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地源热泵的优势
1、属可再生能源利用技术
地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于120米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低位热能。地表浅层是一个的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
2、属经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是很好的热泵热源和空调冷源,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%,因此要节能和节省运行费用40%左右,即投入1kw电能可以平均获得4.0kw以上的冷量或热量。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也了系统的性和经济性。设计安装良好的地源热泵,平均来说可以节约用户30%~40%的的运行费用。
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。
水平管工艺流程:
确认放入U型管桩基位置——开挖时保护U型管,确定U型管换热器露出灌注桩切割处— —冲洗试压——测量、开挖横沟、布置水平管——水平管熔接、保压——系统试压——封口
①确认放入U型管桩基位置
在土建单位开外整体坑基时确定放入了U型管的灌注桩的位置,编号。
②开挖时保护U型管,确定U型管换热器露出灌注桩切割处
在土建单位开挖坑基,切割多余部分灌注桩时,应与土建单位协调配合,防止损坏U型管,确定U型管露出灌注桩切割处。
③冲洗检查
对每组灌注桩内的U型管进行冲洗,检查U型管是否完好。
④测量、开挖横沟、布置水平管
根据系统设计,分配每个回路上的所连接的U型管位置,确定水平管位置走向,开挖水平横沟,水平横管配管。
⑤水平管熔接、试压
按各回路连接各U型管,待该回路所有接口都熔接好后,在试验压力下,稳压至少30min,且无泄露。确定系统可靠性后回填该回路。
⑥检查井安装
按照检查井详图,在确定的检查井位置完成管路及阀件安装,安装完成后由土建单位砌筑检查井,做好检查井防水处理,并在底部设置排污管至集水井。
⑦系统试压
竖直和水平地埋管系统与环路集管装配完成后,回填前应进行水压试验,在试验压力下,稳压至少30min,且无泄露。
环路集管与机房集分水器连接完成后,回填前,应进行水压试验,,在试验压力下,稳压至少2h,且无泄漏。
⑧封口
在所有地埋管系统试压回填后,主管道接至机房内,留一法兰接口,封口,保压。
说明:
(1) 本示意图把施工全过程划分为几个主要施工阶段加以排列。
(2) 视施工条件的不同和变动,各施工阶段可以进行调整和交叉,有些地块暂不能进设备,需要管理人员根据现场情况合理调配、统一部署。
a.施工准备阶段
抓紧施工图纸深化设计,要求甲方组织好图纸会审。提出施工方法和现场临时工棚的搭设。按照本施工组织设计规定的时间,组织人员、施工机械和施工材料与设备进场。做好材料预算和技术交底,安全交底工作。
落实“三三五一”工程
(1)“三讲”:上工前讲安全注意事项,施工中讲安全操作规程,收工后讲安全经验教训;
(2)“三不放过”:发生事故苗头,不找出根源不放过;不教育不放过;不制定改正措施不放过;
(3)“五同时”:在计划、布置、检查、总结、评比的同时布置、检查和总结评比安全工作;
(4)“一票否决权”:安全工作不落实的单位和单位领导不准评,不重视安全工作的个人不得评。
三.安全保障组织机构与人员配置
(1)安全保障体系要求全员参与安全管理,项目经理是施工项目安全管理责任人,各职能部门领导是部门安全管理负责人,各级职能部门、人员,在各自业务范围内,对实现安全生产的要求负责,承担安全生产责任,建立安全生产责任制,从经理到工人的生产系统做到纵向到底,一环不漏,各职能部门,人员的安全生产责任做到横向到边,人人负责。
(2)质安科设安全员1人,负责安全管理的检查、监督,各部门、各工作班组设兼职安全员1人。
(3)安全保障组织机图(见下图)
前景展望
在我国夏热冬冷地区及寒冷地区利用地源热泵可实现夏冬两季冷暖联供,其中有利的地区是夏热冬冷地区。这个地区年平均温度高,一般居住建筑均无集中供热系统供暖,而其气候特点是夏季炎热,湿度大;冬季阴冷潮湿,属我国居住热环境质量差的地区之一。该地区夏季供冷冬季供暖天数相当,同一地区地源热泵系统进行空调可以充分发挥地下蓄能系统的作用。如果在这些地区大力发展地源热泵空调系统技术,必将大大改善当地人民的居住热环境,为国家节约大量的建筑能耗。
如果按空调的制冷或制热面积来计算空调的价格,户式中央空调的价格应远比中央空调的价格便宜,但和普通空调比起来又略高一些,不过其价格又在人们的承受能力之内,而且户式中央空调的性能不逊于中央空调,豪华舒适性也优于普通家用空调,室外机只有一台,可以选择安装在住房楼顶或者其它隐蔽性的地方,丝毫不影响楼房的外观。
总之,将地源热泵技术应用于户式中央空调的技术可以满足于新世纪空调的发展需要,并且具有很强的可行性,是一种需要大力发展的新型能源利用技术。随着地源热泵应用于户式中央空调技术研究的进展,必然会对我国能源的科学利用起到良好的促进作用。
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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