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地埋管式地源热泵分类
地耦管土壤源热泵系统是一个密闭的闭路循环系统,它保持了地下水水源热泵利用大地作为冷热源的优点,同时又不需要抽取地下水作为传热的介质。地耦管土壤源热泵系统从根本上解决了地下水水源热泵的种种弊端,是一种真正可持续发展的建筑节能的新技术,而且还具有适用范围广、运行费用低、节能和环保效益显著等优点。
土壤源热泵系统中的土壤换热器埋管方式可分为:水平式土壤换热器,垂直U型式土壤换热器,垂直套管式土壤换热器,热井式土壤换热器,直接膨胀式土壤换热器。
1)水平式土壤换热器
水平地埋管普遍使用在单相运行状态的空调系统中,一般的设计埋管深度在2~4米之间,在只用于采暖时,土壤在整个冬天处于放热状态,沟的深度一定要深,管间距要大。
二、材料设备的保管措施
1、设备材料验收入库妥善保管,并采取相应的保护措施。
2、业主采购的设备、材料入库前应配合业主进行开箱检查,观察外观、检查质量,查验技术资料,核实规格型号、数量,并办理开箱记录认证手续,并由经理部同意保管、发放。
3、设备材料入库前主动邀请业主进行开箱检查,当确定无误后方可入库保管。
4、设备材料入库应及时入帐登记注册,并悬挂醒目清晰的标识卡。领用后应及时减帐,做到实物与帐面相符。
5、设备、材料入库实行分区域堆码,堆码整齐,井井有条,安全可靠,并留有一定的出货通道,严禁乱堆,混放。
6、对易燃易爆的保管应设立单的仓库。仓库外设灭火器,对易燃易爆品的领用应严格管理,责任到人。
7、对需防潮的设备、材料均应入库保管。
(2)对使用高空作业设施的人员进行安全教育,确保高空作业设施的完好。按安全技术标准搭拆脚手架。管井施工作业时,井门挂安全告示,井下设安全网。楼层存放设备、材料不得超重,应按建筑结构要求分层平放。定期检查吊装的吊具,绳索。凡是电源移位或电线接头,由电工操作。施工过程中坚持文明施工,文明管理,做到机具设备及施工材料合理摆放,场内及仓库各种器材堆放整齐,且标识清楚、正确、。施工现场要保持清洁,做到工完料尽,清理现场。建筑垃圾及时清除。
(3)防火措施:对全体员工进行消防法规教育,消防基本技能的培训。在施焊等易燃现场配足够的消防灭火器具。严格按规定划分用火作业区、易燃材料区,生活区。存放易燃品的库房,设置的防火措施。建立现场明火管理制度。
(4)现场保卫:和其它施工单位积极配合,共同搞好现场保卫工作,遵守现场保卫制度。
重大事故的处理:当现场发生人员伤害时,不惜任何物质代价尽全力抢救伤员。当现场发生重大机械设备事故时,立即通知有关部门,同时采取措施控制事态发展,努力减少事故损失。现场发生火灾火险,立即组织义务消防人员扑灭火源火种,排除险情,同时判断火情,及时报消防部门。在处理事故中,注意保护现场,全力配合上级有关部门和司法部门的工作。
系统是由下列部分所组成:模块式地源热泵机组、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室内温控器等。
地源热泵机组采用标准构件,需要时各部件的修配和更换很方便。因为设计简单,并不需要高技术的操作工程人员的服务。需要经常保养的是空气过滤网和凝结水盘的清洁。
系统设计简单,灵活、安装快速。机组己在工厂组装好并自带温度控制装置,现场工作只是少量低压风管、电气连接装置和不需要保温的水管的连接。管道可采用钢管、铜管或塑料管。维修方便快捷,机组结构坚固,寿命长久。热泵机组的功率系数(COP)可达到4以上,即1千瓦电输入,有4千瓦多冷量输出的率。
优势
1. 地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和湖泊中的能量,循环再生,实现对建筑物的供暖和制冷。因而运行费用较低。
2. 地源热泵比风冷热泵节能40%,比电采暖节能70%。比燃气炉效率提高48%。所需电费制冷季比一般热泵空调减少50%。
运行的环境条件
1.与锅炉(电、燃料)供热系统相比,锅炉供热只能将90%以上的电能或70~90%的燃料内能为热量,供用户使用,地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。
2.地源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5~4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50~60%[13]。
运行费用分析:
以北京市的物价水平-天然气价1.90元/m3、电0.44元/kWh来比较[14]。如果利用天然气来采暖,天然气热值为33500kJ/m3,利用热效率90%计,则燃烧1m3可以获得热量为:Q=33500×0.9=30150kJ。
如果使用地热热泵,取COP=3.5,则获得同样的热量需要耗电量为:
W=Q/COP=30150/35=8614.3(kJ)=2.4(kWh)
费用比较可知:
热泵供暖电费=0.44(元/Kwh)×W=0.44×2.4=1.056(元)
而1m3的天然气费用=1.90(元)
因此,用地热热泵供暖(热)可减少运行费用:
y=(1.9-1.056)/1.9=44.4%
二、工程实例投资及经济性对比分析:
现在再来通过实例来比较以地源热泵为冷热源与常规冷热源的户式中央空调的经济性比较[15]:
表2 投资及经济性对比分析
系统类型 总投资(万元) 年运行费用(万元) 年节约运行费用(万元) 节约率
冷水机组加市政管网供热 8.4 1.6 0 0
地源热泵冷暖空调系统 10.1 0.7 0.9 56%
免机房,只需提供冷却水塔,水泵放置场所,节省了宝贵的主机占地面积。 主机占地面积较大,机房土建投资和机房设备安装投资较大。
部分空调使用时节能,尤其是在过渡季节根据不同需要,不同空间可同时分别供应冷暖,能源可互相交替,节省过度季节的能耗 部分空调使用时,低能量亦要达到总能量的25%,在达不到满负荷时,浪费大量能源。
水流储能,冷暖采用同一能源,可满足用户不同要求,同一系统(楼宇)内,用户可根据需要随意选择制冷或供热,大大节省使用成本。 同一系统(楼宇)内,不能同时满足供暖和制冷的不同要求,季节交替时须一次性转换制冷或制热。当只有部分空调使用时,浪费大量能源。
可立装表计量,用户根据使用空调的时间的长短来交纳运行费用。 费用不用计量,无论用户用否或多少,费用一样支付。
冷却水系统简单,只需一般技术人员即可应付自如。 需技术人员维护和保养,更多时需要委托供应商来维护和保养,费用较高。
少数备用机即可空调正常供给,维修简易,费用低廉,维修时不必整座楼宇停机。 需配昂贵的备用制冷机组和化操作人员,且主机损坏时,整个空调系统将会部分或全部停顿,维修、维护成本高
可分期投资购买设备,只须先安装水循环系统,个别机组可视需要量递增。 须先投资制冷主机和供热锅炉,一次性投资费用较大。
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