暖通工程中的地源热泵技术的应用

发表时间:2021/8/5   来源:《建筑实践》2021年3月(下)第9期   作者:   林汇升
[导读] 地源热泵技术主要是利用地下可再生能源进行能量转换,属于暖通工程的重要组成部分。

        林汇升
        北京中外建建筑设计有限公司南宁分公司 广西南宁 530200
        摘要:地源热泵技术主要是利用地下可再生能源进行能量转换,属于暖通工程的重要组成部分。随着暖通工程中能源消耗的日益增长,地源热泵技术逐渐受到社会的广泛关注,本文分析了地源热泵技术的应用价值,介绍了目前常见的地源热泵种类,提出了施工技术要点,对地源热泵施工具有一定的借鉴作用。
        关键词:地源热泵;技术;暖通;价值;施工
        在暖通工程中应用地源热泵技术可以最大限度降低不必要的能源消耗,地源热泵空调能有效降低资源以及环境产生的污染,还能选取可再生资源以及常规能源。为了保障暖通空调技术的稳定发展,使用更为节能环保的可再生能源是重要发展的方向,其中地热能源运用就是相对有效地类型。在暖通空调地热能源运用中,要注重对地热泵合理设定,保障地源热泵技术运用具备较强的适应性与匹配度,能有效规避多项风险问题。
        1地源热泵系统运行原理
        目前通过市场中各类制冷热泵装置运行原理能对其进行有效分类,主要是划分为吸收式制冷热泵设备、蒸汽压缩式设备。其中吸收式制冷热泵设备在运行中主要是通过驱动燃气发动机与电动机进行作用,会产生天然气以及电能耗损。蒸汽压缩式制冷热泵装置运行主要是通过较高质量的热能有效驱动,会消耗较多天然气、热水、油等。当前热泵装置以及电动蒸汽压缩式制冷装置运行较为常见,其中地下水、地表水、土壤等均是地源介质,在制冷过程中,低压与低温工质饱和蒸汽通过蒸发器有效输送到压缩机中,这样能被有效压缩成高温高压蒸汽,之后蒸汽达到冷凝器中。在冷凝器中,对应的地源介质能有效冷却,产生高压饱和状态液体[2]。此类液体顺势流向节流阀,再有效作用产生低温低压的湿润蒸汽。最后抵达压缩机以后进入到后续循环中,在制热发生过程中主要是节流阀中产生的气液达到蒸发器中,便于地源介质热量集中收集,之后转变为饱和蒸汽。饱和蒸汽有序抵达压缩机,被有效压缩成高温高压过热蒸汽,到达冷凝器之后,冷凝器中工质将热量有效传递到载热剂。工质趋向于高饱和、中温液体转变,进入到节流阀以后开始趋向于低压、低温工质气液有效转变,再进入到后续循环过程中。
        2地源热泵的种类
        2.1大地耦合热泵
        大地耦合热泵其热源以及热汇主要是基于地表浅层土壤为主体,对比传统空气热泵具有诸多优势。其地表水与空气来说,当土壤深入到地底,在全年产生的稳定波动幅度较小,土壤将会对地表空气以及温度产生较大影响。因此,在诸多条件中,热源以及热汇能作为热泵装置,保障系统能高效率运行。其次,土壤作为热泵热源与热汇,可以有效替代传统冷却塔、锅炉等,控制环境污染问题。与空气热泵对比能得出,大地耦合热泵没有除霜问题,不需要风机对土壤热源有效回收,这样能有效控制系统噪声等级。土壤自身就是蓄热体以及蓄冷体。基于大地耦合热泵能有效搭配太阳能装置运用,基于土壤环境放热作用,有效满足制冷与供热要求。其中土壤环境整体传热作用力较差,要注重补充较大的工人面积,实际占地面积较大。。
        2.2地下水热泵
        在地源热泵中地下热源属于重要分支,此类热泵技术运用主要是基于地下深井,基于热源、热汇实施有效供热与供冷。其中地下深井水位处于地层,深层水井水温恒定不变,其热泵运行多项价值突出。通过对水井系统规范化布局,能占据较小面积,当地下水回灌以及对地下水进行抽取,不会对占地面积产生较大影响。对于大地耦合热泵,对地式热交换器合理运行能有效控制运行成本。对于大型热泵系统运用,井水单位容量消耗成本偏低。井的流量较高,便能满足空调系统运行要求。与中央空调系统对比,选取地下热泵系统,对其进行规范化设计,无须维护,整体消耗成本偏低。


        3暖通工程地源热泵技术运用要点探究
        3.1钻孔施工技术要点
        在暖通工程地源热泵技术运用中,在钻孔施工操作展开前要注重对施工现场展开全面勘测,确保其与诸多专业电缆、土建、排水专业之间能有效衔接。注重做好钻孔就位,保障钻机钻杆能保持最合适的出制度,防止垂直度偏差问题导致施工埋设完成的管道受到磕碰作用影响产生不同程度磨损。在正常施工状态中,要保障钻井机械定位水平偏差值控制在≤1%,促使垂直偏差能≤0.5%,要注重将1400mm×700mm×500mm大小泥浆池有效布设在钻孔的两孔间,然后放置在地埋管外购方向两孔之间,便于钻井机运行中具备良好的水循环载体,有助于对倒流情况进行控制,全面提升施工现场干净度。在施工中参照施工经验能选取正循环回转钻井技术,在钻孔施工操作中,要注重组织专业人员实施施工检查,便于钻孔位置更为精确,还要对各项数据进行记录。当施工偏差超出此项标准,要注重及时进行修正与重新定位。还要对隐蔽工程进行记录,相关建设部门与监理单位要及时进行验收。
        3.2现场预组装施工技术要点
        在施工现场要注重基于预组装方式布设U型管,为了对管材变形问题集中控制,要注重在平整度较高的地面上水平布设U型管,这样能有效防止外部受压产生较大变形力。要对水平总管合理连接,在水平纵观连接中,针对性做好试压管控,保障其质量合格,之后实施回填施工。在总管连接以后要进行试压管控,在热熔对接中,针对管材外径超出63mm的HDPE管要注重针对性分析熔对接方式,此项连接技术经济性突出,接头位置承拉、承接、承压强度要超出管材自身。正常状态下热熔连接温度要规范化控制在200℃~210℃范围内。实际热熔对接操作流程设定中,要注重规范化选取热熔对接机,在焊机夹具中要注重对连接管材规范化布设,注重做好夹紧操作。对管材连接端实施有效清理,还要注重对连接面实施有效铣削。对对接件有效校直,保障端面错位量有效控制在管壁厚度的10%之内。之后放入加热板实施有效加热,充分加热之后取出加热板,这样能在较短时间内对两个加热面有效对接,有助于对熔接压力有效控制实施保压冷却管控。
        3.3下管施工技术要点
        在下管之前要注重对U型管实施有效试压以及冲洗操作。正常情况下,要注重基于预制混凝土导头下井施工法展开下管施工操作。施工技术人员要确保导头直径大小略微低于钻孔直径,其次还要超出4根HDPE循环管所处位置区域大小。基于HDPE管内水以及导头质量实施有效下井,这样能对下管速率进行控制。还能保障HDPE管能精确化达到地源井底端,防止下井施工中HDPE管材受到井壁尖石刮伤以及不同程度损坏。为了能对热桥损失现象有效控制,在U型管管间距控制中要注重适应设计规定要求。在下管阶段要注重控制最合理的同心度,防止管道之间出现过度接触情况。在实际施工中,要注重间隔2m~4m范围运用固定支卡,便于分开U型管。做好HDPE管下井操作以后,要注重将U型材料断口实施针对性密封处理。
        4结语
        暖通工程始终在人们的生活中扮演重要角色,尤其是对于中国北方地区,对于供热问题的关注程度是很高的,为了进一步提升暖通工程的工作效率,将热源地泵技术应用其中已经成为一种必然趋势,热源地泵技术的应用不但有效提升了暖通工程的运行效率,同时也进一步推动了暖通工程的绿色发展,能够在充分利用可再生能源的基础上,对资源进行合理配置,以此实现资源和能源的可持续发展。
        参考文献:
        [1]陈彦龙.空气源热泵与水源热泵特点分析及应用[J].江西建材,2021(01):180+182.
        [2]徐卫荣,夏卓平,邱建中.土壤源热泵系统运行策略及优化分析[J].制冷与空调(四川).2020(06):703.
        [3]杨阳.暖通空调设计中地源热泵技术的应用研究[J].建筑技术开发.2020(23):40.
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