A. 地源熱泵的選擇方法,
地源熱泵的選擇方法:
第一,看管材。
地暖是埋在地下的,維護很困難,這就對其管材有嚴格要求,選擇性能優異的管材是首要條件。
第二,挑選具有豐富經驗的施工單位。
施工的質量很大程度上決定了地暖的保暖效果,經驗豐富的施工單位可以因地制宜的選擇合理的施工方案,合理的分布熱能。
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第三,保溫材料要挑選性能優異的。
保溫效果好的材料才能節省能源,充分發揮地暖的熱效應。
B. 地源熱泵日常維護上需要注意什麼
地源熱泵的保養與維護 地源熱泵則是利用水源熱泵的一種形式,它是利用水與地能(地下水、土壤或地表水) 進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源,冬季把地能中的熱量「取」出來,供給室內採暖, 此時地能為「熱源」 ;夏季把室內熱量取出來,釋放到地下水、土壤或地表水中,此時地能 為「冷源」 。但是怎麼樣對地源熱泵機組進行日常維護工作呢?
本文就 PHNIX 地源熱泵在 使用工程中提供一些保養方法。
1.壓縮機的保養
1)壓縮機的外觀檢查 檢查方法:目測 檢查標准:檢查壓縮機進出口閥門的連接可靠性,是否有泄露情況;試驗時應該注 意壓縮機運行的聲音來判斷是否有異常
2)電壓及電流測量 測量工具:鉗形電流表用鉗形電流表工作電壓,運行電流。測量運行電流時電纜應 該位於測量環路的中心。 測量標准:運行電壓范圍為 380V(±10%),運行電流不應該大於電機銘牌的額定輸 入電流。
3)絕緣電阻的測量 測量工具:兆歐表 測量方法: 在機組切斷電源的情況下, 用兆歐表檢測壓縮機的三相對地阻值是否符 合標准。如果機組長時間未啟用,則應該先將機組的曲軸箱電加熱啟 動,加熱機組的油腔,使機組機油內的氟利昂蒸發,提高測量電阻的准確度測量注 意:嚴禁在真空狀態下測量絕緣度,防止絕緣層被擊穿引起事故 測量標准: 壓縮機電機的絕緣標准為不低於 500 兆歐, 實際測量值應大於 100 兆歐 為合格,熱態和冷態下絕緣值大於 8 兆歐才允許運行。
4)油品的測定方法: 可從機組內提取少許冷凍油裝入容器, 取一滴裝入酸試劑瓶觀察酸度, 與比色卡進 行對照。符合比色卡對照顏色的不需要更換冷凍油可從機組內提取少許冷凍油裝入容器, 盡 量減少在空氣中的暴露時間,然後用 PH 試紙判別油的酸度。符合油酸度要求的不需要更換 冷凍油用吸水紙檢查油中的雜質,如有碳析出或其它雜質,應更換冷凍油。
2.冷凝器的保養
保養工具:管路清洗機或者化學清洗劑 保養方法: 水冷機組的冷凝器使用殼管式水冷冷凝器, 冷凝器的清潔保養工作非常 重要,應保持冷卻水質良好,冷卻水應該定期進行化學處理,保證傳熱管內不結垢,保養可 以分機械清洗保養和化學清洗保養(可參考化學清洗規程) 。
機械清洗方法:
1)關閉冷卻水進出口閥門
2)拆開冷凝器前後端蓋
3)清理冷凝器端蓋、水室腔內結垢和銹蝕
4)用管路清洗機清洗傳熱管路
5)清洗完後用清水沖洗,直到達到標准,然後蓋好端蓋 保養標准:保養後水室、傳熱管目測整體干凈,管壁無明顯結垢
注意事項:
1)採用什麼方式清潔,要根據冷凝器換熱管形式來確定,防止內肋管損壞。
2)化學清洗一定要均勻
3)清洗劑的濃度和清潔時間要按照廠方說明書進行
4)用清水沖洗時一定要干凈,徹底,不要有殘留。
3.蒸發器的保養
1)檢查冷凍水水質和蒸發器的結垢情況,做好排污換水工作
2)檢測水側與冷媒之間的溫差
3)保養時應當打開蒸發器底部的排污閥門將雜質污泥排出,必要時拆下排污球閥, 以增大排污口
4)特別應該注意的是冬季不使用期間要防止水凍結造成蒸發器的破壞
5)防止感溫包掉落出來導致感應的溫度是空氣溫度而不是蒸發器的溫度, 導致頻繁 出現低溫報警
6)保養時排污工作可以參照以下步驟: (1)運行水泵 10 分鍾 (2)在排污口檢查水質 (3)根據水質顏色,懸浮物,鐵銹等情況,建議用戶人工機械清洗或者使用化學清 洗 (4)清洗後,將排污閥門開至最大,排出污水 (5)排凈後再重新灌注清水, 運行 30 分鍾再查看一次水質, 如有必要則再作業一次。
4.機組管路及管件的保養
4.1.膨脹閥的檢查 檢測工具:表面接觸式溫度計 檢查方法:檢查膨脹閥連接處有無油跡,根據機組過熱度、壓縮機回氣端結露程度確定 機組運行時膨脹閥開啟度是否合適, 檢查感溫包的捆綁位置是否松動, 感溫包的毛細管有無 磨損。對平衡管連接螺母、閥體螺栓做好防銹保護。
4.2 視液鏡的檢查和乾燥過濾器的更換 檢查工具:表面接觸式溫度計 檢查方法: 目測檢查視液鏡內試紙顯示情況判斷系統冷媒的干濕度, 確認是否需要更換 乾燥濾芯,用表面接觸式溫度計測量過濾器前後溫差,低於 0.5℃表明過濾器干凈。 乾燥過濾器更換方法: 1.先關閉高壓儲液器的出口角閥,開動機組並抽吸系統低壓側的冷媒(嚴禁抽至真空狀 態) ,然後鎖定機組 2.檢測乾燥過濾器側的壓力是否低於 2.0kg/c ㎡,若是則接冷媒管於該部位排放氣態冷 媒 3.對角松開乾燥過濾器端蓋的螺絲(松開前要注意溫差,防止溫差析水帶入系統 ) ,排 空冷媒後迅速將舊的濾芯換下,擦凈乾燥過濾器筒體內部,換新濾芯,筒體埠加少許冷凍油 加以密封。 4.抽真空後補充少許冷媒,打開前面關閉的閥門保養標准:視鏡指示在乾燥區,乾燥器 前後溫差小於 0.5℃
4.3 電器組件的保養 檢測工具:萬用表和鉗型電流表 保養方法: 1.檢查並緊固電氣線路上的接線端子,檢查各接觸器觸點的燒灼情況。 2.用帆布打磨觸點,去除氧化物,如果灼傷嚴重,建議更換。 3.檢查各電磁閥,如四通換向閥電磁閥,機組加、卸載電磁閥,噴液電磁閥,電加熱等 動作是否正常,或更換或修復保養標准:觸點干凈,無灼傷氧化物,同步接觸,無交流聲。
4.4 檢查各安全裝置 保養方法: 檢查和試驗各安全裝置 (熱保護器、 流量開關、 高壓開關、 等各種保護裝置) , 核對整定參數 保養標准:熱保護有良好的固定,接線完好,流量開關加油,開與關動作正常,高低壓 開關動作在 24.5±0.5Bar。 結論 本文主要圍繞機組四大組成部分進行闡述,對於水系統則需相關人員底氣進行檢查, 這 樣才能保證機組能夠高效正常運行。
C. 什麼是地源熱泵 地源熱泵原理 地源熱泵施工步驟
【1】原理:地源熱泵遵循逆卡諾原理,即從外部供給熱泵較小的耗功W,同時從低溫環境TL中吸收大量的低溫熱QL,熱泵就可以輸出溫度高得多的熱能QH,並送到高溫環境TH中去,從而達到不能直接利用的低溫熱回收利用起來。地源熱泵系統是個在設計和施工過程中需要不斷深化和完善的系統,具體詳細的技術細節及問題建議還是向祝融環境這樣的地源熱泵專業公司咨詢。
【2】熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱,經過電力做功,輸出可用的高品位熱能的設備,可以把消耗的高品位電能轉換為3倍甚至3倍以上的熱能,是一種高效供能技術。熱泵技術在空調領域的應用可分為空氣源熱泵、水源熱泵以及地源熱泵三類。由於熱泵是提取自然界中能量,效率高,沒有任何污染物排放,是當今最清潔、經濟的能源方式。在資源越來越匱乏的今天,作為人類利用低溫熱能的最先進方式,熱泵技術已經在全世界范圍內受到廣泛關注和重視。
D. 地埋管地源熱泵系統
1.地埋管地源熱泵系統原理、特點
地埋管地源熱泵系統獲取淺層地溫能方式是採用地埋管換熱系統,其工作原理是傳熱介質(主要是水或乙二醇)在密閉的豎直或水平地埋管中循環,利用傳熱介質與地下岩土層、地下水之間的溫差進行熱交換,達到利用淺層地溫能的目的,並進而通過熱泵技術實現對建築物的供暖和製冷,工作原理圖見3-11和圖3-12。
圖3-11夏季地埋管地源熱泵工作原理圖
圖3-12冬季地埋管地源熱泵工作原理圖
地埋管地源熱泵除具有地源熱泵的所有特點外,還具以下顯著的特點是:
(1)項目需根據的冷、熱負荷大小鑽鑿數量眾多的鑽孔,下入有一定強度、抗腐蝕和傳熱性能好的密閉循環管,然後將所有的循環管連接起來進入機房和主機。
(2)地源熱泵系統與地下岩土體、地下水之間通過傳導散(吸)熱,區別於地下水地源熱泵系統主要通過對流散(吸)熱,熱交換效率低於地下水地源熱泵系統。
(3)與傳統空調系統相比,地埋管地源熱泵系統的主要缺點是其地埋管換熱器初投資較高,並且一般情況下也高於地下水地源熱泵系統的初投資,這也是阻礙地源熱泵系統發展的主要原因之一。
(4)與地下水地源熱泵系統相比,地埋管換熱器佔地面積較地下地下水熱泵系統大。這也是阻礙地埋管地源熱泵系統在人口、建築密集區發展的另一重要原因。地埋管換熱器一般布置在綠地、道路、停車場、廣場、學校操場等下面,也有布置在建築物基礎下和建築物的樁基內。
(5)與地下水地源熱泵系統相比,地埋管地源熱泵系統因不從地下取水,從理論上講對地下空間環境影響較地下水地源熱泵系統小,辦理手續也較地下水地源熱泵系統簡單。
(6)具有綠色環保、高效節能、運行成本低、一機多用、技術成熟、應用范圍廣(原則上適用於任何地層和建築)、無需抽取地下水等特點,未來應用前景廣闊。
(7)從水文地質角度講,鬆散層孔隙地下水的富水性主要受含水層的粒徑影響,粒徑越大,孔隙度越大,地層富水性越好、滲透性越強。因此,地下水地源熱泵和地埋管地源熱泵項目對水文地質條件要求具有一定的互補性,也就是不適合地下水的地區,往往適合地埋管。以北京地區為例,地下水地源熱泵主要分布在永定河沖洪積扇中上部的海淀、豐台兩區,而地埋管地源熱泵主要分布在順義、昌平、朝陽、海澱山後地區,也就是溫榆河、永定河、潮白河沖洪積扇的中下部的廣大地區。
2.地源熱泵系統的組成和基本情況介紹
地埋管地源熱泵系統與地下水地源熱泵系統相似,由地埋管換熱系統、機房系統和末端系統三部分組成。從專業技術角度上講,末端系統的設計和施工屬於由暖通空調專業;機房系統主要由主機、電氣自控系統和水流控制系統組成,其核心是熱泵機組技術;地埋管換熱系統的設計和施工屬於地質和水文地質專業,必須由有地質勘察和鑿井施工資質的專業部門來完成。因此,地埋管地源熱泵系統的核心實際上是以單獨的暖通空調技術、熱泵機組技術和地質勘察技術為支撐的、多學科相互配合和有機組成的綜合新型、環保、節能技術。
根據地埋管路埋置方式的不同,地埋管換熱系統可分為水平地埋管換熱器和豎直埋管換熱器,見圖3-13和圖3-14。水平地埋管是在地面挖1.5~2.5m深的溝,每個溝中埋設2、4或6根換熱塑料管,因水平埋管佔地面積較豎直埋管大,效率較豎直埋管低,故我國已建的地埋管地源熱泵系統大多採用豎直埋管系統。
圖3-13水平地埋管換熱器
圖3-14豎直地埋管換熱器
豎直地埋管系統埋管深度一般在50~150m之間,以100m左右深度的鑽孔居多,鑽孔口徑一般在120~150mm之間,大多數鑽孔施工在第四系鬆散層中,少部分項目鑽孔施工在基岩中,如北京市昌平區山水宜家別墅、房山區天湖國際會議酒店項目等;鑽孔與地埋管之間採用回填料填實,回填方式主要有原漿回填、中砂回填、素土回填和水泥砂漿回填等;地埋管材質以HDPE管為主,直徑絕大多數φ32mm。
根據豎直地埋管埋入換熱孔內U形管的數量,系統又可分為單U和雙U埋管系統,見圖3-15和圖3-16;地埋管與周圍岩土體換熱方式為傳導散熱或吸熱,為避免換熱孔之間的相互干擾和節省佔地,地埋管孔設計間距一般4~6m;根據設計要求的不同,地埋管內的循環液(換熱介質)可以是水或防凍液。
圖3-15單U豎直埋管地源熱泵換熱系統
圖3-16雙U豎直埋管地源熱泵換熱系統
3.地源熱泵系統核心技術——單孔換熱能力分析
在推廣地埋管地源熱泵技術實踐過程中,由於各地區地質和水文地質條件的復雜性和多變性,尤其是地下水位埋深和地下水的滲透速度的差異,導致各地區岩(土)層的導熱性和地埋管單延米換熱能力差異巨大,在一個地區能成功應用的地下換熱系統,在另一地區往往並不適用,即使在同一地區,也因項目地點位於河道沖洪積扇的上、中、下游的不同,導致項目設計的單孔換熱能力不同。因此,與地下水地源熱泵系統相同,地質勘察技術仍是地埋管地源熱泵系統技術的核心,也是淺層地溫能開發利用工程能否成功應用於實踐的關鍵。
地埋管換熱器是地源熱泵技術的核心,它由眾多的地埋管孔及其連接它們的U型管、水平管組成。在一定的冷、熱負荷情況下,如果地埋管孔數量設計偏多,單孔換熱量未達到最佳的單孔換熱能力,就意味著項目初投資偏大,佔地面積也越大,地埋側末端循環泵也越大,運行的經濟性降低;如果地埋管孔數量設計偏少,單孔換熱量不能滿足負荷要求,就意味著循環液在冬季出水溫度會越來越低,出現「末寒」現象,夏季出水溫度會越來越高,出現「末熱」現象,降低主機運行的能效比,甚至導致主機停機保護,系統無法運行,其結果最終是影響系統的經濟性和系統的穩定性。
地埋管換熱器設計是否合理,決定著地源熱泵系統的經濟性和運行可靠性。因此,單孔換熱能力分析是地埋管換熱器設計的核心。增強地埋管換熱器傳熱的方法與傳統的換熱器基本相同,即應提高傳熱溫差,增加傳熱面積,減少傳熱熱阻。
傳熱溫差的改變要受到地層溫度、循環液溫度及熱泵主機的參數的限制。地層溫度在各地區是恆定的,無法改變。循環液溫度也就是蒸發器或冷凝器出口溫度,它受主機性能和參數控制,過高或過低的出口溫度會降低主機運行的能效比,影響系統的經濟性。
增加傳熱面積實際上就是增加地埋管換熱器長度,這也就是增加項目初期投資,增大佔地面積,過度的地埋管換熱器長度不但不會提高系統的經濟性反而會降低地埋管地源熱泵項目的經濟性。
因此,增強地埋管換熱器傳熱的方法主要是降低傳熱熱阻。循環液與地下岩土體、地下水之間的傳熱過程受以下兩種因素控制:一是地埋管換熱器;二是岩土體、地下水的傳熱性能。在工程實踐過程中,通常以鑽孔壁為界,把所涉及的空間區域劃分為鑽孔內的地埋管、回填料部分和鑽孔以外的岩土體部分。鑽孔以外部分的傳熱由兩部分組成,一是從鑽孔壁到末端未受到干擾的遠端介質的岩土層熱阻,該項熱阻主要取決於岩土體導熱系數;二是各地埋管之間溫度場的相互干擾而形成的附加溫變熱阻,這部分熱阻主要取決於地埋管的布置形式和間距,及其釋、放熱量的平衡程度。鑽孔內部的傳熱熱阻主要由管內熱阻和管外回填料的熱阻構成,這部分熱阻容易通過工程措施控制,可增加單孔換熱能力。
1)鑽孔外熱阻
岩土體的導熱系數和熱擴散率對地埋管換熱器設計非常重要,決定了地埋管換熱器長度、地埋管的布置形式和間距、佔地面積。岩土體導熱系數表示通過大地的熱傳導能力。熱擴散率是衡量大地傳遞和存儲熱量能力的尺度。岩土體的含濕量對岩土體的導熱系數和熱擴散率有很大影響,夏季工況運行時地埋管換熱器內循環液溫度高於岩土體溫度,導致地埋管周圍的岩土體水分擴散減少,岩土體變得乾燥,降低其導熱系數,形成熱不穩定現象。在設計換熱器長度時,在地下水缺乏或地下水埋藏較深的地區,尤其需要注意。
地埋管換熱器運行過程中,地埋管周圍的岩土體溫度場會發生變化,隨著地溫變化程度的增加和區域的擴大,相鄰地埋管之間換熱將受影響,把這種因地溫變化而引起的換熱阻力的增加與換熱量的減弱,稱為溫變熱阻。如果一年內,地埋管換熱器從岩土體中吸收或散發的熱量不平衡,會引起多餘熱量(冷量)的積累,引起地下恆溫的變化,導致溫度熱阻的增加。
地下水滲流對地埋管換熱能力有著非常重要的影響。由於地下水的熱容量大,吸收或散發熱量也大,在有地下水滲流情況下,熱量或冷量很容易被流動的地下水帶走,形成另一條熱流通道,大大降低傳熱熱阻。即使冷、熱負荷不平衡的區域,地下水流動也將減弱「溫變熱阻」的影響。
2)鑽孔內熱阻
鑽孔內熱阻主要由地埋管和回填料的傳熱性能所控制。地埋管應採用化學穩定性好,有一定強度(主要是考慮埋管較深時,循環液對埋管的壓力)、耐腐蝕、導熱系數大、流動阻力小的塑料管材和管件。在目前技術、經濟水平的情況下,大多已建工程採用聚乙烯管(PE管),這是綜合考慮上面各項要求的選擇結果。
在目前技術、經濟水平的情況下,選擇恰當的回填料是大多數地埋管地源熱泵項目能夠減少投資、提高系統運行經濟性的最適宜手段。回填料介於地埋管與孔壁之間,其目的是增強地埋管與周圍岩土體的換熱能力,同時防止地表水通過鑽孔向地下滲透,污染地下水和避免不同含水層地下水之間的交叉污染。回填材料的選擇以及正確的回填施工對保證地埋管換熱器性能有重要意義。採用導熱性能不良的回填材料將顯著增大鑽孔內的熱阻,在同樣情況下導致所需的鑽孔總長度增加,同時也意味著系統初投資以及運行費用增加。
根據《地源熱泵工程技術規范》(GB50366—2005),「灌漿回填材料宜採用膨潤土和細沙(或水泥)的混合漿或專用回填材料;當地埋管換熱器設在密實或堅硬的岩土體中時,宜採用水泥基料灌漿回填;回填材料及其配比應符合設計要求」。筆者建議:在地下水位面以下採用粗砂、礫石回填,在地下水位面以上採用水泥砂漿回填,其原因是:
(1)在地下水位面以下的鑽孔區域,採用粗砂、礫石(D2~4mm,要求磨圓度好)回填將能夠充分利用地下水熱容量大和流動性好的特點,將產生的熱量或冷量盡快帶走,形成對流散(吸)熱通道。由於存在地下水交叉污染的風險,在地下水有分層污染情況的地區,謹慎採用;
(2)在地下水位面以上的鑽孔區域,回填料必須回填密實、完整,完全隔絕空氣與地埋管之間接觸,徹底避免空氣混入回填料中,採用水泥砂漿回填將能夠做到上述要求,更重要的是水泥砂漿回填具有良好的導熱性、經濟性及足夠的耐久性等。
4.地源熱泵系統設計和施工技術要求
地源熱泵系統設計和施工應嚴格遵守《地源熱泵工程技術規范》(GB50366—2005)。根據多年地埋管地源熱泵項目施工及運行監測經驗,同時應注意以下幾點:
(1)在場地條件許可的情況下,地埋管換熱器的施工盡量靠近的控制機房,以最大幅度節省地埋側循環功率,提高系統的功效比。據調查,北京昌平區某地埋管地源熱泵項目夏季運行時循環泵耗電量(包括末端循環泵)佔到總耗電量40%~50%,明顯高於正常值,其原因是地埋管換熱器施工場地距機房較遠,循環泵功率過大所致。
(2)在條件許可的情況下,地埋管地源熱泵項目建成後最好首先運行製冷季,其目的是保證冬季運行效果,防止發生循環液(如果是水的話)冰凍的風險。
(3)地下水對地埋管孔的換熱能力有非常重要的影響,但一般情況下地下水滲流速度快的區域含水層顆粒較大,施工地埋管孔難度較大,增大了項目的施工成本,故應綜合考慮施工成本和換熱能力的關系。
(4)當建築物分散,且場地條件許可的情況下,宜採用分散式機房,有利於提高項目的經濟性。
(5)地埋管孔一般深度在100m左右,一旦地埋管地源熱泵系統建成並投入運行後,就需要永久佔用地下空間(2m以下區域),將對區域規劃(如地鐵線路)和管線布置產生影響;
(6)在進行回填料回填施工時,務忙用鐵鏟一鏟一鏟的回填,速度不宜過快,防止因過快回填導致的回填料不實的情況發生。嚴禁用小推車整車灌入式回填。
(7)項目運行階段,應密切關注和記錄主機的供回水溫度,主機和循環泵耗電量,為科學分析項目的運行情況打下基礎。
(8)由於地埋管孔的單孔換能力測試試驗時間有限(一般為10天左右),並且未能考慮到「溫變熱阻」的影響,因此其熱物性結果往往並不能完全反映一個供暖或一個製冷季的運行情況,建議設計時參考相同地區、相同水文地質條件已建項目的經驗值。
(9)地埋管孔的布置應綜合考慮「溫變熱阻」影響和項目經濟性。
(10)在進行地埋管地源熱泵項目設計時,必須保證各地埋管孔的水力平衡,確保每個循環管內流速基本一致。
(11)應精確計算地埋管內流速,流速過大不會增加換熱量,反而降低項目的經濟性;流速過小將降低單孔換熱能力。
地埋管地源熱泵項目由於施工地埋管鑽數量眾多,因此地埋管鑽施工成本往往是初投資大小的主要決定因素,建議在項目的論證階段務必施工勘探試驗孔,掌握項目的施工難度和施工成本大小,為項目的預算打下基礎。根據《地源熱泵工程技術規范》(GB50366-2005)要求,地源熱泵系統方案設計前,也應進行工程場地狀況調查,並應對淺層地熱能資源進行勘察。地埋管地源熱泵系統方案設計前,應對工程場區岩土體地質條件進行勘察,勘察內容包括:
(1)岩土層結構;
(2)岩土體熱物性;
(3)岩土體溫度;
(4)地下水靜水位埋深、水溫、水質及分布;
(5)地下水徑流方向、速度;
(6)凍土層厚度。
E. 地源熱泵使用前怎麼排氣
開機的情況下,打開4好放氣閥,等有穩定水量流出來就可以關掉了。
地源熱泵是陸地淺層能源通過輸入少量的高品位能源(如電能等)實現由低品位熱能向高品位熱能轉移的裝置。通常地源熱泵消耗1kwh的能量,用戶可以得到4kwh以上的熱量或冷量。
地源熱泵是以岩土體、地層土壤、地下水或地表水為低溫熱源,由水地源熱泵機組、地熱能交換系統、建築物內系統組成的供熱中央空調系統。根據地熱能交換系統形式的不同,地源熱泵系統分為地埋管地源熱泵系統、地下水地源熱泵系統和地表水地源熱泵系統。
"地源熱泵"的概念,最早在1912 年由瑞士的專家提出,而這項技術的提出始於英、美兩國。北歐國家主要偏重於冬季採暖,而美國則注重冬夏聯供。由於美國的氣候條件與中國很相似,因此研究美國的地源熱泵應用情況,對我國地源熱泵的發展有著借鑒意義。
地源熱泵技術屬可再生能源利用技術。由於地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源(通常小於400米深)作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統。地表淺層地熱資源可以稱之為地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽能量,比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制,真正是量大面廣、無處不在。這種儲存於地表淺層近乎無限的可再生能源,使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。
F. 地源熱泵打井 需要哪些步驟步驟
勘察地形——挖溝——架設鑽機——開始打井——垂直埋管——回填——水平埋管——熱熔連接——回填(土)——保壓——結束
南通天創冷暖設備工程有限公司(國際地源熱泵協會會員)
專業地源熱泵設計、安裝、調試
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G. 地緣熱泵的工作原理家用的什麼相同
地源熱泵的工作原理與家用電冰箱相同。
通過製冷在蒸發器、壓縮機、冷疑器和膨脹閥等部件中氣相變化的循環,將低溫物體的熱量傳遞到高溫物體中去。
通常熱泵都是用來做為空調製冷或者採暖用的,地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季地源把熱量從地下土壤中轉移到建築物內,夏季再把地下的冷量轉移到建築物內,一個年度形成一個冷熱循環。
熱泵的能量轉換
作為自然界的現象,正如水由高處流向低處那樣,熱量也總是從高溫區流向低溫區。但人們可以創造機器,如同把水從低處提升到高處而採用水泵那樣,採用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。
所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置,熱泵的作用是從周圍環境中吸取熱量,並把它傳遞給被加熱的對象(溫度較高的物體),其工作原理與製冷機相同,都是按照逆卡諾循環工作的,所不同的只是工作溫度范圍不一樣。
H. 地源熱泵管道連接方法
地源熱泵
地源熱泵是陸地淺層能源通過輸入少量的高品位能源(如電能等)實現由低品位熱能向高品位熱能轉移的裝置。通常地源熱泵消耗1kwh的能量,用戶可以得到4kwh以上的熱量或冷量。
地源熱泵是以岩土體、地層土壤、地下水或地表水為低溫熱源,由水地源熱泵機組、地熱能交換系統、建築物內系統組成的供熱中央空調系統。根據地熱能交換系統形式的不同,地源熱泵系統分為地埋管地源熱泵系統、地下水地源熱泵系統和地表水地源熱泵系統。
"地源熱泵"的概念,最早在1912 年由瑞士的專家提出,而這項技術的提出始於英、美兩國。北歐國家主要偏重於冬季採暖,而美國則注重冬夏聯供。由於美國的氣候條件與中國很相似,因此研究美國的地源熱泵應用情況,對我國地源熱泵的發展有著借鑒意義
中文名
地源熱泵
外文名
geothermal heat pumps
所消耗的能量
通常為1kWh
概念提出者
1912 年由瑞士的專家提出
提出國
英、美
快速
導航
組成部分主要特點系統分類可再生性高效節能優點工作原理系統類型應用方式製冷原理制熱原理發展前景執行標准
熱源
以岩土體、地下水或地表水為低溫熱源,由水源熱泵機組、地熱能交換系統、建築物內系統組成的供熱空調系統。
I. 地源熱泵及其應用
張新世
(中原石油勘探局勘察設計研究院)
論文摘要:本文介紹了地源熱泵的概念及工作原理,隨後詳細地論述了地源熱泵的特點,和地源熱泵在我國發展的限制條件,並介紹了地源熱泵在國內使用情況及發展前景,最後鮮明地指出地源熱泵技術是目前對人類最友好最有效的供熱供冷技術。
1 地源熱泵的概念和工作原理
地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源(包括地下水、土壤和地表水)即可供熱又可供冷的高效節能空調系統。利用逆卡諾循環,通過輸入少量高品位的電能,實現低品位熱能向高品位熱能轉移。熱泵一般有蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥四部分組成。
地源熱泵的工作原理是:在夏季,熱泵機組將建築物中的熱量取出,轉移釋放到地層中;在冬季,則從地層中提取熱量,向建築物供熱。通常地源熱泵消耗1kW的能量,用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。
2 地源熱泵的特點
我們知道在地球表面以下一定深度的地溫全年相對恆定,地源熱泵利用淺層地熱作為冷熱源,這樣就排除了環境因素的影響,與其它供熱供冷系統相比,具有以下顯著特點。
2.1 利用的是可再生能源
地源熱泵在夏季吸收建築物散發的熱量並在淺層地下保存起來,一部分熱量在冬季供建築物的採暖,另一部分熱量則直接散發到空氣中。就全年來說,建築物利用淺層地熱的熱量或冷量大體是相等的。所以說,地源熱泵利用的是可再生能源。
2.2 高效節能
由於地源熱泵的熱源溫度全年一般為10~22℃,冬季供熱時,水體溫度比環境溫度高,所以熱泵循環的蒸發溫度提高,能效比也提高。夏季製冷時,水體溫度比環境溫度低,冷卻效果提高,機組效率也提高。水源熱泵的製冷制熱系數可達4.0以上,與傳統的空氣源熱泵相比,高出40%左右,其運行費用僅為普通中央空調的50%~60%,與電熱鍋爐和電熱膜供熱相比,節約70%左右的電能。
2.3 環保效益顯著
水源熱泵運行時,需要的僅僅是水源水的熱量或冷量,水質不發生任何變化,也不產生任何污染,不耗水、排煙,不產生灰塵,僅僅消耗少量的電能。
從耗電方面來說,節能就是環保。使用水源熱泵導致的污染物排放,比空氣源熱泵減少40%,比電鍋爐減少70%。雖然地源熱泵也使用製冷劑,但比常規空調減少25%的沖灌量。地源熱泵在工廠內整裝密封完好,不會像分體空調那樣安裝時易產生泄漏。
2.4 一機多用
一套地源熱泵就可以實現供熱、供冷和生活熱水供應。即用一套設備可以代替原來的鍋爐加空調兩套系統,所以一次性投資僅是傳統供熱製冷的50%~70%。特別是在夏季供冷時,可以利用熱泵產生的費熱,免費為用戶提供生活熱水。所以,地源熱泵特別適用同時有供熱供冷和生活熱水供應的建築。
2.5 節省土地資源
水源熱泵除主機和循環水泵外,沒有其它安裝設備。與鍋爐房相比,省去了水處理間、風機間、煙囪、煤場和渣土場,節約了土地資源。
2.6 運行穩定可靠、使用壽命長
由於地源熱泵的水體溫度穩定,與空氣源熱泵相比,免除了結霜和除霜的影響。熱泵的運轉部件少,基本上不需要維修,運行穩定可靠,使用壽命可達20年左右。
2.7 自動化程度高
地源熱泵一般是全電腦控制,可根據外部負荷的變化,調整壓縮機的工作數量,並設有壓縮機超溫保護、斷水保護等多種保護措施,可實現無人值守。
3 地源熱泵供熱系統的組成
地源熱泵工程一般有地源水系統,熱泵機房和末端風機盤管散熱系統三部分組成。根據地源換熱系統的形式又分為開式環路系統和閉式環路系統。
開式環路系統是將水從水井(包括湖泊和河流)中抽出,送入熱交換機組進行熱交換,提取熱量或冷量後的水再回灌到水井中。開式環路系統用水一般只進行簡單的水處理,會引起換熱器表面結垢。開式系統是目前地源熱泵應用的主要形式。
閉式環路系統又分為立埋式環路系統和平埋式環路系統。它是通過埋在地下的聚乙烯管環路與土壤進行熱交換。通常適合安裝在別墅等場地較大的建築物。
4 地源熱泵的限制條件
地源熱泵被專家們稱之為目前可用的對人類最友好最有效的供熱供冷形式,近幾年在研究和應用上得到了迅速發展,但由於受到以下客觀條件的限制,這項技術的應用尚不普遍。
4.1 宣傳認識不足
地源熱泵技術雖然受到熱暖專家的推崇,但是要獲得在工程中的普遍應用,需要各階層領導特別是工程主管領導的認可。由於這項技術是近幾年隨著我國能源戰略的調整才發展起來的,甚至部分熱暖技術人員,也存在認識不足的現象。所以,要獲得社會的認同還需要加大宣傳力度。
4.2 政策力度不夠
我國《節約能源法》中,對熱電聯產和集中供熱技術鼓勵和發展,而對綜合能源利用率是其2倍的地源熱泵技術,至今還沒有鼓勵發展的明確條文。
4.3 水源條件的限制
對於開式環路地源熱泵系統是否有充足的水源,以及當地的地質土壤條件是否能保證尾水的回灌順利實現是地源熱泵應用的前提條件。一般來說,用於小區供暖時,建築容積率要≤1。對於閉式系統,受當地地質條件是否適合埋管和是否有足夠的場地埋管等環境條件的限制。
4.4 埋管系統換熱計算理論不成熟
對於地源熱泵機組和末端風機盤管散熱系統目前技術已相當成熟。對開式系統,當地水利部門對水源情況也相當了解;而對埋管系統,目前土壤埋管換熱計算理論還不成熟,設計落後於工程應用,這就使工程質量難以保證,並使該項技術的廣泛應用受到限制。
4.5 受當地水利部門政策的限制
我國南方水源充足,而北方大部分地區水源缺乏,為保護有限的水資源,每個地方政府都制定了當地的水資源使用法規。雖然地源熱泵系統並不消耗水也不污染地下水,但需要大量的水作熱載體。有些地方部門對取水和回灌水進行雙重收費,使地源熱泵的節能效果不能夠充分體現,這就限制了該項技術在這些地區的發展。
5 地源熱泵的應用
5.1 國外應用情況
地源熱泵在日、韓、美和中、北歐應用較為普遍。據1999年的統計,在住宅供熱裝置中,地源熱泵所佔比例,瑞士96%,奧地利38%,丹麥27%。美國1998年地源熱泵系統在新建築中佔30%,且以10%的速度穩步增長。其中最著名的地源熱泵工程有肯塔基州劉易斯威爾的濱水區辦公大樓,服務面積15.8×104m2,每月節省運行費用25000 美元。隨著該項技術的應用發展,其組織的研究也迅速發展。據有關資料介紹,日本國研究出的高溫水地源熱泵,出水溫度達到80~150℃,且其制熱系數COP高達8.0。
5.2 國內應用情況
天津大學熱能研究所的呂燦仁教授在1954年就開展了我國熱泵的最早研究,1965年研製成功國內第一台水冷式熱泵機組。目前多家大學和研究機構都在對水源熱泵進行研究。
國內較早生產水源熱泵的廠家有清華同方人工環境設備公司和山東海洋富爾達,產品都已系列化。目前熱泵機組出水溫度已達65℃,製冷系數COP可達6.7。目前國內較典型的用戶有沈陽東北電力住宅小區,服務面積8×104m2;北京友誼醫院服務面積7.1×104m2,全年節約採暖和供冷運行費用約9元/m2。
中原油田鑽井三公司辦公樓水源熱泵示範工程是我局第一個地源熱泵系統。選用鑽井綜合工程處與清華大學聯合研製生產的ZYRB240 型熱泵機組2台,服務面積6000m2。該項工程的成功實施必將為地源熱泵在中原油田的推廣應用起到有力的推動作用。
6 地源熱泵的發展前景
6.1 符合政府有關部門的要求
地源熱泵高效節能,環保效益好,符合我國的能源政策和環境保護政策,熱泵技術的綜合能源利用率約為120%~180%。所以國家把熱、電、冷聯產技術作為鼓勵發展的通用節能技術促進了地源熱泵技術的發展。
6.2 符合業主的利益
由於地源熱泵即可供熱,又可供冷。一套系統可以代替原來的兩套系統,投資少。且地源熱泵佔地少,運行成本低,管理方便,這些都符合業主的根本利益。
6.3 符合用戶的利益
地源熱泵供熱費用燃煤集中鍋爐房供熱費用的一半,夏季供冷費用約為冷水機組的60%,這就減少了用戶供熱供冷費用的支出,符合用戶的切身利益。
6.4 適用地區范圍廣
冷水機組只能用於夏季供冷,風冷機組只適用於長江流域的供熱供冷,而地源熱泵除即無可利用地下水又不能埋管的極少數地區外,適用於其它絕大多數地區。
6.5 應用范圍不斷擴展
地源熱泵不僅在建築採暖和供冷方面得到迅速發展,目前在化工、食品、造紙、農業、冶金、木材乾燥、制葯等行業中也得到了`廣泛應用。據預測2000年這些行業應用地源熱泵1200多台,且發展勢頭強勁。
綜上所述,地源熱泵技術以其獨有的優點,近幾年在國內得到迅速發展。隨著我國能源結構政策的調整,我國以燃煤鍋爐採暖和空氣源熱泵供冷的傳統形式會被更加高效的地源熱泵所取代。隨著地源熱泵技術的研究和發展,它比將成為21世紀最普遍最有效的供熱供冷技術。
參考文獻
[1]劉興中.水源熱泵系統介紹.2001
[2]吳展豪.地源熱泵空調系統.2001
註:本文引至全國油區城鎮地熱開發利用經驗交流會論文集,冶金工業出版社,2003
J. 掌握地源熱泵空調安裝方法,用放心空調
地源熱泵空調在這個時下以環保為主線的時代的市場毋庸置疑的是非常廣大的,但是,作為新能源空調,因為製作過程的不完全相同,其安裝過程也是不一樣的。消費者在購買空調時,會把環保性放在前位,但是,地源熱泵空調到底應如何安裝才是規范正確的呢?小編接下來就帶您了解一下地源熱泵空調的安裝過程及標准,更好地幫助您正確安裝地源熱泵空調,用放心好空調。
地源熱泵空調是採用節能環保的地源熱泵系統,其冷熱源採用安裝靈活、易於控制的埋管式土壤源熱泵系統,也稱土壤耦合式熱泵系統。具體採用立埋的埋管方式,以水作為冷熱量載體,水在埋於土壤中的換熱管道內與熱泵機組間循環流動,實現機組與大地土壤之間的熱量交換。
一、鑽孔——鑽孔也被稱為地源熱泵打井是地源熱泵地下埋管的第一道工序。鑽孔前應了解埋管場地內已有的地下管線、地下構築物的功能及其准確位置,注意避開,以免造成破壞;鑽孔總長度根據建築的面積大小,所需要製冷量決定,在鑽孔前要經過准確的計算;鑽孔時保證鑽桿的垂直以確保每個豎孔平行,防止竄孔。
二、豎直下管——下管是工程的關鍵之一,下管時必須保證下管的深度。鑽孔完畢後孔內有大量積水,由於水的浮力影響,會對放管造成一定的困難,而且由於水中含有大量泥沙,泥沙沉積會減少孔內的有效深度。為此,每鑽完一孔,應及時把U型管放入,並採取防止上浮的固定措施。
三、水平鋪管、管道聯接——水平鋪管前要先在已開挖好的溝槽底部鋪上相當於管徑厚度的細沙,安裝時管道不應折斷、扭結,沙中不得有石塊,轉彎處應光滑,並有固定措施。然後按圖紙要求將各分區內的管路連接成系統,並分別引至機房主機安裝位置,管道熱熔或電熔連接時必須按照廠家施工技術規范標准進行。
四、回填——回填包括豎直下管和水平鋪管兩部分,不管是那種,在回填之前必須進行試壓,確保無泄露。豎直下管回填豎孔灌漿材料宜採用膨潤土和細紗的混合漿或專用材料,也可用鑽孔過程中產生的泥漿沉澱物,確保鑽孔灌漿密實,無空腔,否則會降低傳熱效果,影響工程質量;水平鋪管回填土應細小、鬆散、均勻且不含石塊及土塊,回填壓實過程應均勻,且不得使管道架空。
五、機房與末端室外部分安裝完畢後是室內部分的安裝,室內部分安裝包括主機和室內空調末端、採暖末端的安裝,安裝主機前,要仔細核對到貨的設備的規格、型號是否與配置方案相符,並對照現場實際情況確定安裝位置,然後進行安裝。
地源熱泵安裝是一個系統工程,相比於普通中央空調,它的復雜程度其及難度要高很多。如果自己無法完成安裝過程的話,應請專業的安裝進行安裝,保證其安裝的規范性及正確性。如果自己安裝,請嚴格遵循以上安裝步驟及標准,切記不要與普通空調的裝過程混淆。地源熱泵空調的安裝過程及其安裝標准一定要牢記,只有這樣,消費者們才能用好地源熱泵空調,使之更好地造福於您的生活。