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地源熱泵
滄州有地源熱泵機房安裝公司,地源熱泵作為一種利用可再生能源(淺層地熱能)的暖通空調新技術,是建筑節能領域上廣泛采用的高效節能技術,在我國已經有了10余年的發展歷史。地源熱泵系統能效評估及投資增量問題直接涉及到地源熱泵經濟性問題,然而對于地源熱泵系統經濟性又包括初投資和安裝費用。初投資問題: 并不是所有的地源熱泵系統都是經濟合理的,地下鉆孔埋管和打井都需要較大的工程建設費,尤其是在現場地質水文條件惡劣的情況下更為突出。在有一些工程中,其地下鉆孔埋管或打井費用甚至和地上空調系統的建設費用相接近。由于鉆井費用可能占到整個系統初投資的30% 以上,有些看重初投資的地產商可能會回到傳統的空調形式。安裝維護: 目前地源熱泵系統的安裝費用較高,與電制冷、天然氣加熱系統相比,地源熱泵的維護費用顯然是高的,尤其是地下水系統,它的回收期是5~ 8 年; 而且地源熱泵系統的維護較為困難,這在一定程度上會影響它的使用。但隨著新工藝逐步投入市場以及更加專業化的施工、安裝、維護隊伍的出現,市場逐步規范以及競爭逐漸增多,相信費用問題會得到逐步解決,地源熱泵系統運行的節能省錢的特點將逐步體現。由于對于地源熱泵系統能效評估及投資增量研究不夠詳細,從而導致在計算投資回收期及節能效率差異,zui終可能導致地源熱泵系統不能高效運行。
地源熱泵系統的分類
1.滄州有地源熱泵機房安裝公司埋管式地源熱泵系統也稱地下耦合熱泵系統或土壤熱交換器地源熱泵,包括一個土壤耦合地熱交換器。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。通過中間介質(通常為水或者是加入防凍劑的水)作為熱載體,使中間介質在土壤耦合地熱交換器的封閉環路中循環流動,從而實現與大地土壤進行熱交換的目的。
1)水平埋管地源熱泵系統。
比較簡單的方式是當室內負荷比較小,土壤換熱器長度比較短,可以把與單回路管子隨開挖土方施工直接埋入地下當室內負荷比較大,土壤換熱器長度比較長,就需要考慮換熱器的布置問題,常有的布置方式有以下兩種。地熱智能橋,類似樁基換熱器,由橋板中埋管的地源熱泵自動融雪的橋被稱為地熱智能橋。雪落到橋面后,這些盤管利用地熱將雪融化。地源熱泵的開啟靠輸入的當地氣象參數來控制。
地下水熱泵系統
也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統。通過建造抽水井群將地下水抽出,通過二次換熱或直接送至水源熱泵機組,經提取熱量或釋放熱量后,由回灌井群灌回地下。
無論是深井水,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,其溫度隨季節氣溫的波動很小,特別是深井水的水溫常年基本不變,對熱泵的運行十分有利。深井水的水溫一般月比當地氣溫高1—2℃。單井換熱熱井,也就是單管型垂直埋管地源熱泵,在國外常稱為“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,不加任何固井設施。熱泵機組出水直接在孔洞上部進入,其中一部分在地下水位以下進入周邊巖土換熱,其余部分在邊壁處與巖土換熱。換熱后的流體在孔洞底部通過埋至底部的回水管被抽取作為熱泵機組供水。這一方式主要應用于巖石地層,典型孔徑為150mm,孔深450m。由潛在水面以下的、多重并聯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,并且在北方地區需要進行防凍處理。利用包括江水、河水、湖水、水庫水以及海水作為熱泵冷熱源。它不象上述系統那樣采用中間介質水來傳遞熱量,而是直接將熱泵的蒸發器直接埋入地下進行換熱,即制冷劑直接進入地下回路進行換熱,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,整體經濟性和安全性不高。用*水泵,采用水環路方式將水送到各用戶作為冷熱源,用戶單獨使用自己的熱泵機組調節空氣。一般用于辦公樓、學校、商用建筑等,此系統可將用戶使用的冷熱量*反映在用電上。便于計量,適用于目前的獨立熱計量要求。將地源和冷卻塔或加熱鍋爐聯合使用作為冷熱源的系統,混合系統與分散系統非常類似,只是冷熱源系統增加了冷卻塔或鍋爐。
南方地區,冷負荷大,熱負荷低,夏季適合聯合使用地源和冷卻塔,冬季只使用地源。北方地區,熱負荷大,冷負荷低,冬季適合聯合使用地源和鍋爐,夏季只使用地源。這樣可減少地源的容量和尺寸,節省投資。
別墅用*空調系統
小型地源熱泵機組是研制開發的系列*空調產品之一,該機組對地下(或地表)取之不竭但不易利用的低品位再生能源加以開發利用,是以水為供冷(熱)源媒介、冷(熱)源兼用型的一體化*空調設備。機組以其高能效、低噪音、結構合理、操作簡便、運行安全、安裝維護方便等優點廣泛應用于別墅、住宅、農舍、賓館、辦公樓等中小型場所,此系統類型為凈化空氣、舒適性*空調系統。
別墅用*空調優點:
◆家是港灣,家用*空調將全部居室空間的空氣調節作為整體來實現,克服了分體式壁掛和柜式空調對居室分割的局部處理和不均勻的空氣氣流等不足之處,使居室內空氣分布更合理,居住更舒適。
◆公司通過巧妙的設計和安裝,讓房屋實現空調與整體裝修*、和諧統一,使居所看起來更美觀典雅。
◆家庭*空調用水作為能量傳媒,環保安全,保護了大氣層;室內排水系統自動收集引流冷凝水,統一排往衛生間,室外不滴水,保護了小區環境,全面提升小區物業管理檔次,更環保,更潔凈。
◆ 家用*空調配備有新風裝置,可以通過引進新風來保持室內空氣清新,有效地改善室內空氣品質,免除了“空調病”的煩惱。
◆每臺室內機均可通過獨立的溫度控制器,隨意調節溫度及風量,開停室內機,且互不干涉,家庭成員可以各自享受清新舒適的個人空間。考慮到家庭各空間同時使用空調的機會不多,裝機容量可以相對縮小,真正達到了省電的目的,比普通空調省電30%。
◆高質耐用 系統簡單可靠,使用壽命比一般空調高二倍以上。
地源熱泵應用適用性研究不夠深入,缺少規范化。
雖然國家自然科學基金、地方政府與高校都對地源熱泵系統適宜性專項項目進行支持,例如我國目前水源地源熱泵系統的適應性評價和環境影響評估的研究、各類地源熱泵利用資源規劃、地源熱泵系統應用效果的檢測與評價方法的研究需要逐步推進。國家“十一五”科技攻關課題“水源地源熱泵高效應用關鍵技術研究與示范”就將以下研究內容作為其主要科研目的: 構建全國地下水源、土壤源、地表水、海水以及城市污水源熱泵系統工程設計數據庫平臺,研究水源地源熱泵技術適宜性、研究土壤源熱泵系統應用技術、研究水源熱泵系統應用技術、研究與開發污水、海水源熱泵系統取水及換熱技術、開發水源地源熱泵系統高效水源熱泵機組,完成全國水源地源熱泵應用區劃。但整體看來研究內容涵蓋了中國不同地域,研究結果相對比較粗糙,與當地的具體環境適應性研究較少。
新農村建設樓房用*空調系統
小型地源熱泵機組是保定春島地能空調有限公司研制開發的系列*空調產品之一,該機組對地下(或地表)取之不竭但不易利用的低品位再生能源加以開發利用,是以水為供冷(熱)源媒介、冷(熱)源兼用型的一體化*空調設備。機組以其高能效、低噪音、結構合理、操作簡便、運行安全、安裝維護方便等優點廣泛應用于別墅、住宅、農舍、賓館、辦公樓等中小型場所,此系統類型為凈化空氣、舒適性*空調系統。
地源熱泵原理-夏季制冷
在制冷狀態下,地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功,使其進行汽-液轉化的循環。通過冷媒/空氣熱交換器內冷媒的蒸發將室內空氣循環所攜帶的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環的同時再通過冷媒/水熱交換器內冷媒的冷凝,由水路循環將冷媒所攜帶的熱量吸收,zui終由水路循環轉移至地下水或土壤里。在室內熱量不斷轉移至地下的過程中,通過冷媒-空氣熱交換器,以13℃以下的冷風的形式為房供冷。
地源熱泵原理-冬季制熱
在制熱狀態下,地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功,并通過四通閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路循環吸收地下水或土壤里的熱量,通過冷媒/水熱交換器內冷媒的蒸發,將水路循環中的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環的同時再通過冷媒/空氣熱交換器內冷媒的冷凝,由空氣循環將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室內的過程中,以強制對流、自然對流或輻射的形式向室內供暖。
地源熱泵的工作原理
地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(電能),將熱能實現由低品位向高品位轉移。土壤(或地下水、地表水、污水等,下同)分別在冬季作為地源熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源,即在冬季,把土壤中的熱量取出來,提高溫度后,供給室內采暖;夏季,把室內的熱量取出來,釋放到土壤中去。在供暖、制冷的同時可以將土壤或室內的熱量提高溫度后,用來制備、供應生活熱水,特別是在夏季,熱水的制備幾乎是免費的。
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,節能*。
地表水水源的取能方式
(一)海水取能方式
1、基本介紹
該取能方式特別適合濱海城市、旅游觀光點、濱海酒店、海島邊防站等項目。海水取能方式的原理和井水取能方式的原理相同,只是這里用海水代替了井水。這種方式需要直接抽取海水,采用海水性水源熱泵機組進行換熱。
2、技術要點
A、海水同時具有化學腐蝕性和生物腐蝕性。海水的抽取、輸送都要采取防腐蝕水泵、管道(一般可采用合適塑料管)。
B、充分進行海水處理。不僅要進行除砂處理,還要進行防垢處理、生物滅殺處理等。
C、根據現場情況合理設計取水安裝方案。要便于安裝、檢修,要保證取水口處的海水深度,要考慮到海浪的沖擊,要考慮到潮位變化。
D、掌握準確的海水冬夏溫度變化的數據,計算正確的海水需用量。
E、我國海岸線綿長,不同地區的水溫、岸邊情況區別較大,需個別特殊設計。根據海水在冬夏季節實際溫度,充分考慮主機的相應工況表現,正確選配機組設備。
雙螺桿壓縮機工作原理:
吸氣過程:氣體經吸氣口分別進入陰陽轉子的齒間容積。
壓縮過程:轉子旋轉時,陰陽轉子齒間容積連通(V型空間),由于齒的互相嚙合,容積逐步縮小,氣體得到壓縮。
排氣過程:壓縮氣體移到排氣口,完成一個工作循環。地源熱泵系統方案設計前,應進行工程場地狀況調查,并應對淺層地熱能資源進行勘查。
1、工程場地狀況調查應包括下列內容:
1)場地規劃面積、形狀及坡度;
2)場地內已有建筑物的占地面積及其分布;
3)場地內樹木植被、池塘、排水溝及架空輸電線、電信電纜的分布;
4)場地內已有的、計劃修建的地下管線和地下構筑物的分布及其埋深;
5)場地內已有水井的位置。
工程場地可利用面積應滿足修建地表水抽水構筑物(地表水換熱系統)或修建地下水抽水井和回灌井(地下水換熱系統)或埋設水平或豎直地埋管換熱器(地埋管換熱系統)的需要。同時應滿足置放和操作施工機具及埋設室外管網的需要。
2、淺層地熱資源的勘察包括以下內容:
1)地埋管換熱系統勘察包括:
巖土層的結構;
巖土體熱物性;
巖土體溫度;
地下水靜水位、水溫、水質及分布;
地下水徑流方向、速度;
凍土層厚度。
采用水平地埋管換熱器時,地埋管換熱系統勘察采用槽探、坑探或研探進行。槽探是為了了解構造線和破碎帶寬度、地層和巖性界限及其延伸方向等在地表挖掘探槽的工程勘察技術。探槽應根據場地形狀確定,探槽的深度一般超過埋管深度1m。采用豎直地埋管換熱器時,地埋管換熱系統勘察采用鉆探進行。鉆探方案應根據場地大小確定,勘探孔深度應比鉆孔至少深5m。
巖土體熱物性指巖土體的熱物性參數,包括巖土體導熱系數、密度及比熱等。若埋管區域已具有部門認可的熱物性參數,可直接采用已有數據,否則應進行巖土體導熱系數、密度及比熱等熱物性測定。
測定方法可采用實驗室法或現場測定法。
實驗室法:對勘探孔不同深度的巖土體樣品進行測定,并以其深度加權平均,計算該勘探孔的巖土體熱物性參數;對探槽不同水平長度的巖土體樣品進行測定,并以其長度加權平均,計算該探槽的巖土體熱物性參數。現場測試法:現場測試巖土體應在測試埋管狀況穩定后進行。根據埋管深度或長度,測試一般應在測試埋管安裝完畢72h后進行。對兩個勘探孔(槽)及兩個以上勘探孔(槽)的測試,其測試結果取算術平均值。一、建筑物冷、熱負荷計算
在地源熱泵系統選擇、設備選型及進行地源熱泵系統設計之前,必須對建筑冷負荷、熱負荷進行計算。計算時首先應進行空調分區,然后確定每個分區的冷、熱負荷,zui后計算整幢建筑的總熱負荷和冷負荷。
1.建筑空調分區
2.分區設計熱負荷與冷負荷計算
3.建筑物熱負荷與冷負荷確定
二、地源熱泵系統類型選擇
為了能地滿足項目的要求,必須合理地選擇地源熱泵系統類型。在系統類型選擇時應考慮如下一些主要問題。
1.地埋管地源熱泵系統
2.地下水地源熱泵系統
3.地表水地源熱泵系統
三、分區水源熱泵機組選擇
一旦確定了地源熱泵系統類型,就可以選擇每個分區的水源熱泵機組。首先根據機組在分區中所要安裝的位置,選擇合適的機組形式,例如:落地式機組可以安裝在外墻窗下;水平式機組可以安裝在吊頂內;垂直式機組適合安裝在壁櫥或機房里等。
四、確定供冷設計工況下循環水zui大吸熱量
循環水zui大吸熱量發生在與zui大建筑冷負荷相對應的時刻,其確定過程如下:
五、確定供熱設計工況下循環水量zui大放熱量
循環水zui大放熱量發生在zui大建筑熱負荷相對應的時刻,其確定過程如下:
六、地埋管地源熱泵系統設計
地源熱泵系統設計主要包括兩大部分:一是建筑物內的空調系統設計,主要有空氣處理方案確定及設備選擇,水源熱泵機組的選擇、室內整個空調系統的風系統和水系統設計,;二是室外地能換熱系統的設計,即地埋管地源熱泵系統中的地埋管換熱器、地下水熱泵系統中的水井系統以及地表水熱泵系統中的地表水換熱器的設計,這部分是地源熱泵系統有別于其他系統之所在,將做重點闡述。
(一)地埋管換熱器管理形式選擇
地埋管換熱器的埋管主要有兩種形式,即水平埋管和垂直埋管。換熱器管路埋置在水平管溝內的地埋管換熱器為水平埋管。換熱管路埋置在垂直鉆孔內的地埋管換熱器為垂直埋管。
(二)地埋管換熱器環路形式選擇
地埋管換熱器中流體流動的環路形式有串聯和并聯兩種。在串統中,幾個井(水平管為管溝)只有一個流動通路;并聯方式是一個井(管溝)有一個流動通路,數個井有數個流動通路。
(三)地埋管換熱器埋管選擇
1.管材所需的特性
由于地埋管的使用場所特殊、施工較復雜,所選管材必須符合特定的性能才能保證施工順利進行、系統才能正常運行。對管材特殊性要求如下:
2.對管材質量的要求
3.選擇地埋管規格
4.選擇地埋管管徑
5.確定地埋管管子長度