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摘要:对于暖通工程而言,地源热泵技术的兴起具有十分重要、现实的意义。在暖通工程中,对地源热泵技术的利用不仅有利于能源的有效节省,还有助于暖通系统的科学、合理建立。本文主要对暖通工程中的地源热泵技术的应用进行了简要分析。
关键词:暖通工程;地源热泵技术;优越性
中图分类号:U260文献标识码: A
引言
当前,充分利用浅层地能已成为建筑工程中暖通空调节能的重要方向,作为进行转换取暖或制冷的新型清洁能源,地源热泵技术正在广泛应用于我国暖通空调领域,它基本不受地域和气候的影响,较传统能源更为经济节能、清洁高效。因此,广泛推广使用地源热泵正在成为我国未来供暖与制冷替代能源的首选。
一、地源热泵技术的优越性
1、地源热泵技术不会对环境造成影响,是一种环保的技术
相对于用电供暖来说其污染物的排放要减少70%以上,对于空气泵技术来说减少40%以上。由于地埋管热源热泵技术术语自含式系统,所以其运行说泄露的制冷剂的几率比较小,也不会对环境造成重大的影响。
2、地埋管地源热泵技术是一种经济型技术
因为地埋管地源热泵技术不需要燃烧等,从而对于能源的需求比较低,而且对于传统的空调系统来说其效率提高了40%以上,从而能够小小地节约能源和运行成本。同时地源热泵技术机组具有量的稳定性和可靠性,所以整个系统具有高效性和经济性。
3、地埋管地源热泵技术是可再生能源利用技术
因为地埋管地源热泵技术利用的是地热资源,而所谓的地热资源也就是是地能,是对太阳能的一种转变利用,能够吸收47%的太阳能量,太阳能是一种取之不尽用之不竭的可再生能源,所以地埋管地源热泵技术是一个可再生能源的利用技术。
二、地源热泵技术的工作原理
1、地源热泵的分类
根据地热源的种类和方式不同,地源热泵可分为以下三类:
(1)土壤源热泵
土壤源热源(也叫大地耦合式热泵)以大地作为热源,热泵的换热器埋于地下,与大地进行冷热交换。土壤源热泵系统主机通常采用水—水或热泵机组或水—气热泵机组。根据地下热交换器的布置形式,主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇形埋管三类。
(2)地下水热泵系统
地下水热泵系统,是一种以水体为低位热源,利用地下水式水源热泵机组为空调系统制备与提供冷/热水,再通过空调末端设备实现房间空气调节的系统形式。地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵系统低,另外水井很紧凑,不占什么场地,技术也相对比较成熟,水井承包商也容易找。但存在其劣势就在于:有些地方法规禁止抽取或回灌地下水;可供的地下水有限;如水质不好或打井不合格要注意水处理;如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远,泵耗能就会过大。
(3)地表水热泵系统
地表水热泵系统主要有开路和闭路系统。地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优点。在寒冷地区,开路系统并不适用,只能采用闭路系统。但是,在公共用的河水中,管道或水中的其他设备容易受到损害。另外,如果湖泊过小或过浅,湖泊的温度会随着室外气候发生较大的变化,这就会产生效率降低,制冷或供热能力降低的后果。
2、地源热泵的工作原理
地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、热泵机组和室内空调末端系统。工作原理就是在地下埋设管道作为换热器,管道与热泵机组连接形成闭式环路,管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下(供冷工况),或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热(供热工况)。其中水源热泵机主要有两种形式:水—水式或水—空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递,水源热泵与地能之间换热介质为水,与建筑物空调末端换热介质可以是水或空气,系统的关键是大地换热器的设计和施工。
三、地源热泵技术在建筑暖通工程中的应用
地埋管地源热泵技术是地源热泵技术种类中的一种,实际应用中同样具有着如上所述的特点。现代建筑暖通施工已经对该技术有了广泛的应用,做到了一定意义上的建筑节能。下面主要介绍地埋管地源热泵技术在暖通施工中的应用情况。
1、地埋管地源技术在暖通工程中的钻孔施工
地埋管地源技术在施工应用时要与其他工程相互配合,尤其是钻孔施工,要综合考虑到其他工程特点,避免钻孔施工对其他工程造成影响。实际施工时可采用的措施有:钻孔时注意建筑工程电缆施工,提前了解并掌握好电缆的分布路线,钻孔时避开电缆,以免出现电缆损坏问题。钻孔时,钻孔孔数要按照施工面积的多少来确定,而钻孔的位置则要根据施工地面的特点来定位。正式钻孔时要尽量保证钻机和钻杆的垂直度,防止钻机钻杆发生倾斜,钻到其他地方,破坏其他工程的质量。为了提高钻孔施工效益,要在钻孔和钻孔之间挖设一个泥浆池,目的是装载地面泥浆,防止泥浆窜流,污染施工场地,给施工带来麻烦。钻孔过程中要一边钻孔一边执行泥浆灌入,随时控制好钻孔质量,防止在钻孔过程中发生塌孔现象。
2、地埋管地源热泵技术在暖通工程中的预组装施工
预组装施工中,管材经质量检验进入施工现场后,要重视管材的堆放工作,采取合理的堆放措施保证管材质量不会受到影响。正确的管材堆放方法为:清扫出干净的地面,保持地面平整,然后将管材成箱的堆放在地面;做好管材堆放高度的控制,堆放高度尽量不要超过2米;同时,避免挤压、外力负荷对管材的影响,避免在管材堆上放置其他重物;做好管材的遮盖,避免阳光、雨露等自然现象对管材质量造成影响。
在进行现场预组装的时候要注意hdpe管的热熔管头的清洁度,对于管径小于或等于de50的时候,对于管材的切割采用旋转切刀,对于管径大于de50的时候采用的是手工木工锯;当hdpe管在地面连接完成以后要对管道进行试压,只有在试压合格以后才可以埋管,等井回填完以后还要对管道进行再试压,等试压合格以后再进行水平干管的连接;水平干管连接完成以后再进行试压,试压合格以后进行回填土,在总管连接完成以后在进行系统的试压。
在管道进行连接的时候可以采用热熔连接的方式,对于和金属管的连接采用法兰连接的方式,对于外径大于或等于63mm的hdpe管就可以采用热熔对接的方式。在进行hdpe管的连接时候要注意对各种附属设备的核对,避免因为附属设备的缺失对施工造成影响。
3、地埋管地源热泵技术在暖通工程中的下管施工
下管施工技术高低关系着地埋管地源热泵技术效能能否充分发挥,所以必须保证下管施工质量。在进行地源热泵技术的下管施工的时候一定要注意下管的及时性,要在钻孔完成以后立即进行下管,因为如果下管的时候越晚钻孔里面的積压越严重不利于管道的下放;为了达到良好的下管施工,一般采用的都是预制砼导头下井施工方法进行施工,在预制导头制作完成以后要进行相应的试压工作,导头的直径应该大于四根hdpe管的直径,小于钻孔的直径。然后依靠导头的重量和管道本身的重量进行下井,下井的时候不要让管道在地面拖拉,不要让管道产生不自然的弯曲,更不能让管道产生角度。要在间隔2m~4m的位置对u型管道进行固定支卡将管道之间隔开,避免热桥损失的出现,对管道造成巨大的影响,要对管与管之间的间距进行严格的设计,必须要保证管与管之间不会出现贴在一起的现象,如果出现这种现象将会对管道造成重大的影响。当hdpe管道下井完成以后要对管道的两端进行密封,避免由于密封不够对于整个系统造成的影响。
结束语
地源热泵作为一种环保节能的空调方式,目前正在我国迅速发展。作为一个新兴的技术领域,它的成功应用还有待进一步得到验证。作为施工和管理人员都应该积极参与到推广这项节能环保的新技术中,不断总结经验。相信不久的将来,地源热泵在我国一定有广阔的市场。
参考文献
[1]安嫦娥,刘文杰.暖通工程中的地源热泵技术的应用[J].科技传播,2012.
[2]范海涛.浅谈地源热泵技术及其在暖通工程中的应用[J].中国房地产业,2011.
[3]张俊巧,尚百师,陆曼.地源热泵系统运行管理节能潜力分析[J].中国住宅设施,2011.
关键词:暖通工程;地源热泵技术;优越性
中图分类号:U260文献标识码: A
引言
当前,充分利用浅层地能已成为建筑工程中暖通空调节能的重要方向,作为进行转换取暖或制冷的新型清洁能源,地源热泵技术正在广泛应用于我国暖通空调领域,它基本不受地域和气候的影响,较传统能源更为经济节能、清洁高效。因此,广泛推广使用地源热泵正在成为我国未来供暖与制冷替代能源的首选。
一、地源热泵技术的优越性
1、地源热泵技术不会对环境造成影响,是一种环保的技术
相对于用电供暖来说其污染物的排放要减少70%以上,对于空气泵技术来说减少40%以上。由于地埋管热源热泵技术术语自含式系统,所以其运行说泄露的制冷剂的几率比较小,也不会对环境造成重大的影响。
2、地埋管地源热泵技术是一种经济型技术
因为地埋管地源热泵技术不需要燃烧等,从而对于能源的需求比较低,而且对于传统的空调系统来说其效率提高了40%以上,从而能够小小地节约能源和运行成本。同时地源热泵技术机组具有量的稳定性和可靠性,所以整个系统具有高效性和经济性。
3、地埋管地源热泵技术是可再生能源利用技术
因为地埋管地源热泵技术利用的是地热资源,而所谓的地热资源也就是是地能,是对太阳能的一种转变利用,能够吸收47%的太阳能量,太阳能是一种取之不尽用之不竭的可再生能源,所以地埋管地源热泵技术是一个可再生能源的利用技术。
二、地源热泵技术的工作原理
1、地源热泵的分类
根据地热源的种类和方式不同,地源热泵可分为以下三类:
(1)土壤源热泵
土壤源热源(也叫大地耦合式热泵)以大地作为热源,热泵的换热器埋于地下,与大地进行冷热交换。土壤源热泵系统主机通常采用水—水或热泵机组或水—气热泵机组。根据地下热交换器的布置形式,主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇形埋管三类。
(2)地下水热泵系统
地下水热泵系统,是一种以水体为低位热源,利用地下水式水源热泵机组为空调系统制备与提供冷/热水,再通过空调末端设备实现房间空气调节的系统形式。地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵系统低,另外水井很紧凑,不占什么场地,技术也相对比较成熟,水井承包商也容易找。但存在其劣势就在于:有些地方法规禁止抽取或回灌地下水;可供的地下水有限;如水质不好或打井不合格要注意水处理;如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远,泵耗能就会过大。
(3)地表水热泵系统
地表水热泵系统主要有开路和闭路系统。地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优点。在寒冷地区,开路系统并不适用,只能采用闭路系统。但是,在公共用的河水中,管道或水中的其他设备容易受到损害。另外,如果湖泊过小或过浅,湖泊的温度会随着室外气候发生较大的变化,这就会产生效率降低,制冷或供热能力降低的后果。
2、地源热泵的工作原理
地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、热泵机组和室内空调末端系统。工作原理就是在地下埋设管道作为换热器,管道与热泵机组连接形成闭式环路,管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下(供冷工况),或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热(供热工况)。其中水源热泵机主要有两种形式:水—水式或水—空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递,水源热泵与地能之间换热介质为水,与建筑物空调末端换热介质可以是水或空气,系统的关键是大地换热器的设计和施工。
三、地源热泵技术在建筑暖通工程中的应用
地埋管地源热泵技术是地源热泵技术种类中的一种,实际应用中同样具有着如上所述的特点。现代建筑暖通施工已经对该技术有了广泛的应用,做到了一定意义上的建筑节能。下面主要介绍地埋管地源热泵技术在暖通施工中的应用情况。
1、地埋管地源技术在暖通工程中的钻孔施工
地埋管地源技术在施工应用时要与其他工程相互配合,尤其是钻孔施工,要综合考虑到其他工程特点,避免钻孔施工对其他工程造成影响。实际施工时可采用的措施有:钻孔时注意建筑工程电缆施工,提前了解并掌握好电缆的分布路线,钻孔时避开电缆,以免出现电缆损坏问题。钻孔时,钻孔孔数要按照施工面积的多少来确定,而钻孔的位置则要根据施工地面的特点来定位。正式钻孔时要尽量保证钻机和钻杆的垂直度,防止钻机钻杆发生倾斜,钻到其他地方,破坏其他工程的质量。为了提高钻孔施工效益,要在钻孔和钻孔之间挖设一个泥浆池,目的是装载地面泥浆,防止泥浆窜流,污染施工场地,给施工带来麻烦。钻孔过程中要一边钻孔一边执行泥浆灌入,随时控制好钻孔质量,防止在钻孔过程中发生塌孔现象。
2、地埋管地源热泵技术在暖通工程中的预组装施工
预组装施工中,管材经质量检验进入施工现场后,要重视管材的堆放工作,采取合理的堆放措施保证管材质量不会受到影响。正确的管材堆放方法为:清扫出干净的地面,保持地面平整,然后将管材成箱的堆放在地面;做好管材堆放高度的控制,堆放高度尽量不要超过2米;同时,避免挤压、外力负荷对管材的影响,避免在管材堆上放置其他重物;做好管材的遮盖,避免阳光、雨露等自然现象对管材质量造成影响。
在进行现场预组装的时候要注意hdpe管的热熔管头的清洁度,对于管径小于或等于de50的时候,对于管材的切割采用旋转切刀,对于管径大于de50的时候采用的是手工木工锯;当hdpe管在地面连接完成以后要对管道进行试压,只有在试压合格以后才可以埋管,等井回填完以后还要对管道进行再试压,等试压合格以后再进行水平干管的连接;水平干管连接完成以后再进行试压,试压合格以后进行回填土,在总管连接完成以后在进行系统的试压。
在管道进行连接的时候可以采用热熔连接的方式,对于和金属管的连接采用法兰连接的方式,对于外径大于或等于63mm的hdpe管就可以采用热熔对接的方式。在进行hdpe管的连接时候要注意对各种附属设备的核对,避免因为附属设备的缺失对施工造成影响。
3、地埋管地源热泵技术在暖通工程中的下管施工
下管施工技术高低关系着地埋管地源热泵技术效能能否充分发挥,所以必须保证下管施工质量。在进行地源热泵技术的下管施工的时候一定要注意下管的及时性,要在钻孔完成以后立即进行下管,因为如果下管的时候越晚钻孔里面的積压越严重不利于管道的下放;为了达到良好的下管施工,一般采用的都是预制砼导头下井施工方法进行施工,在预制导头制作完成以后要进行相应的试压工作,导头的直径应该大于四根hdpe管的直径,小于钻孔的直径。然后依靠导头的重量和管道本身的重量进行下井,下井的时候不要让管道在地面拖拉,不要让管道产生不自然的弯曲,更不能让管道产生角度。要在间隔2m~4m的位置对u型管道进行固定支卡将管道之间隔开,避免热桥损失的出现,对管道造成巨大的影响,要对管与管之间的间距进行严格的设计,必须要保证管与管之间不会出现贴在一起的现象,如果出现这种现象将会对管道造成重大的影响。当hdpe管道下井完成以后要对管道的两端进行密封,避免由于密封不够对于整个系统造成的影响。
结束语
地源热泵作为一种环保节能的空调方式,目前正在我国迅速发展。作为一个新兴的技术领域,它的成功应用还有待进一步得到验证。作为施工和管理人员都应该积极参与到推广这项节能环保的新技术中,不断总结经验。相信不久的将来,地源热泵在我国一定有广阔的市场。
参考文献
[1]安嫦娥,刘文杰.暖通工程中的地源热泵技术的应用[J].科技传播,2012.
[2]范海涛.浅谈地源热泵技术及其在暖通工程中的应用[J].中国房地产业,2011.
[3]张俊巧,尚百师,陆曼.地源热泵系统运行管理节能潜力分析[J].中国住宅设施,2011.