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探究地源热泵系统在暖通工程实践中运用

收藏本文 2024-04-19 点赞:16939 浏览:72515 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘 要:本文通过分析地源热泵的技术特点,针对地源热泵系统在暖通工程实践中的应用问题进行探讨,以期通过本文的阐述进一步推进地源热泵技术在暖通工程的应用,对有效提升工程质量,提供理论依据。
关键字:地源热泵;暖通工程;施工;节能环保

一、地源热泵的技术特点

地源热泵分为地下水源热泵、地表水源热泵和地埋管地源热泵。地埋管地源热泵系统为闭式系统,通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭的地下埋管中流动,实现系统与大地间的传热。
(1)节能:地源热泵制冷时比传统空调系统运行效率要提高30%-50%;供暖时要比热力管网集中供热或燃油燃气供热系统降低20%~60%。
(2)减排:以清洁能源代替燃煤供暖,系统无燃烧设备不产生CO,CO2等温室气体。房间内采用水作为循环介质,没有氟利昂的泄漏。
(3)环保:没有燃烧过程,不存在污染物排放问题,属绿色环保技术。
(4)长效:冬季取出的热量可在夏天得到补偿,全年循环利用,有可再生性;没有环境污染隐患并避免了对资源造成破坏,有可持续性。
地源热泵也有一些不足之处表现在:初投资偏高;其次,对当地的地质条件及气候条件依赖性强等。

二、地源热泵系统的组成

地源热泵主要由四个部件组成:即压缩机、冷凝器、膨胀器和调节阀,其中压缩机是地源热泵的最主要部件,是热传导的动力源;冷凝器和膨胀器是地源热泵吸热和放热的部件;调节阀是地源热泵的控制部件。地源热泵系统可分为两部分:地下部分和地上部分。
2.1地下系统的设计地下系统是地源热泵工作性能的关键,它直接制约着地源热泵系统供热/制冷效率的高低。

2.2地上系统的设计

地上系统主要包括地源热泵机房和空调末端系统。由于地源热泵设备体积要小于传统制冷机组,它同时实现采暖功能,因此无需设置供暖设备,大大节省了制冷机房的占地面积和空间。空调末端系统的设计与普通空调末端系统没有太大区别,

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但是需要设计人员注意的是,地源热泵系统夏季、冬季的进出水温度与传统的空调主机的进出水温度有较大差异。如与正常进出水温度有偏差时,需向设备厂家进行冷热量的核算与修正,这将对整个系统有很大的影响。

三、地源热泵系统在暖通工程实践中的应用

3.1钻孔施工

(1)钻孔前应勘测现场,做好和其他专业(如土建、给排水、消防、电缆等)的交叉与衔接。根据施工钻孔平面图的孔数、行距和面积,进一步核实现场的施工面积以满足打孔要求;
(2)核实无误后,按施工平面图检查定位放线,排水、泥浆倒运工序,合理安排土方、泥浆池、安全通道及堆土场的位置,保持通道畅通无阻;
(3)钻孔就位,要保证钻机钻杆垂直度,防止垂直偏差将已埋管道损坏。钻井机械定位保证水平度偏差≤1%;保证垂直偏差≤0.5%;
(4)在钻孔的两孔之间挖l400mm×700mm×500mm泥浆池,位置在地埋管挖沟方向两孔之间,用作钻井机在施工中水循环载体,不至于流到其他地方,保证施工现场的整洁;
(5)根据在其他工程的施工经验,可采用正循环回转钻井;
(6)钻孔过程中安排质量检查员随时检查钻孔的位置,确保钻孔位置的正确性,并做好检查记录工作,如发现偏差超过标准要求,应及时纠正重新进行定位;
(7)钻孔完成后,检查钻孔深度和钻孔的质量并做好隐蔽工程记录报建设单位(监理)验收;
(8)钻孔过程中产生的土方和土方开挖的土壤应集中堆放,并用彩条布覆盖;
(9)在钻孔过程中为避免钻孔塌方,在钻孔过程中灌入泥浆对钻孔的井壁进行泥浆凝固护壁,防止塌孔。

3.2现场预组装施工

(1)地埋U型管宜在现场预组装,管材预组装前应水平堆放在平整的地面上,不应局部受压使管材变形,堆放高度不宜超过2m;管件贮存应成箱存放在货架上或码堆在平整平面上,地面上码堆高度不宜超过2m。HDPE管运至工地采用彩条布覆盖,严禁长时间太阳下暴晒;
(2)HDPE管连接时应注意热熔管头清洁,管材切割时当管径≤de50时,采用旋转切刀;当管径>de50时,采用手工木工锯;
(3)HDPE管在地面连接完成,试压、合格后方可埋管;井回填后再次试压、合格后方可连接水平干管;水平总管连接完试压、合格后方可回填土。总管连接完后进行系统试压;
(4)HDPE管道的连接可采用热熔连接r热熔承插连接、热熔对焊连接),与金属管道连接应采用法兰连接;
(5)热熔对接:管材外径Φ≥63mm的HDPE管均可采用热熔对接方式连接,该方法经济可靠,其接头在承拉和承压时都比管材本身具有更高强度。热熔连接温度:200-210℃。使用该方法时,设备仅需热熔对接机,步骤如下:①把待连接管材置于焊机夹具上并夹紧;②清洁管材连接端并铣削连接面;③校直两对接件,使其端面错位量不大于管道壁厚的10%;④放入加热板加热;⑤加热完毕,取出加热板;⑥迅速接合两加热面,升压至熔接压力并保压冷却。
(7)HDPE管连接的注意事项:
①管道连接前应对管材、管件及附属设备、阀门、仪表按设计要求进行核对,并在施工现场进行外观检查,符合要求方准使用。连接时应使用同一生产厂家的管材和管件,如确需将不同厂家(品牌)的管材、管件连接则应经试验证明其可靠后方准使用。每次连接完成后,应进行外观质量检验,不符合要求的必须返工;
②施工人员应进行上岗培训;
③每次施工后,管口应临时封堵;
④当室外温度<0℃时,塑料地埋管物理力学性能将有所降低,容易造成地埋管的损害,故当室外环境温度<0℃时,尽量避免地埋管热换器的施工,若赶工期,施工时应采用保护措施或调整施工工艺参数。

3.3下管施工

钻孔完成后应立即下管,下管前应对U型管进行试压、冲洗。停留时间越长,孔内的积压现象越严重,管子也就越难放。
采用预制导头下井施工法。预制导头直径略小于钻孔直径,大于4根HDPE循环管所占位置的直径(预制导头制作后应进行试压试验)。依靠导头的重量和HDPE管内水的重量下井,这样既保证下管的速度又可保证HDPE管能有效地到达地源井底,同时,还能保护HDPE管材在下井过程中免受井壁尖石的刮伤、损坏。一般采用人工下管,下管时必须多人合作,提起管子时不得在地上拖拉,不应形成不自然的弯曲,更不允许产生角度。
为避免热桥损失,U型管管间距应严格按设计要求,下管时尽量保持同心度并且管与管不要接触太紧,施工时每隔2~4m设置固定支卡将U型管分开,以确保垂直地源换热管的相对位置不变,垂直换热管不会贴在一起。
HDPE管下井完成后,须将U型管两个端口密封。
结语:综上所述,地源热泵系统已经在空调工程中显示出其自身的优势与特点,同时也被国家大力提倡使用。在某些城市,政府提出了大量的鼓励政策,如为采用地源热泵系统的建筑工程项目提供政府性补贴等。由此不难看出,地源热泵工程将在空调工程中占有越来越大的市场份额,将会是空调工程的一个大的发展趋势。
参考文献:
肖伟;藏西南边远地区直接受益式太阳能采暖研究[D].北京:清华大学,2010.
陈玉兴;谈城市污水在建筑供暖、制冷中的应用[J].科技通报,2012(2):115—116.

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