(一级)
《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)
《建筑给水排水与采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002)
《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002)
《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)
《供水管井技术规范》(GB50296-99)
《给排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-97)
《制冷设备、空气分离设备、安装工程施工及验收规范》(GB50274-98)
《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》(GB50275-98)
国家有关的规范、规定、规程及通用图集等
甲方及本单位各专业提供的资料
地埋换热器设计说明(一级)
本土壤源换热系统采用竖孔埋管形式，钻孔数量按320口计算，集中布置在地下车库的底板下，换热孔孔径均为Ф200mm，埋管有效深度为160米，换热管规格为dn32(PE100、抗压2.0MPa)的双U型高强度PE聚乙烯管。将整个土壤换热器分为40个小系统，每8个垂直换热孔设置为一个换热循环单元，供、回水分别集中到单独的分、集水器上;分集水器汇入总管接入机房，水平联络管采用D90PE管。
空调冷热源(一级)
系统采取复合形式的供暖空调系统(二级)
即：夏季，采用土壤源热泵+传统冷水机组;冬季，采用土壤源热泵系统+市政采暖;在过渡季，由于要满足医院采暖要提前和延迟各半个月的要求，此时没有市政采暖，加之土壤源热泵不能承担100%的供暖负荷，因此，需要以增加一台燃气锅炉进行补热的方式，来满足医院新建急诊病房综合楼的使用要求。
土壤源热泵系统(二级)
选用两台满液式热泵主机GSHP1660BM，单台制冷量为1660KW，制热量为1594KW;传统冷水机组：选用一台冷水机组LSBLG1240BM,单台制冷量为1240KW。冷水的供回水温度为7℃/12℃，热水的供回水温度为45℃/40℃。
机房系统(一级)
设备安装(二级)
所有设备到货后，先校核设备有关数据，经确认无误后再安装设备制造厂的安装要求进行安装，同时遵守《通风与空调工程施工及验收规范》(GB50243-2002)和《机械设备安装施工及验收通用规范》(GB50231-98)以及其他有关规范。
管道(二级)
①管材：水管管径小于等于DN32的管道均采用镀锌钢管;管径大于DN100采用焊接钢管。
②管道连接：管径小于等于DN32的管道均采用螺纹连接;管径大于DN32的管道采用焊接连接。
③安装管道之前必须仔细检查管子质量，必须认真清除管子内积存的污物。
④配用管件在安装之前须作外观检查，凡有裂缝，沙眼及明显缺陷的管件不准使用，所有阀门在安装前除先作上述检查外，还作组装性能检查，视其动作是否灵活和正确，关断用阀门必须作严密性试验，不合格的阀门严禁安装到管道系统上。
⑤管道穿墙或穿楼板处必须加套管，套管内径应比管道保温层外径大20-30mm，套管处不得有管子接头焊缝，在管道保温工程竣工后，用保温棉塞紧孔隙，墙体上的套管两端应与墙壁面抹灰层外平，套管可用厚度为2.0mm铁皮或内径合适的钢管制作。
⑥水压试验(文中所述压力均指表压)：管道系统水压试验压力0.8MPa,压力试验以10分钟内压力值下降不超过0.02MPa为合格,然后将压力降至工作压力进行严密性试验,用0.5Kg的小锤敲击焊缝应无异样，无渗水现象。
⑦系统试压合格后应进行清洗，为防止安装垃圾进入制冷主机，及其他设备，须设临时冲流旁通管，冲洗时水流速不宜小于0.8m/s,直到放出水洁净为止,在整个系统全部冲洗合格后卸下所有过滤器内的滤网，用清水洗净后重新装入过滤器。
⑧水管的支吊架之固定，可视现场情况采用膨胀螺栓固定;具体做法参照91SB系列标准图集，支吊架间距满足《通风与空调工程施工及验收规范》要求。
⑨过渡季节停机时应保证系统充满水以防管道锈蚀。
阀门(二级)
①阀门：水管管径小于等于DN32的管道均采用采用螺纹球阀;管径大于DN32采用蝶阀;地源热泵机组冷冻水、冷却水进出口设计蝶阀;水泵钱蝶阀、过滤器，水泵后止回阀、蝶阀;集、分水器之间压差旁通 阀;集、分水器进、回水管蝶阀;一般采用蝶阀时，口径小于150mm时采用手柄式蝶阀;口径大于150mm时此采用涡轮传动蝶阀。
②阀门连接：管径小于等于DN32的阀门均采用螺纹连接;管径大于DN32的阀门均采用法兰连接。
保温(一级)
空调冷水管及设备均需做保温。保温类型及厚度如下
土壤换热器联络总管穿底板的防水问题 (一级)
本项目换热孔D32管道经D90九通水平联络管汇集，穿结构底板进入检查井内的分集水器，各个分集水器通过管道汇集，最终进入到机房内与热泵机组相连。 底板防水在建筑工程中历来是个关键环节，通常采用柔性和刚性两道防水层做法。目前图集和规范中均有穿外墙防水套管做法，但是还没有穿底板套管做法，此种做法在国内尚属首例，因此穿底板防水问题成为本项目的难点。
为了解决此问题我们专门成立了攻关小组，通过深入研究目前防水工艺、规范，通过请教设计院、防水协会专家、防水厂家，结合地热井井喷施工中的相关经验制作多个方案，通过多个实物模型承压能力对比分析等多种途径终于制定了一套切实可行的方案。方案经专家、设计、监理、业主、施工单位等参加的专题论证会讨论，得到一致认可。
此做法对柔性防水套管作了改进，采用上下两道压环，确保地下水不会通过管道和套管内壁渗入地下室。上下两侧压环压紧后可承担8kg压力，经过1个月的耐压试验没有渗漏。管外壁防水做法也经专家讨论制定了特殊的方案。
施工中对基底的扰动问题(一级)
由于地埋管位于底板下，钻孔施工中的泥浆坑开挖、设备碾压、联络管管沟开挖等等均会破坏原状土从而对基底产生扰动。一旦产生扰动不但增加处理费用，同时也将影响工期。为此我们在设计过程中对扰动进行了分析，分为必然产生的扰动和通过采取措施可以减轻和消除的扰动，对不同的扰动采取不同的处理措施。
