1 地源熱泵的特點
1)地源熱泵空調(diào)技術(shù)屬經(jīng)濟(jì)、高效、可再生的能源利用技術(shù);
2)地源熱泵基本為零排放;
3)地源熱泵效率高;
4)地源熱泵空調(diào)一機(jī)多用,應(yīng)用范圍廣;
5)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用低;
6)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)全年溫度波動小,適合極冷和極熱地區(qū)。
2 地源熱泵的應(yīng)用條件
1)地源熱泵系統(tǒng)最適用采暖/制冷比較均衡的地區(qū);
2)建筑物周圍有可供埋管的較大面積的空地;
3)建筑物周圍有可供利用的河流或湖水(水源熱泵)。
3 地源熱泵推廣中存在的問題
3.1 設(shè)計難度大
設(shè)計前需要關(guān)注的問題多:
、俚芈窆軗Q熱器的全軟件計算全年進(jìn)、出口溫度;
、谕寥罍囟鹊娜曜兓;
、鄣刭|(zhì)勘察資料(巖土層的結(jié)構(gòu)、熱物性及溫度、地下水位、徑流方向、水溫及流速、凍土層厚度等)。
設(shè)計需計算的內(nèi)容復(fù)雜:
①傳熱介質(zhì)與U型管內(nèi)壁的對流換熱熱阻計算、U型管的管壁熱阻計算;
、阢@孔回填材料的熱阻計算及地層熱阻、從孔壁到無窮遠(yuǎn)處的熱阻計算;
、鄱唐诿}沖負(fù)荷引起的附加熱阻計算、垂直地埋管換熱器鉆孔的長度計算。
影響地埋管設(shè)計的因素多:
①埋管區(qū)域巖土體的初始溫度、巖土體的導(dǎo)熱系統(tǒng);
②回填料的導(dǎo)熱系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)的負(fù)荷;
、蹅鳠峤橘|(zhì)與U型管內(nèi)壁的對流換熱系統(tǒng)、土層深度,可埋管面積等。
3.2 施工工藝特殊的問題
目前,地源熱泵的主機(jī)多為進(jìn)口機(jī)組,而各種管件、集分水器多為國產(chǎn)產(chǎn)品,造成材料和設(shè)備的設(shè)計、制作規(guī)范不一致,給施工和使用帶來困難。
在設(shè)計、材料、設(shè)備、規(guī)范等方面有配合問題,使得地源熱的施工相對復(fù)雜。
3.3 相關(guān)驗收規(guī)范、配套政策滯后的問題
、偃狈ν晟频漠a(chǎn)品制造標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)規(guī)范;
、诩夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)來自歐美,與中國還有適應(yīng)和配合問題;
、鄱囝^管理:歸口部門不清晰,推廣管理部門多種多樣;
、苤醒胝块T缺乏明確的鼓勵政策及配套措施。
3.4 系統(tǒng)衰減快,修復(fù)困難的問題
地源熱泵技術(shù)本身沒有問題,但由于存在地區(qū)不同,制冷/采暖的負(fù)荷不同,造成土壤的熱不平衡問題。
另外,由于地源熱泵系統(tǒng)有大量的埋地管與土壤進(jìn)行熱交換,使用一段時間后始終存在埋地管堵塞、損壞等影響換熱,造成系統(tǒng)功率衰減的問題,這些給推廣地源熱泵帶來了障礙。
4 地源熱泵的施工難點
4.1 施工準(zhǔn)備階段
①進(jìn)場的材料與設(shè)計文件及施工圖紙所要求的(管徑、壁厚。承壓能力、材質(zhì)等)不一致;
、谶M(jìn)場后發(fā)現(xiàn)場地條件不滿足施工(雜草叢生、雜物眾多、場地不平整。沒有臨時水電等);
、鄄牧线M(jìn)場后不進(jìn)庫、隨意亂放、露天下曝曬;管材劃傷、摔傷嚴(yán)重等;
④使用破損、不合格產(chǎn)品、制造時間超時的管材、管件。
4.2 鉆孔階段
、巽@孔的深度不夠、孔徑塌方嚴(yán)重、孔傾斜嚴(yán)重、孔徑偏小等;
、诳紫路接挟愇铮ㄈ绱笮褪瘔K等)雜質(zhì)(如有大量垃圾等)、異常情況(如暗河等)不利于下管和換熱;
、圬Q井成孔順序不合理,相互影響。
4.3 保壓下管階段
、俪煽缀箝L時間不下管、不保壓下管、下管深度不夠
由于大連地區(qū)地下水位都比較高,成孔后有大量積水,而且由于水中含有大量的泥沙,如果成孔后長時間不下管,泥沙沉積會減少孔洞(井)的有效深度,降低U型管的換熱量;
、谙鹿芎螅琔型管等變形嚴(yán)重
在下管過程中,應(yīng)注意保持套管的內(nèi)外管同軸度和U型管進(jìn)出水管的距離。對于U型管換熱器,可采用專用的彈簧把U型管的兩個支管撐開,以減小兩支管間的熱量回流。
4.4 集、分水器安裝階段
、偌⒎炙魉闹芩龅木,不便于操作和維修;
、谒黾、分水器井的基礎(chǔ)沒有留足沉降的縫隙,造成由于沉降過大對埋地管的破壞;
③集、分水器井排水不暢通,致使長期盛水。
4.5 回填封井階段
、賃型管保壓不合格就匆忙封井;
、诨靥钗锊环弦;
、刍靥顣r灌漿管抽出太快。
5 地源熱泵施工管理建議
5.1 建立好材料倉庫,嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)
一定要按照設(shè)計(合同)中明確的型號、規(guī)格、材質(zhì)等要求采購材料,現(xiàn)場重點對管材、管件、閥門等進(jìn)行檢查;材料進(jìn)場、驗收合格后,一定要入庫管理,不允許露天堆放材料;對管材連接,一定要先做樣品,通過檢測、驗收后才開始施工。
5.2 合理安排進(jìn)場施工的時間及順序
地源熱泵進(jìn)場施工的時間、順序,如果安排不合理,不僅會造成工種之間相互破壞,不利于成品保護(hù),增加成本,還由于反復(fù)維修而造成人工及工期浪費(fèi)。
具備施工的條件:主體施工結(jié)束,腳手架已拆除,有綜合管線圖,室外管網(wǎng)開始施工。
豎井鉆孔時間:室外管網(wǎng)施工前或者與其交叉進(jìn)行。
水平管施工:室外管網(wǎng)施工(主要是雨、污水管埋管完成,還未回填)時交叉進(jìn)行。
5.3 加強(qiáng)對施工工藝流程的過程監(jiān)管、控制
施工的關(guān)鍵點在室外,主要控制打井、下管、回填、管子連接等。
5.4 加強(qiáng)成品保護(hù)
成品保護(hù)難點在室外,包括管孔、U型管、集分水器井、水平匯總管等。
管孔的保護(hù):成孔后立即下管;打孔順序;避免重型設(shè)備碾壓等。
U型管的保護(hù):保壓下管;保壓回填;防凍、防折、防扁、防碾壓;保持間距等。
集分水器井的保護(hù):U型管保壓連接;防(井)坍塌;留足沉降縫等。
水平管的保護(hù):管底基礎(chǔ)(細(xì)砂、密實、無異物);保持管間距;施工時間和順序;回填的質(zhì)量;避免重型設(shè)備碾壓等。
系統(tǒng)安裝完畢后,做好警示標(biāo)志并加強(qiáng)現(xiàn)場巡視,盡量減少成品損壞。