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武漢地區地源熱泵系統應用現狀及常見(jiàn)問(wèn)題探究
文章來(lái)源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2024-09-04 09:46:43瀏覽次數:1492
武漢地區地熱資源豐富,對武漢地區27個(gè)項目的地源熱泵實(shí)際運行狀況進(jìn)行了能效測評,27個(gè)項目中僅有6個(gè)為地下水源熱泵系統,21個(gè)為地埋管地源熱泵系統,占到了測評項目總數的78%,這表明近幾年在武漢地區,受地質(zhì)、環(huán)境、政策等影響,豎直地埋管系統在地源熱泵系統中占主要地位。按照運行狀況分,21個(gè)地埋管地源熱泵系統中10個(gè)為間歇運行,主要為行政辦公和實(shí)驗研發(fā)樓,剩余的11個(gè)連續運行項目分別是住宅以及火車(chē)站房,受埋管面積、負荷特性、建設及使用對象等影響,在集中商業(yè)中較少采用地源熱泵系統。21個(gè)地埋管地源熱泵系統均配置了輔助散熱裝置,輔助形式包括冷卻塔、熱回收、湖水源等,采用冷卻塔進(jìn)行輔助冷卻的系統幾乎占到了100%,采用熱回收的復合式系統占到了項目總數的50%左右。
施工層面:同常規空調系統相比,垂直埋管地源熱泵系統重點(diǎn)在于地埋管換熱器的實(shí)施,主要受場(chǎng)地條件、交叉施工、回填方式影響較大。例如:某項目在實(shí)施的過(guò)程中,由于部分埋管區域出現溶洞,平均鉆孔深度只有69米,達不到設計深度90米,為了保證地埋管換熱器總長(cháng)度不變,在其他非埋管區增加一部分鉆孔,實(shí)際上雖然換熱器總長(cháng)度未改變,因為不同深度的換熱量不同,整體換熱量已達不到設計值。某項目由于地質(zhì)情況較為復雜,前期進(jìn)行施工組織時(shí)對地埋管換熱器鉆孔難度估算不足,換熱器施工工期拉長(cháng),為了確保整體工程按時(shí)完工,地下室結構底板和位于結構底板下的地埋管換熱器需要同時(shí)施工,造成了地埋換換熱器施工分區與設計分區不一致,地埋管二級分集水器側由設計階段的同程式系統變更為實(shí)施階段的異程式系統,為了維持水力平衡,只能通過(guò)調整換熱器連接二級分集水器之間的水平埋管管徑,盡量使各環(huán)路之間的水力不平衡率控制在可調范圍類(lèi)。
垂直埋管換熱器鉆孔回填方式主要有原漿回填、反漿回填和人工回填,其中反漿回填效果最好,但需使用專(zhuān)業(yè)設備,成本較高,施工過(guò)程中往往采用成本較低的原漿回填或操作簡(jiǎn)單的人工回填,在回填過(guò)程中易出現氣穴、堵塞等缺陷,造成回填密實(shí)度不佳。垂直埋管換熱器施工中常見(jiàn)的另一個(gè)問(wèn)題是埋管下井時(shí),換熱支管易出現互相纏繞,造成埋管間熱橋效應增加,這種狀況在采用雙U型地埋管換熱器、鉆孔深度較深時(shí)尤為突出,常規的解決方法是設置分離定位管卡,工程中常用的管卡均采用內支撐,這種管卡易形成橫向阻隔,后續回填中會(huì )有氣穴,增大了回填材料的熱阻,不利于換熱,在有些需要依靠機械頂壓下管的場(chǎng)合,由于內支撐的存在,會(huì )造成無(wú)法頂壓下管的情況,施工時(shí)往往會(huì )取消設置管卡,優(yōu)先保證下管,此時(shí)換熱支管熱短路效應會(huì )增大,為避免這種狀況,施工中可采用成本較高的外支撐型管卡,或采用其他人工隔離的方式使換熱支管處于分開(kāi)狀態(tài)。地埋管換熱器施工工藝復雜,工序繁多,任一環(huán)節過(guò)失均會(huì )對換熱量產(chǎn)生不利影響,在換熱器施工到一定數量后,應選擇一部分實(shí)施完成的換熱器進(jìn)行換熱能力測試,以便后續復核或調整設計參數或施工工藝,確保整體換熱量滿(mǎn)足設計要求。
相比于常規的空調系統,地源熱泵系統技術(shù)難度高,系統復雜,施工工藝和運維要求高,系統整體運行狀態(tài)的好壞,跟前期勘察、設計、施工、后期運營(yíng)各個(gè)階段息息相關(guān),應建立一套地源熱泵系統全生命周期的系統管理體系,由專(zhuān)業(yè)隊伍把控系統從立項到運營(yíng)的各個(gè)環(huán)節,保障系統真正做到高效節能運行,實(shí)現降碳減排的目的。
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