地大熱能地?zé)?多能互補(bǔ)新聞網(wǎng)訊：地源熱泵技術(shù)是以地?zé)?/a>作為熱泵裝置的熱源或熱匯,繼而對(duì)建筑進(jìn)行制冷或者采暖的技術(shù)。隨著不斷地開(kāi)發(fā),這一技術(shù)正在逐步的走向成熟,在實(shí)際的使用過(guò)程中,只要對(duì)空調(diào)通入少量的電源,就可以實(shí)現(xiàn)高溫?zé)嵩?/a>向低溫熱源進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移的功能,從而達(dá)到制冷或者供暖的效果。由于在不同的季節(jié)對(duì)供暖制冷的要求不同,因此會(huì)采取不同的技術(shù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理。在冬天,地?zé)豳Y源相比較于環(huán)境來(lái)說(shuō)作為高溫?zé)嵩?/a>,要將熱量提取出來(lái)進(jìn)行室內(nèi)供暖或者熱水供應(yīng),相反對(duì)夏季而言,地?zé)豳Y源又成為低溫熱源,通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)把室內(nèi)的熱量傳遞到地下,從而實(shí)現(xiàn)降溫的效果。因此,地源熱泵技術(shù)可以有效地滿足生活中的供暖制冷,而且對(duì)降低能耗和保護(hù)環(huán)境有著很好的作用。

歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家如瑞士、奧地利、德國(guó)均使用地埋管地源熱泵為室內(nèi)地板供暖, 并提供生活熱水, 瑞士地源熱泵的使用比例高達(dá)96%。近些年, 能源危機(jī)加劇, 掀起了世界范圍內(nèi)的地源熱泵研究熱潮, 地源熱泵裝機(jī)量空前增加。地源熱泵已經(jīng)具有工業(yè)級(jí)應(yīng)用價(jià)值。

地源熱泵暖通空調(diào)主要形式

根據(jù)熱量來(lái)源不同, 地源熱泵暖通系統(tǒng)可分為土壤源、地下水源、地表水源三類(lèi)。埋管式土壤源熱泵系將使用水作為工作介質(zhì), 在土壤內(nèi)部換熱管道與熱泵機(jī)組之間循環(huán)流動(dòng), 完成機(jī)組與土壤之間的熱交換, 根據(jù)埋管形式不同, 可分為水平和垂直兩類(lèi), 這也是應(yīng)用最為廣泛的地源熱泵形式, 無(wú)需抽取地下水。

地下水源熱泵以地下水作為熱量來(lái)源, 抽出地下水之后將水送到換熱器和熱泵機(jī)組, 提取或者釋放熱量之后再送回地下, 該方案的使用需要征得地方政府的許可, 同時(shí)地下要具有充足的水量, 回灌工作是該方案的重點(diǎn)。

地表水源熱泵使用地表水作為冷熱源, 抽取江河湖海水, 形成開(kāi)式循據(jù)地源側(cè)水應(yīng)用方式不同, 地源熱泵還可以劃分為閉環(huán)與開(kāi)環(huán)兩類(lèi), 其中閉環(huán)換熱器內(nèi)的工作介質(zhì)不和外部水或者土壤相連通, 工作介質(zhì)在封閉的循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)與外部環(huán)境完成熱交換, 在熱泵機(jī)組和地下埋管之間循環(huán)。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)則直接抽取外部水作為工作介質(zhì), 一般都應(yīng)用板式換熱器完成和外部水之間的熱量交換, 保護(hù)內(nèi)部熱交換器。

地埋管換熱器。為了提高暖通空調(diào)方案的經(jīng)濟(jì)性, 提高能源利用率, 建筑中除了有特殊要求的消防、電梯機(jī)房等房間之外, 其余房間均采用集中空調(diào)方案。地埋管熱泵空調(diào)末端設(shè)計(jì)和常規(guī)暖通空調(diào)一致, 換熱器是地埋管地源熱泵設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容, 要根據(jù)建筑規(guī)模確定合適的地埋管鉆井數(shù)量與長(zhǎng)度, 并對(duì)鉆井分布進(jìn)行合理規(guī)劃。在施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行換熱性能測(cè)試, 并進(jìn)行鉆孔換熱量計(jì)算, 從而了解鉆井單位井深的換熱能力, 選用雙U型換熱器, 根據(jù)總供熱需求計(jì)算鉆井個(gè)數(shù):

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果, 進(jìn)一步確定井深、有效埋深、間距、井直徑等相關(guān)參數(shù), 布置鉆井要充分利用建筑周邊綠化帶, 采用梅花狀布置方案, 連接制冷機(jī)房, 將地源側(cè)集水器與分水器均布置在制冷機(jī)房?jī)?nèi), 所有鉆井支路均采用同程設(shè)計(jì), 確保所有支路水壓平衡, 支路總管穿墻進(jìn)入機(jī)房分別連接集水器與分水器。

熱回收衛(wèi)生水系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)熱回收技術(shù)的研究已經(jīng)初見(jiàn)成效, 通過(guò)熱回收機(jī)組, 將冷卻水中的熱量集中起來(lái), 用以生活、生產(chǎn)熱水預(yù)熱/加熱, 能夠在降低空調(diào)熱污染的同時(shí)充分利用廢熱。

回收熱進(jìn)行低溫用水預(yù)熱熱交換效率更高, 即便應(yīng)用于高溫水加熱, 其總功耗仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鍋爐加熱。在地源熱泵暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用熱回收技術(shù),回收熱不僅可以用于冷水預(yù)熱, 還可以應(yīng)用在地?zé)?/a>補(bǔ)償中, 將廢熱引入地下, 從而能夠彌補(bǔ)地?zé)?/a>損失, 緩解地?zé)?/a>不平衡問(wèn)題, 減小散熱設(shè)備的設(shè)計(jì)容量。

冷卻塔運(yùn)行策略

冷卻塔是緩解地?zé)岵黄胶獾闹匾o助冷源, 系統(tǒng)余熱引入能夠在一定程度上彌補(bǔ)地?zé)釗p失, 但是作用有限, 引入冷卻塔則基本能夠達(dá)到地?zé)崞胶?。冷卻塔的啟停運(yùn)行策略, 成為解決地?zé)岵黄胶鈫?wèn)題的關(guān)鍵。

設(shè)備選型。冷卻塔要能夠彌補(bǔ)所有系統(tǒng)釋放熱量與制造熱量之間的差, 同時(shí)還要避免選型過(guò)大造成的浪費(fèi)。

地源熱泵技術(shù)是一種低位可再生能源技術(shù), 相比于電力, 使用地源熱泵作為建筑暖通空調(diào)能量來(lái)源, 有著清潔、節(jié)能的優(yōu)勢(shì), 是一種綠色的暖通空調(diào)方案, 在保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排方面都能夠發(fā)揮重要作用。