地大熱能地熱+多能互補新聞網訊：地源熱泵技術是以地熱作為熱泵裝置的熱源或熱匯,繼而對建筑進行制冷或者采暖的技術。隨著不斷地開發(fā),這一技術正在逐步的走向成熟,在實際的使用過程中,只要對空調通入少量的電源,就可以實現高溫熱源向低溫熱源進行能量轉移的功能,從而達到制冷或者供暖的效果。由于在不同的季節(jié)對供暖制冷的要求不同,因此會采取不同的技術來對其進行處理。在冬天,地熱資源相比較于環(huán)境來說作為高溫熱源,要將熱量提取出來進行室內供暖或者熱水供應,相反對夏季而言,地熱資源又成為低溫熱源,通過相應的技術把室內的熱量傳遞到地下,從而實現降溫的效果。因此,地源熱泵技術可以有效地滿足生活中的供暖制冷,而且對降低能耗和保護環(huán)境有著很好的作用。

歐洲發(fā)達國家如瑞士、奧地利、德國均使用地埋管地源熱泵為室內地板供暖, 并提供生活熱水, 瑞士地源熱泵的使用比例高達96%。近些年, 能源危機加劇, 掀起了世界范圍內的地源熱泵研究熱潮, 地源熱泵裝機量空前增加。地源熱泵已經具有工業(yè)級應用價值。

地源熱泵暖通空調主要形式

根據熱量來源不同, 地源熱泵暖通系統(tǒng)可分為土壤源、地下水源、地表水源三類。埋管式土壤源熱泵系將使用水作為工作介質, 在土壤內部換熱管道與熱泵機組之間循環(huán)流動, 完成機組與土壤之間的熱交換, 根據埋管形式不同, 可分為水平和垂直兩類, 這也是應用最為廣泛的地源熱泵形式, 無需抽取地下水。

地下水源熱泵以地下水作為熱量來源, 抽出地下水之后將水送到換熱器和熱泵機組, 提取或者釋放熱量之后再送回地下, 該方案的使用需要征得地方政府的許可, 同時地下要具有充足的水量, 回灌工作是該方案的重點。

地表水源熱泵使用地表水作為冷熱源, 抽取江河湖海水, 形成開式循據地源側水應用方式不同, 地源熱泵還可以劃分為閉環(huán)與開環(huán)兩類, 其中閉環(huán)換熱器內的工作介質不和外部水或者土壤相連通, 工作介質在封閉的循環(huán)系統(tǒng)內與外部環(huán)境完成熱交換, 在熱泵機組和地下埋管之間循環(huán)。開環(huán)系統(tǒng)則直接抽取外部水作為工作介質, 一般都應用板式換熱器完成和外部水之間的熱量交換, 保護內部熱交換器。

地埋管換熱器。為了提高暖通空調方案的經濟性, 提高能源利用率, 建筑中除了有特殊要求的消防、電梯機房等房間之外, 其余房間均采用集中空調方案。地埋管熱泵空調末端設計和常規(guī)暖通空調一致, 換熱器是地埋管地源熱泵設計的核心內容, 要根據建筑規(guī)模確定合適的地埋管鉆井數量與長度, 并對鉆井分布進行合理規(guī)劃。在施工區(qū)域內進行換熱性能測試, 并進行鉆孔換熱量計算, 從而了解鉆井單位井深的換熱能力, 選用雙U型換熱器, 根據總供熱需求計算鉆井個數:

根據經驗與計算結果, 進一步確定井深、有效埋深、間距、井直徑等相關參數, 布置鉆井要充分利用建筑周邊綠化帶, 采用梅花狀布置方案, 連接制冷機房, 將地源側集水器與分水器均布置在制冷機房內, 所有鉆井支路均采用同程設計, 確保所有支路水壓平衡, 支路總管穿墻進入機房分別連接集水器與分水器。

熱回收衛(wèi)生水系統(tǒng)。國內關于空調系統(tǒng)熱回收技術的研究已經初見成效, 通過熱回收機組, 將冷卻水中的熱量集中起來, 用以生活、生產熱水預熱/加熱, 能夠在降低空調熱污染的同時充分利用廢熱。

回收熱進行低溫用水預熱熱交換效率更高, 即便應用于高溫水加熱, 其總功耗仍然遠遠小于鍋爐加熱。在地源熱泵暖通空調系統(tǒng)中應用熱回收技術,回收熱不僅可以用于冷水預熱, 還可以應用在地熱補償中, 將廢熱引入地下, 從而能夠彌補地熱損失, 緩解地熱不平衡問題, 減小散熱設備的設計容量。

冷卻塔運行策略

冷卻塔是緩解地熱不平衡的重要輔助冷源, 系統(tǒng)余熱引入能夠在一定程度上彌補地熱損失, 但是作用有限, 引入冷卻塔則基本能夠達到地熱平衡。冷卻塔的啟停運行策略, 成為解決地熱不平衡問題的關鍵。

設備選型。冷卻塔要能夠彌補所有系統(tǒng)釋放熱量與制造熱量之間的差, 同時還要避免選型過大造成的浪費。

地源熱泵技術是一種低位可再生能源技術, 相比于電力, 使用地源熱泵作為建筑暖通空調能量來源, 有著清潔、節(jié)能的優(yōu)勢, 是一種綠色的暖通空調方案, 在保護環(huán)境和節(jié)能減排方面都能夠發(fā)揮重要作用。