孫經(jīng)理
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我的項(xiàng)目是做水源熱泵合適還是做地源熱泵合適?
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地球表面的淺層地下水溫度常年保持基本恒定,不受外部環(huán)境干擾。這個(gè)溫度夏季低于環(huán)境溫度,冬季高于環(huán)境溫度,非常適于水源熱泵從其中提取冷量或熱量供人們使用。尤其是,這部分地下水溫度被提取后再回灌入地下,能夠很快從地層環(huán)境中重新恢復(fù)溫度,將地層中取之不竭的低位能量不斷輸出。
水井取能的方式就是將淺層地下水用潛水泵自出水井中抽出,通過(guò)管道輸送到主機(jī)站,經(jīng)過(guò)水源熱泵換熱器進(jìn)行取能,滿足主機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),然后再經(jīng)過(guò)管道輸送到回水井,回灌到地下。
水源熱泵項(xiàng)目的前期要了解建筑物周邊是否有空余場(chǎng)地可以用來(lái)打井;了解當(dāng)?shù)卣欠裨试S開鑿水源熱泵水井,有哪些規(guī)定和辦理程序;通過(guò)*門和地質(zhì)勘探部門了解地下水狀況、水井工藝要求、打井成本、水質(zhì)、水量、水溫等詳細(xì)資料。
空調(diào)水井一般采用鉆機(jī)施工,根據(jù)地層結(jié)構(gòu)不同選擇采用回旋鉆或沖擊鉆。水井開孔直徑一般為600毫米左右;井管常采用鋼管、球墨鑄鐵管、高壓水泥管等,直徑一般在300毫米左右;井管和泥孔壁之間用濾料填實(shí),濾料一般采用直徑2毫米至20毫米不等的優(yōu)質(zhì)石英砂等材料,上部用粘土球填實(shí)(基巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)一般只需下骨架管,無(wú)需下井管)。井口制作閥門井池,安裝閥門、管道等設(shè)施,井池上方地面上安裝一個(gè)鑄鐵井蓋,不影響地面景觀與用途。
地源熱泵系統(tǒng)的分類
1.埋管式地源熱泵系統(tǒng)也稱地下耦合熱泵系統(tǒng)或土壤熱交換器地源熱泵,包括一個(gè)土壤耦合地?zé)峤粨Q器。它或是水平安裝在地溝中,或是以U形管狀垂直安裝在豎井之中。通過(guò)中間介質(zhì)(通常為水或者是加入防凍劑的水)作為熱載體,使中間介質(zhì)在土壤耦合地?zé)峤粨Q器的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行熱交換的目的。
1)水平埋管地源熱泵系統(tǒng)。
比較簡(jiǎn)單的方式是當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷比較小,土壤換熱器長(zhǎng)度比較短,可以把與單回路管子隨開挖土方施工直接埋入地下。
安裝水源熱泵一體機(jī)的注意事項(xiàng)
水源熱泵一體機(jī)是將主要設(shè)備建于地下,利用地表和地下水的能量給室內(nèi)供暖或降溫的系統(tǒng)工程。有效的節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境,為了確保它的使用效果,在使用時(shí)一定要注意一些問(wèn)題。
1、外鉆井后要盡早施工,有利于回填后土方自然沉降。
2、室內(nèi)空調(diào)安裝在房屋土建部分全部結(jié)束,場(chǎng)地清掃干凈后即可進(jìn)場(chǎng)安裝。盡可能讓其他工種清場(chǎng),避免互相干擾和施工環(huán)境污染,有利于保證室內(nèi)安裝工程質(zhì)量。
3、銅管必須采用光亮退火處理,以保證銅管內(nèi)無(wú)雜質(zhì)。
4、每一型號(hào)的水源熱泵一體機(jī)的冷媒管的直徑必須按產(chǎn)品隨機(jī)說(shuō)明書里所要求的管徑,銅管的壁厚必須達(dá)到相關(guān)要求。
5、連接管應(yīng)盡量從盤管上直接截取長(zhǎng)管,以減少焊點(diǎn),降低系統(tǒng)泄露的可能性。落料時(shí)注意切口平整、不得有毛刺、凹凸等缺陷,擴(kuò)口翻邊應(yīng)保持同心,不得有開裂及褶皺,并應(yīng)有良好的密封面。
安裝的正確性以及準(zhǔn)確性,對(duì)于水源熱泵一體機(jī)的后期使用效果有重要作用,因此一定要找專業(yè)的安裝人員進(jìn)行施工?!∷礋岜靡惑w機(jī)的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在系統(tǒng)通過(guò)輸入少量的電能實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移,地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源,機(jī)組消耗1kW的能量,獲得4~5kW以上的冷/熱量,同時(shí),能量來(lái)源于地下能源,所以系統(tǒng)不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣。
通過(guò)水源熱泵一體機(jī)在地下產(chǎn)生的熱能,可以處理廢水、廢料從而發(fā)動(dòng)起熱能量,不僅解決了地下廢水處理問(wèn)題,還可以提供熱源,既保護(hù)了地下水資源又降低了能耗,對(duì)生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了很大影響。
當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷比較大,土壤換熱器長(zhǎng)度比較長(zhǎng),就需要考慮換熱器的布置問(wèn)題,常有的布置方式有以下兩種。
(a)串聯(lián)式水平埋管垂直埋管地源熱泵系統(tǒng)
(a)比較簡(jiǎn)單的方式是,當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷比較小,土壤換熱器長(zhǎng)度比較短,換熱器井?dāng)?shù)比較少,可以直接接入機(jī)房。
(b)當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷比較大,土壤換熱器長(zhǎng)度比較長(zhǎng),就需要考慮換熱器井群的布置問(wèn)題,一般是若干口井匯集到集水器中,然后統(tǒng)一由干管接入機(jī)房。
(c)垂直埋管地源熱泵系統(tǒng)有一種特殊形式叫:樁基換熱器(或叫做能量樁),即在樁基里布設(shè)在換熱管道
(d)地?zé)嶂悄軜?,類似樁基換熱器,由橋板中埋管的地源熱泵自動(dòng)融雪的橋被稱為地?zé)嶂悄軜颉Q┞涞綐蛎婧?,這些盤管利用地?zé)釋⒀┤诨?。地源熱泵的靠輸入的?dāng)?shù)貧庀髤?shù)來(lái)控制。
螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)
(a)長(zhǎng)軸水平布置的螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)
(b)長(zhǎng)軸豎直布置的螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)(盤旋布置埋管地源熱泵系統(tǒng))
(c)埋管地源熱泵系統(tǒng)有一種特殊布置形式叫:溝渠集水器式螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng),也有學(xué)者把它歸到多層水平埋管地源熱泵系統(tǒng)。
地下水熱泵系統(tǒng)
也就是通常所說(shuō)的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過(guò)建造抽水井群將地下水抽出,通過(guò)二次換熱或直接送至水源熱泵機(jī)組,經(jīng)提取熱量或釋放熱量后,由回灌井群灌回地下。
無(wú)論是深井水,還是地下熱水都是熱泵的良好的低位熱源。地下水位于較深的地方,由于地層的隔熱作用,其溫度隨季節(jié)氣溫的波動(dòng)很小,特別是深井水的水溫常年基本不變,對(duì)熱泵的運(yùn)行十分有利。深井水的水溫一般月比當(dāng)?shù)貧鉁馗?—2℃。
通常系統(tǒng)包括帶潛水泵的取水井和回灌井。板式熱交換器采取小溫差換熱的方式運(yùn)行。
單井換熱熱井,也就是單管型垂直埋管地源熱泵,在國(guó)外常稱為“熱井”。在這種方式下,在地下水位以上用鋼套作為護(hù)套,直徑和孔徑一直;在地下水位以下為自然孔洞,不加任何固井設(shè)施。熱泵機(jī)組出水直接在孔洞上部進(jìn)入,其中一部分在地下水位以下進(jìn)入周邊巖土換熱,其余部分在邊壁處與巖土換熱。換熱后的流體在孔洞底部過(guò)埋至底部的回水管被抽取作為熱泵機(jī)組供水。這一方式主要應(yīng)用于巖石地層,典型孔徑為150mm,孔深450m。
地表水熱泵系統(tǒng)
由潛在水面以下的、多重并聯(lián)的塑料管組成的地下水熱交換器取代了土壤熱交換器,它們被連接到建筑物中,并且在北方地區(qū)需要進(jìn)行防凍處理。利用包括江水、河水、湖水、水庫(kù)水以及海水作為熱泵冷熱源。
直接膨脹式
它不象上述系統(tǒng)那樣采用中間介質(zhì)水來(lái)傳遞熱量,而是直接將熱泵的蒸發(fā)器直接埋入地下進(jìn)行換熱,即制冷劑直接進(jìn)入地下回路進(jìn)行換熱,由于取消了板式或者套管式式換熱器,換熱效率有所提高,但是由于制冷劑使用量比較大,整體經(jīng)濟(jì)性和安全性不高。
地源熱泵應(yīng)用方式
地源熱泵的應(yīng)用方式從應(yīng)用的建筑物對(duì)象可分為家用和商用兩大類。
1.家用系統(tǒng)
用戶使用自己的熱泵、地源和水路或風(fēng)管輸送系統(tǒng)進(jìn)行冷熱供應(yīng),多用于小型住宅,別墅等戶式空調(diào)。
從輸送冷熱量方式可分為集中系統(tǒng)、分散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。
1)集中系統(tǒng)
熱泵布置在機(jī)房?jī)?nèi),冷熱量集中通過(guò)風(fēng)道或水路分配系統(tǒng)送到各房間
2)分散系統(tǒng)
地源熱泵別墅安裝價(jià)格核算用*水泵,采用水環(huán)路方式將水送到各用戶作為冷熱源,用戶單獨(dú)使用自己的熱泵機(jī)組調(diào)節(jié)空氣。一般用于辦公樓、學(xué)校、商用建筑等,此系統(tǒng)可將用戶使用的冷熱量*反映在用電上。便于計(jì)量,適用于目前的獨(dú)立熱計(jì)量要求。將地源和冷卻塔或加熱鍋爐聯(lián)合使用作為冷熱源的系統(tǒng),混合系統(tǒng)與分散系統(tǒng)非常類似,只是冷熱源系統(tǒng)增加了冷卻塔或鍋爐。
南方地區(qū),冷負(fù)荷大,熱負(fù)荷低,夏季適合聯(lián)合使用地源和冷卻塔,冬季只使用地源。北方地區(qū),熱負(fù)荷大,冷負(fù)荷低,冬季適合聯(lián)合使用地源和鍋爐,夏季只使用地源。這樣可減少地源的容量和尺寸,節(jié)省投資。
分散系統(tǒng)或混合系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式。
水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)
地源熱泵別墅安裝價(jià)格核算它由許多臺(tái)水源熱泵空調(diào)機(jī)組成。這些機(jī)組由一個(gè)閉式的循環(huán)水管路連在一起,該水管路既作空調(diào)工況下的冷源,又作供暖工況下熱泵熱源。水環(huán)路的冷熱源可以是地源,或鍋爐、冷卻塔聯(lián)合方式。
夏季運(yùn)行:全部或大多數(shù)機(jī)組為供冷,熱量由水環(huán)路排至室外的冷源,如地源或冷卻塔。
春季/秋季運(yùn)行:對(duì)有內(nèi)區(qū)與周邊區(qū)的建筑物,會(huì)出現(xiàn)內(nèi)區(qū)需要供冷而周邊區(qū)需要供熱,內(nèi)區(qū)的熱量就可被周邊區(qū)所利用,即內(nèi)區(qū)空調(diào)的排熱與周邊區(qū)熱泵供熱所需熱量接近平衡時(shí),室外的冷熱源可以停運(yùn)。這種制冷供熱同時(shí)進(jìn)行,能量在建筑物內(nèi)部轉(zhuǎn)移,運(yùn)行費(fèi)用zui少,節(jié)能效果明顯。
地源熱泵機(jī)組供冷、供暖運(yùn)行原理
。夏季:冷凝器一側(cè):(如前地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行原理所講)將從深井取出的低溫水,或者是與深井低溫水(土壤中的含水層)換熱后的冷水直接通過(guò)水泵送入冷凝器,如下圖從進(jìn)水口1進(jìn)入,低溫水在冷凝器中與高溫高壓的氟里昂進(jìn)行熱交換,把氟里昂的熱量帶走,降低氟里昂的溫度。得到熱量后溫度升高的水源從冷凝器出水口1出來(lái)回灌至地下(或者再次與地下水換熱,得到低溫冷水)。完成一次冷卻過(guò)程/循環(huán)。
蒸發(fā)器一側(cè):用戶端循環(huán)水進(jìn)入蒸發(fā)器,如圖從進(jìn)水口2進(jìn)入,蒸發(fā)器中氟里昂蒸發(fā)吸熱,帶走水中的熱量,使循環(huán)水溫度降低(按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一般降至7℃),冷凍水經(jīng)過(guò)水泵做功送至用戶端,達(dá)到制冷的效果。
冬季:冷凝器一側(cè):通過(guò)外管路切換,用戶端循環(huán)水進(jìn)入冷凝器,如圖從進(jìn)水口1進(jìn)入,低溫水(約40℃左右)在冷凝器中與高溫高壓的氟里昂進(jìn)行熱交換,把氟里昂的熱量帶走,降低氟里昂的溫度。得到熱量后用戶端管路水溫度升高,熱水(一般在40-60℃之間)再經(jīng)過(guò)水泵做功送至用戶端,給建筑物供暖。
蒸發(fā)器一側(cè):將從深井取出的低溫水,或者是與深井低溫水換熱后的冷水直接通過(guò)水泵送入蒸發(fā)器,如圖從進(jìn)水口2進(jìn)入,蒸發(fā)器中氟里昂蒸發(fā)吸熱,帶走水中的熱量,使井水溫度降低(一般可以降至7℃),然后從出水口2出來(lái)回灌至地下(或者再次與地下水換熱,得到較高溫度的水源)。完成一次取熱過(guò)程/循環(huán)。