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临汾同盛实验中学地源热泵中央空调系统建设纪实

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发表于 2018-9-2 12:22:11 |显示全部楼层
  尧庙之南,大运西侧,有一座美丽的校园——临汾同盛实验中学。这座占地420亩的学校以其一流的设施设备、雄厚的师资力量、卓越的教学成绩声名远播,成为临汾教育战线的一张王牌。这张王牌可谓无人不知、无人不晓。但这个学校的另一张王牌知道的人却很少,那就是全省规模最大的地源热泵中央空调系统。
  五台硕大的地源热泵机组一字排开,周围管道纵横交错,附近与墙壁平行的粗大管子上分别标有空调供水、空调回水等字样,在热泵机组的侧面位置,是一组大型水泵,这些管道、机组、水泵既纵横交错,又排列有序,构成了一套完整的巨型中央空调核心,这就是正在运行中的临汾同盛实验中学6号地源热泵机房系统。
  3月10日,记者在临汾同盛实验中学了解到,类似这样的机房,这个学校共有7个,这7个机房所供给的中央空调系统覆盖了所有的教室、办公场所和活动场馆等需要取暖和制冷的建筑面积达23万多平方米,成为全省目前规模最大的地源热中央空调系统。
  该校负责基建的总工程师王海潮说:“如果采用传统方式取暖和制冷,相当于一台40吨的锅炉产生的热效能和7500台一匹家用的氟机制冷量,采用地源热泵中央空调系统后,学校每年可节省标准煤2597吨,减少二氧化碳排放6804吨,减少二氧化硫排放22吨,减少氮氧化物排放20吨。”
  尽管对地源热泵中央空调系统记者早有耳闻,但还是被这个学校的规模之大和效果之好惊到了。
  临汾同盛实验中学始建于2010年,当初选择地源热泵中央空调系统是他们的理性选择,但也纯属无奈。
  学校位于尧庙景区以南约两公里处,远离城市供热主管网,接大暖无望,自建锅炉房安装锅炉供暖污染严重,不符合环保要求,全部安装普通空调能耗又太高,怎么办?
  经过多方考察论证,他们决定选择以节能降耗著称,在国内大城市刚刚兴起的地源热泵中央空调系统。
  何为地源热泵中央空调系统?临汾同盛实验中学负责该项目的总工程师王海潮说:“地源热泵中央空调系统,是利用地下土壤所储藏的能量作为冷热源,通过热泵机组进行能量转换的制冷、供暖的空调系统。”
  他形象地解释道,地下大约100米左右的土壤温度,一年四季通常都保持在15℃左右,我们通过在空地上钻孔埋入地埋管,利用水泵让循环水在封闭的地下埋管中流动,实现系统与土壤之间的热量交换。冬季,把地源热泵机组调至供暖模式,热泵机组通过压缩机和热交换器把从地下土壤中收集的热量加以利用,转换成45℃的热水,再通过室内换热装置风机盘管或暖气片释放热量;夏季,将地源热泵机组调至制冷模式时,热泵机组通过压缩机和热交换器把从地下土壤中收集冷量加以利用,转换成5℃-7℃的冷冻水,通过风机盘管对建筑物进行制冷。它完全不需要任何的人工热源,彻底取代了锅炉或其他传统的供暖方式和中央空调系统,是一种先进的高效、节能、无污染,既可供暖又可制冷的新型空调系统。
  王海潮说,此套系统由于比一般普通的中央空调多了一套室外地埋管工程,前期的一次性投资高于普通中央空调,但其后期的运行费用要比普通中央空调节省很多。另外,地源热泵系统的室外换热系统全部埋在地表以下,系统维护成本低。环保方面,地源热泵中央空调系统无论在供暖还是制冷时,无燃烧、无排烟、无废气、无废水,无需远距离输送消耗能量,是真正意义上的零排放、零污染、可循环利用的清洁能源。
  理论上看起来,这个系统简直完美无缺,但当年在实施过程中,他们却走了一段弯路。
  由于缺乏实践经验,对市场了解不全面,加之,当时国内技术也还不够成熟,地埋管材料质量不过关,同盛实验中学启动后的地源热泵中央空调系统效果并不理想,不是温度不达标,就是因为小毛病、小故障机组消极怠工,特别是地埋管承压值小,经常爆裂,虽经多次修缮,依然没有大的改观。
  一时间,同盛实验中学的地源热泵中央空调系统形同鸡肋,食之无味,弃之可惜。
  随着学校第二期、第三期工程陆续摆上议事日程,彻底根治空调系统存在的问题是摆在他们面前的一道严峻课题。
  问题究竟出在哪里?他们聘请专家把脉问诊、参观取经,经过数据对比分析研究,他们认为选择地源热泵空调系统方向没错,问题出在施工队伍的技术水平、设备的选备和地埋管材料的选用等方面,为解决这些问题,他们组织专业技术人员远赴起步较早的山东、河北、北京等地考察遴选施工队伍、设备机组和地埋管材料等,最终选定了山东卡富特宝新能源有限公司进行设计施工。
  著名主持人董卿在央视《朗读者》节目中有这样一句名言,当你下决心去做一件事的时候,全世界的力量都会联合起来帮助你。对同盛实验中学来说,这句话很恰当。
  山东卡富特宝新能源有限公司派来经验丰富的专业工程师,并组建了精明强干的施工队伍,在校方总工的带领下制订了严格的施工组织方案和施工相配套的施工工艺标准、规章制度等,并进行全员培训持证上岗。
  更值得一提的是,2014年12月,我市成功获批国家第三批节能减排财政政策综合示范城市,同盛实验中学的地源热泵中央空调项目恰属财政支持项目,又为他们增加了助推剂。
  自2014年开始实施至2017年年底结束,该项目总投资1.01亿元,包含7个土壤源热泵机房,17台土壤源热泵机组,4460个地埋孔,总装机制冷量约18MW,实现了23万平方米建筑面积空调全面覆盖,学校每年可节省标准煤2597吨,减少二氧化碳排放6804吨,减少二氧化硫排放22吨,减少氮氧化物排放20吨,取得了良好的社会效益和经济效益。
  4460个地埋孔是个什么概念?王海潮说,学校除了操场以外,所有的空地和道路下面,每4米间隔呈梅花状分布就有一个一百三十米深的井孔,也就是地埋孔,在运行期间,地面上看似平静,地下却暗流涌动。机房位置的设定也很讲究,要选定在距离几个受供空间相对较近、辐射半径均匀的地方,所以前期勘察不容忽视,每一个环节都很重要。
  在地源热泵施工的日日夜夜里,全体工程技术人员和施工队伍昼夜兼程,勠力奋战,冬天,井水浸湿了裤子和鞋子结成了冰块,他们不叫苦;夏天,骄阳炙烤的脊背脱了皮,他们不喊累。工程师王海潮从方案的制订、井孔的勘察、钻孔、下管、挖沟、材料的选用等,严把每道关口,把所有事项都做了预案,确保工程按进度、按工期,高质量全面完成。
  他们的辛苦没有白费,新启动的地源热泵中央空调系统运行平稳,人们在充分享受到舒适清爽的同时,对它的好处有更深层次的认识。
  该校校长贾晨昱说,我们的空调系统由温控器或遥控器控制,对室内温度可随时调节,可定时开启,也可预约开关,非常方便。空调系统送风均匀、噪音小、舒适性好。热泵机组机房大多选择在建筑地下室,节省了空间、降低了噪音,且运行安全稳定、可靠性高。对地下水源没有丝毫破坏,而且零排放,运行费用还很低,可谓一举多得。
  该项目技术人员张超这样算了一笔账:地源热泵的COP(性能系数)平均可达到3.3(其3.3的含义相当于消耗1kW的电力可以产生3.3kW的热量)。相比之下,传统空气源热泵的综合COP为2.2左右,电热器供热的COP近似为1,燃油的热效COP为0.9,燃煤的热效COP为0.6 。也就是说,地源热泵要比一般的空气源热泵节能30%,比锅炉采暖节能40%,比电采暖节能60%。地源热泵系统基本是全自动运行,管道全部埋在地下,故障率低,维修费用少,地埋管使用寿命长达50年,热泵机组寿命可达20年,使其性价比进一步提高。
  王海潮表示:“一套地源热泵系统既可供暖、亦可供冷,但考虑到地埋孔分布较多需要足够大的空间,因此较适用于场地、绿地空间较大的学校、医院、公交站等。”
  如今的同盛实验中学地源热泵中央空调系统运行平稳,不仅营造了舒适的温度、清净的环境、提升了学校的品质,也为我市蓝天碧水工程做出了卓越的贡献,成为我市的节能减排示范项目。
  在同盛实验中学采访期间,记者听到最多的一句话就是:追求卓越,向国际前沿看齐。这里所说的国际前沿不仅仅指地源热泵中央空调系统,学校的方方面面都堪称前沿。
  艺体馆、图书馆、科学馆、艺术中心,无不恢宏大气、独树一帜。教学楼、公寓楼、多媒体教室、理化生实验室、音体美教室无不设施精良、功能齐全。 两个400米的大型国标塑胶操场和可容纳10000余学生和教职员工同时用餐的学生食堂,充分展示出管理者的大气魄、大手笔。
  硬件设施堪称一流,软件方面也毫不逊色。该校择优聘教师、精心育教师、高薪留教师,师资队伍更稳定、更壮大,热情更高涨。对学生,他们因材施教,注重养成,启智圆梦,校园上下活力迸发。在第16届全国创新英语大赛中,该校2人获得国家级一等奖、3人获得二等奖、19人获得华北赛区奖项;办学7年来,该校共培育出6名全市中考状元。在不久前刚刚结束的临汾市高三“二模”统考中,临汾同盛实验中学再创佳绩,文科贺泽霖同学勇夺全市第一,理科刘子超同学获得全市第二。文科全市前10名,该校占到6人;理科全校前10名,该校占到5人。同盛实验中学已然成为临汾教育园地涌现的一颗新星、教育界的一块招牌。
  短短几年时间,同盛实验中学已经发展为一所全日制完全中学,拥有初中一部、初中二部、高中实验部、高中圆梦一部、高中圆梦二部和宣传部、艺体部、科学部、后勤部,现有在校生7000余人、160个教学班、专任教师600余人、员工400余人,是目前我市规模最大的全封闭、寄宿制民办中学。
  在该校采访时,恰逢该校举行校园开放日活动,门口的车辆排成长龙,见首不见尾,来自各县市的家长集聚校园,踊跃为孩子报名,也有前来取经学习的外地办学机构,对该校的硬件设施和办学模式无不啧啧赞叹。
  走进临汾同盛实验中学,既能感受到浓浓的教学氛围,也随时可捕捉到轻松愉悦的场景,更可体会到该校深厚的校园文化。校歌、校训、校徽、校服,歌潮、社火、运动会、文艺晚会等形成了独具特色的校园文化。戏曲、剪纸、陶艺、建筑模型、舞蹈、小提琴、足球,展示出该校素质教育的独特魅力。
  同盛实验中学的校训是:求真、向善、自强、圆梦。同盛是一个圆梦的地方。在这里,教师有了更大、更多彩的平台,学生有了求真向善、励志奋进的学习园地。
  临汾强校、三晋名校、百年同盛是同盛人共同的梦!从学生到家长,从教师到学校,他们凝心聚力,为着“圆梦”的共同目标,不断探索,不断超越!他们始终坚信:一群人,一件事,一起做,一定成!
  愿同盛实验中学早日梦想成真,愿他们的圆梦行动,像地源热一样,源源不断,动力永恒!
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