孫經(jīng)理
地源熱泵打井埋管廠家
設(shè)計地源熱泵系統(tǒng)的地?zé)釗Q熱器需要知道地下巖土的熱物性參數(shù)。如果熱物性參數(shù)不準(zhǔn)確,則設(shè)計的系統(tǒng)可能達(dá)不到負(fù)荷需要;也可能規(guī)模過大,從而加大初期投資確定地下巖土熱物性參數(shù)的傳統(tǒng)方法是首先根據(jù)鉆孔取出的樣本確定鉆孔周圍的地質(zhì)構(gòu)成,再通過查有關(guān)手冊確定導(dǎo)熱系數(shù)。然而地下地質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜,即使同一種巖石成分,其熱物性參數(shù)取值范圍也比較大。況且不同地層地質(zhì)條件下的導(dǎo)熱系數(shù)可相差近十倍,導(dǎo)致計算得到的埋管長度也相差數(shù)倍,從而使得地源熱泵系統(tǒng)的造價會產(chǎn)生相當(dāng)大的偏差。另外,不同的回填材料、埋管方式對換熱都有影響,因此只有在現(xiàn)場直接測量才能正確得到地下巖土的熱物性參數(shù)。但是由于在以往的工程實踐中很少涉及這樣的問題,既缺乏這方面的數(shù)據(jù)積累,也缺乏現(xiàn)成的測試方法。針對此問題,我司和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)合作進(jìn)行了深入的研究,開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的便攜式地源熱泵單孔換熱量測試儀,并應(yīng)用到實際工程中; 對于于3000m2至5000 m2的建筑所使用的垂直式地?zé)峤粨Q器系統(tǒng),建議至少使用一個測試井。建筑面積大于5000m2的建筑至少應(yīng)鉆3個測試井;每個測試井的深度應(yīng)鉆到zui深的設(shè)計熱交換器設(shè)計深度下10米;
?季制冷時的效率。這種冬夏兩用的特點本來是地源熱泵系統(tǒng)的一大優(yōu)點,但也成為它的一個限制條件,就是要考慮地下埋管換熱器在全年中冷熱負(fù)荷的基本平衡。如果全年中從地下取熱大于向地下的排熱,地下埋管周圍的平均溫度就可能逐年下降,造成系統(tǒng)在冬季工況的效率逐年下降,
地源熱泵打井埋管廠家地埋管地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點和應(yīng)用限制
利用地源熱泵技術(shù)可以為建筑物提供冷量和熱量,達(dá)到降溫和供暖的目的。它的效益表現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)地源熱泵利用清潔的電能實現(xiàn)供熱和空調(diào),廢除了污染嚴(yán)重的中小型燃煤鍋爐。在大型的火電廠中,由于便于采用*技術(shù),不但能源的利用率提高,而且可以做到對有害氣體進(jìn)行嚴(yán)格集中處理,使SO2, NOX的排放量大大減少,有效改善城市中的大氣環(huán)境。
(2)地源熱泵利用的能量是地殼淺層(200m以內(nèi))蓄存的熱量,是一種可再生能源。夏季熱泵將室內(nèi)多余的熱量釋放給地下巖層蓄存起來,冬季再將其從地下抽取出來送到室內(nèi)。這樣,熱泵進(jìn)一步充分利用了地下巖土作為蓄熱體,能量循環(huán)利用,是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑供熱空調(diào)新技術(shù)。
(3)機(jī)組效率高,節(jié)省運行費用。地下巖土的溫度全年比較恒定,在夏季地下巖土溫度比室外環(huán)境空氣溫度低,因此是熱泵很好的冷源。在冬季,地下巖土的溫度遠(yuǎn)高于室外大氣溫度,地源熱泵的性能系數(shù)可高達(dá)4.0;也就是消耗1kWh的電能可以得到4kWh的供熱量。采用地源熱泵供暖的費用約為采用電鍋爐供暖的1/3。與空氣熱源熱泵及其它傳統(tǒng)空調(diào)方式比較,地源熱泵的效率要高20%~50%。
(4)傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)通常需分別設(shè)置冷源(制冷機(jī))和熱源(鍋爐)。地源熱泵既可供冷,又可供暖,一機(jī)多用,節(jié)約設(shè)備用房。采用地源熱泵供熱和供冷,一套系統(tǒng)代替了原來的鍋爐和空調(diào)兩套系統(tǒng),夏季也省去冷卻塔;熱泵機(jī)組同時還可提供家用熱水。因此一機(jī)多用,節(jié)省了建筑空間及設(shè)備的初投資。
(5)有效地降低了電網(wǎng)在夏季和冬季因建筑空調(diào)和(南方)采暖的用電高峰負(fù)荷。
(6)由于可以取消建筑空調(diào)系統(tǒng)的鍋爐和冷卻塔,有利于美化建筑的外觀和環(huán)境。
地埋管地源熱泵系統(tǒng)的效率比空氣源熱泵高,而且不受地下水和地表水資源的限制,只需占用一定的埋管區(qū)域,對環(huán)境無污染,充分利用可再生能源,因此是一項值得大力推廣的新技術(shù)。應(yīng)用地埋管地源熱泵技術(shù)也有它的限制條件。
主要是:
(1)與傳統(tǒng)的鍋爐+冷水機(jī)組的供熱空調(diào)系統(tǒng)相比,或與空氣源熱泵系統(tǒng)相比,地埋管地源熱泵系統(tǒng)的初投資稍高,在發(fā)達(dá)國家尤其是如此。這主要是因為設(shè)置地埋管換熱器增加了初投資,特別是人工費用;而且埋管的費用與地質(zhì)條件有關(guān),在巖石或其他復(fù)雜地層中鉆孔的費用較高。在我國由于勞動力成本大大低于發(fā)達(dá)國家,再加上近年來充分的市場競爭,地埋管的施工成本已大大下降,地埋管地源熱泵系統(tǒng)與變頻多聯(lián)機(jī)(空氣源熱泵)的成本已基本相當(dāng)或略低。此外,各級zhengfu對應(yīng)用地源熱泵實行了多種優(yōu)惠政策,也進(jìn)一步提高了地源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
(2)設(shè)置地埋管換熱器需要一定的土地。在華北地區(qū)豎直埋管換熱器的需要的土地面積約為建筑供熱空調(diào)面積的10-15%。雖然這些土地在埋設(shè)地埋管換熱器后仍可用作綠化、停車場或運動場等,但在建筑高度密集的城鎮(zhèn),埋管占地的因素仍成為應(yīng)用地埋管地源熱泵技術(shù)的主要制約條件。我國的工程技術(shù)人員為解決地源熱泵系統(tǒng)用地緊張的困難,開發(fā)了許多*的技術(shù),特別是在地下車庫的下面埋管的技術(shù)和在建筑樁基中埋管的技術(shù)。
(3)地源熱泵系統(tǒng)對系統(tǒng)全年冷熱負(fù)荷的平衡有一定的要求。在地埋管地源熱泵系統(tǒng)中地下巖土在全年起到蓄熱器的作用,對熱量夏蓄冬供。但在北方嚴(yán)寒地區(qū),冬季供熱的負(fù)荷和時間遠(yuǎn)大于夏季空調(diào)的負(fù)荷和時間,系統(tǒng)多年運行以后地下的平均溫度將逐年降低,影響系統(tǒng)的性能甚至使系統(tǒng)失效。在南方則相反,夏季空調(diào)負(fù)荷占主導(dǎo)地位,地下的平均溫度將逐年升高,同樣影響系統(tǒng)的性能。在冬冷夏熱的華北地區(qū)對供熱和空調(diào)都有較高的需求,地埋管換熱器中全年的冷熱負(fù)荷比較平衡,具有推廣應(yīng)用地源熱泵技術(shù)的理想氣候條件。對于地下全年冷熱負(fù)荷不平衡的情況可采用地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)。