地源热泵系统应用存在的问题及对策
地源热泵空调工程常见问题及对策
地源热泵空调工程常见问题及对策摘要:地源热泵空调系统是利用地下土壤巨大的蓄热、蓄冷能力,通过有效提取和能量转化,给建筑物提供热量或制冷的系统。
本文阐述了地源热泵空调系统施工过程中一些常见问题,逐一进行分析并提出解决方法。
关键词:地源热泵;空凋系统;施工质量1 室外换热管路系统1.1 埋管方式部分地源热泵空调工程的室外换热管路采用水平埋设,这样虽然初期投资较小、施工难度低,但是占用空置地表面积大,影响埋管部位的场地运用。
尤其是T程改建时受场地内其他建筑物的影响不易施工,而且由于水平埋管埋设深度较浅,受大气温度影响较大,要保证正常运行,必须加大运行投入。
总之,换热管路采用水平埋设的方式时,整体换热性能相对不良。
解决办法:采用垂直埋管方式,在合理的水平距离范围内钻孔,达到一定深度,再布置换热管路,这样既可有效节约土地使用面积,又能尽可能地利用深层土壤的恒定温度,达到更好的热能交换效果。
1.2 回路形式有些地源热泵空调工程室外换热管路的回路形式采用串联系统。
串联系统虽然具有管径和流程比较单一、回路系统内的空气和杂质废物容易排除及管道的线性长度有较高的换热性能等优点.但是需要具备比较大的流体体积和添加比较多的抗冻剂,存在管道安装、运行费较高,以及单位长度内压力降较大等缺点。
另外,如果在施工或运行过程中某一处管路出现问题,将使整个系统受到影响,降低换热管路的热能置换效果甚至使系统停止。
解决办法:换热管路回路形式采用并联系统。
不仅有管径小、管道安装和运用费用较低和抗冻剂用量少等优点,而且一旦某并联分支管路出现破裂泄漏或其他问题.关闭该事故回路,仍然能保证整个换热管路回路系统的正常运行。
1.3 管材及下管方法有些地源热泵空调工程的室外换热管路采用的管道材质达不到热量传递好、耐腐蚀性强的要求,直接影响换热质量和运行效果。
只用一组U形管往孔洞中下管,未考虑充分利用每个孔洞的蓄热和蓄冷,且下管施工过程简单盲目,易造成管路损坏或管路间距过小,热能转换效率低下等问题。
地源热泵整治报告
地源热泵整治报告一、背景介绍地源热泵是一种利用地下土壤、地表水或地下水作为热源的供暖和制冷系统。
它以低温热能为输入,通过压缩、蒸发、冷凝等技术,将地下热能转化为高品质的热能供应给建筑物。
随着能源问题的日益突出和环境保护的重要性逐渐凸显,地源热泵作为一种高效、清洁、可再生的能源利用方式,受到了广泛关注和应用。
然而,随着地源热泵的普及和应用,一些问题也逐渐浮现。
其中主要包括系统设计不合理、维护不到位、能效低下等。
为了解决这些问题,我们进行了本次地源热泵的整治工作,并制定了以下整治报告。
二、整治目标本次地源热泵整治的目标主要包括:1.提高地源热泵系统的能效,减少能源消耗。
2.优化系统设计,提升供暖和制冷效果。
3.健全维护管理机制,延长系统寿命。
4.减少对环境的影响,提高系统的可持续性。
三、整治步骤1. 系统能效提升通过对地源热泵系统能效进行评估,确定系统存在的能耗问题。
针对问题,我们制定了以下改进措施:•优化系统运行策略,合理分配供暖和制冷的能耗。
•提高系统的节能控制技术,减少能源损耗。
•定期清洗和维护地源热泵设备,保持其良好的运行状态。
•引入智能控制系统,实现对能耗的实时监测和调控。
2. 系统设计优化通过对现有地源热泵系统的设计方案进行评估,发现存在一些问题,如管道布局不合理、换热效率低等。
为此,我们提出以下改进建议:•重新评估和设计地下热交换系统的管道布局,优化换热效果。
•在地下热交换装置中增加换热面积,提高换热效率。
•调整地源热泵系统的供热和制冷负荷,确保系统运行在最佳状态。
•安装适当的控制阀和流量计,实现对热水和冷水的准确控制。
3. 维护管理机制健全地源热泵系统的长期稳定运行需要定期的维护和管理。
为此,我们建议:•制定详细的维护计划,包括设备检查、清洗和保养等工作。
•建立完善的维护记录和报告系统,实时监控系统状况。
•培训维护人员,提高其维护技能和意识。
•加强设备保护措施,避免因外界环境因素对地源热泵系统的影响。
地源热泵应用现状调研及优化建议
地源热泵应用现状调研及优化建议摘要:热泵是在电能驱动下,通过热力学逆循环连续地将热量从低位热源转移到高温物体或者介质,并用于制取热量的装置。
可以利用一份电能提取3~4份可再生能源中的低位热能,共同向用户供热,因此,热泵供热是一种节能、环保、高效的供热方式,在建筑供暖和生活热水供应上获得了广泛应用。
正是由于其这一特性,热泵技术的发展始终同能源与环境问题息息相关,紧密联系在一起。
进入21世纪,气候变化及能源问题更加严峻,热泵技术作为可再生能源利用的有效途径,成为国际能源署认定的节能减碳关键技术之一,在我国获得了广泛的应用。
关键词:地源热泵;应用现状;优化建议引言能源革命、低碳能源、清洁供暖目前已经成为我国能源战略的重要组成部分。
面对严峻的能源危机,国家大力支持低碳清洁能源的开发和利用,建筑行业领域也迎来能源革命。
在建筑领域,地源热泵系统作为一种使用清洁能源的采暖(制冷)系统,可以利用少量的高位能(一般为电能),将浅层的地热能转化为高位热能。
地源热泵主要是将土壤所储藏的庞大太阳能作为热源,通过热泵系统进行能量的相互转换,是一种实用的节能技术。
从长期来看,地源热泵系统具有良好的发展前景,国家大力支持,随着科学技术的进步,未来,其势必获得更广泛的利用。
1热泵发展现状根据热泵利用的低位热源不同分为:空气源热泵、地源热泵、太阳能热泵,其中地源热泵包括地埋管地源热泵、地下水地源热泵和江、河、湖、海、污水及再生水等地表水源热泵。
按照低位热源的可得性、稳定性及技术经济性,空气源热泵和地源热泵是我国热泵应用主要类型。
空气源热泵早期以冷暖空调形式应用推广,以供冷为主、供热为辅,主要应用于分散式短期供暖的长江流域及以南地区。
近年来随着我国清洁取暖国家战略的实施,空气源热泵供暖成为分散电代煤的主要技术形式,应用范围不断北扩。
长江流域供暖需求的日益增加,空气源热泵在这一区域的应用也进一步推广。
建筑节能工作的不断深入推进,迈入近零能耗时代,建筑负荷需求大幅度降低,供能灵活性要求提升,空气源热泵集成新风、净化、除湿的多功能产品不断涌现。
地源热泵实际使用中的热平衡问题
地源热泵实际使用中的热平衡问题地源热泵是21世纪的一项最具有发展前途的具有节能和环保意义的制冷空调技术。
地源热泵优点:1.利用大地的蓄能作用,环保效益显著。
2.高效节能,运行费用低。
3.运行安全稳定,可靠性高。
地源热泵缺点:地源热泵冬夏两季向大地取热量和排热量不平衡。
热平衡问题分析:地源热泵通过热泵将大地中低位热能提高,对建筑供暖,同时使大地中的温度降低,即蓄存冷量以备夏季使用;夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下,对建筑进行降温,同时在大地中蓄存热量,以备冬季使用。
这一特点决定了该项技术适用于夏热、冬冷且冷热负荷相当的地区。
若该系统在冷热负荷不平衡的情况下长期运行,将会使土壤温度逐渐上升或下降,导致地埋管换热器换热环境恶化,换热效率下降,从而影响热泵机组的效率和运行的经济性。
以夏季和冬季不平衡率为3%和10%两种条件,得出的结果如下:以五年为一个周期来看,土壤温度逐年升高,温升分别升高了0.81℃和2.77℃。
地源热泵系统在热量不平衡率仅为10%的情况下运行五年,土壤温度就明显的升高了2.77℃,可以推想,若在热平衡率更大时,若不采取必要措施,地源热泵系统运行一段时间之后很可能就无法正常运行。
解决方案:根据实测和理论计算,建议以不平衡率20%为界线,即在20%以下时由于土壤本身具有一定的热扩散能力和蓄热能力,热量不平衡对热泵的运行影响不大,不需要采取措施。
当热平衡率相差较大(20%以上),需要采取辅助措施:辅助供热和辅助冷却方式。
称为复和式地源热泵系统。
以热负荷为主和以冷负荷为主的两种情况分析:1.系统的释热量小于吸取热量。
若地源热泵系统在这种情况下长时间运行,将会使土壤温度逐渐下降,使地埋管换热环境恶化,降低换热效率,使出水温度降低,并造成热泵机组的蒸发温度降低,从而影响热泵机组的效率和运行的经济性。
2.系统的释热量大于吸取热量。
原理与上述相反,后果一样。
为解决这个问题并提高系统的经济性,在地源热泵系统设计时综合考虑。
地埋管地源热泵系统常见问题及解决措施
地埋管地源热泵系统常见问题及解决措施─—整理自徐伟主编《中国地源热泵发展研究报告(2008)》目前,地埋管地源热泵系统的工程应用中存在的问题是在现场测试、设计方法、施工质量控制与检测等方面存在一些问题。
以下就对这三方面的问题及对应解决措施进行分析。
一、现场测试1、存在问题地埋管地源热泵系统的现场测试存在的问题主要体现在四个方面:(1)如果按照每延米换热量进行系统设计,测试过程应该模拟土壤源热泵系统的哪一种工况,单独模拟一种工况是否具有足够的代表性;(2)如果按照每延米换热量进行系统设计,测试孔的孔数应该如何确定;(3)在某一特定工况下测试所得的每延米换热量的数据是否需要做相应的修正以用来作为系统设计的依据,如果需要修正又该如何修正;(4)实测过程测试仪器的制热及制冷功率、地埋管换热器内的水流速度该如何确定。
2、解决措施在某一特定工况及气候条件下测试得出的每延米换热量的值,若没有科学合理的方法被修正为设计值,也就没有达到现场测试为力求设计精确性的本来目的,这样的测试是没有必要的。
通过分析现场测试数据计算出的应是某一相对固定的设计参数,这一参数应不受外界环境因素及系统运行工况的影响或影响较小,否则即使某一参数是通过分析实测数据计算所得也必须经过修正。
实测得到的每延米换热量不能够直接用于换热器系统的设计,而应首先做科学合理的修正,因此,获取的现场测试数据应被用于计算不受外界环境因素及系统运行工况影响或影响较小的参数,这也就是岩土的热物理参数,包括岩土的导热系数、比热容以及岩土的密度等。
自2009年6月1日起实行的《地源热泵系统工程技术规范》(GB50336-2005)局部修订的条文(以下简称规范),重点增加了岩土热响应的具体试验方法及相关内容的规定,并在此基础上对相关条文进行了修订,以正确指导地埋管地源热泵系统的设计和应用,如:当地埋管地源热泵系统的应用建筑面积在3000~5000㎡时,宜进行岩土热响应试验;当应用面积大于或等于5000㎡时,就进行岩土热响应试验等等。
地源热泵技术应用问题(应用前景、制约条件、技术动态)
地源热泵技术、应用问题(应用前景、制约条件、技术动态)地下换热器设计地下换热器设计是地源热泵系统有别于其他系统之所在。
地下换热器的设计是否合理直接影响到热泵的性能和运行的经济性。
(1)确定地下换热器埋管形式:地下换热器的埋管主要有两种形式,即竖直埋管和水平埋管。
选择哪种方式主要取决于场地大小、当地岩土类型及挖掘成本。
在各种竖直埋管换热器中,目前应用最为广泛的是单U 形管。
(2)确定管路的连接方式:地下换热器管路连接有串联方式与并联方式两种。
采用何种方式,主要取决于安装成本与运行费。
对竖直埋管系统,并联方式的初投资及运行费均较经济。
且为保持各环路之间的水力平衡,常采用同程式系统。
(3)选择地下换热器管材及竖埋管直径:目前国外广泛采用高密度聚乙烯作为地下换热器的管材,推荐按SDR11 管材选取壁厚,管径(内径) 通常为20~40 mm ,而国内大多采用国产高密度聚乙烯管材。
流速大小按以下原则选取:对于内径小于50 mm 的管子,管内流速应在0. 6m/ s ~1. 2 m/ s 范围内;对于内径大于50 mm 的管子,管内流速应小于1. 8 m/ s 。
(4)地下换热器的尺寸确定及布置:①确定地下换热器换热量夏季与冬季地下换热器的换热量可分别根据以下计算式确定:0Q Q 1夏=(1+1/COP ) (1) k Q Q 2冬=(1+1/COP ) (2) 式中Q 0 为热泵机组制冷量,kW; Q k 为热泵机组制热量,kW; COP 1 , COP 2 分别为热泵机组制冷、制热时的性能系数。
地源热泵系统COP 在3.5~4.4之间。
②确定地下换热器长度地下换热器的长度与地质、地温参数及进入热泵机组的水温有关。
在缺乏具体数据时,可依据国内外实际工程经验,按每m 管长换热量35~55 W 来确定地下换热器所需长度。
③确定地下换热器钻孔数及孔深等参数竖埋管管径确定后,可根据(3)式来确定钻孔数:24000i W n vd π= (3) 式中n 为钻孔数; W 为机组水流量,L/s; v 为竖埋管管内流速,m/s , d i 为竖埋管管内径,mm 。
地源热泵系统应用存在问题及对策
地源热泵系统应用存在问题及对策为什么地源热泵在中国会有如此大的发展,分析其中的原因,有以下几点:首先是由供热供冷的巨大需求决定的。
中国960万平方公里的国土面积从北到南共有五个气候区,有五分之三的地区都需要冬季供暖,目前供暖在发达的长江流域是一个刚性需求,我们只能积极应对,且尽可能其发展速度控制在一个合理的范围内。
其次,我国气候带的多样性决定了地源热泵发展的多种形式,须根据不同气候带因地制宜采用不同形式的地源热泵。
针对我国地源热泵发展情况,我总结了十六个字:技术先导,行业推进,政府引导,市场选择。
1. 技术先导。
在中国大力推广热泵技术并不是盲目的。
首先我们在技术上做了大量基础工作,逐渐建立技术体系、标准体系和人才队伍,有了这些基础的建立,才保证了可再生能源从项目示范顺利过渡到城市示范。
2. 行业推进。
像全国地源热泵委员会主办的走进城市地源热泵技术高层论坛就属于一个行业推进会,建设行业、工程与地质行业等都在积极推动。
3. 政府引导。
自2006年起,国家不断出台鼓励措施,政策上的支持至今已持续了五年。
一个国家在五年内持续推广一项技术,这样的举措在世界范围内也是具有影响力的,像中国这样大力推动地源热泵技术应用的国家并不多。
前不久,亚太地区热泵交流会在日本召开,作为同行间的交流,我在国际会议上介绍了中国地源热泵发展的国家引导政策,其他国家的同行们都很羡慕。
4. 市场选择。
在地源热泵技术的应用中,尽管政府的推广有很强的力度,有技术的先导,有行业的推进,但最终还是需要市场选择,没有市场而仅仅靠政府、专家、行业组织的力量是不够的,所以中国地源热泵的推广应用最终要由市场决定。
下面,我将就地源热泵推广中遇到阻力的原因进行分析。
据IEA/HPP 报告指出,像美国、瑞典、德国以及日本在推广中存在的最大障碍是成本高。
而投资成本就中国地源热泵发展而言却非最主要的矛盾。
我们用初投资进行分析,以利用地壤源热泵为例:地源热泵项目近5年来的初投资成本并无太大变化,单位面积的投资成本基本还维持在300到400元。
地源热泵应用在存在的问题
地源热泵应用在存在的问题地源热泵在国外发达国家应用已经成熟,但在中国还处于引进试用阶段。
中国地源热泵应用存在着一些问题,对这些问题应采用的解决方式。
标签:地源热泵应用;优势;国家政策;系统设计;施工规范地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。
地表浅层地热资源指地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源以及土壤源,它们吸收的太阳能、地热能远远超过人类每年利用能量。
它不受地域、资源等限制,是储存于地表浅层量大面广、近乎可无限利用的清洁可再生能源。
地源热泵不是能量的制造者,而是能量的搬运工。
地源热泵只是在大地和室内之间“转移”能量,利用极小的电力来维持室内所需要的温度。
在冬天,使用电力将土壤或水源中热量送入室内。
在夏天,过程相反,室内的热量被热泵转移到土壤或水中,使室内得到凉爽的空气。
如此周而复始,将建筑空间和大自然联成一体。
以最小的低价获取了最舒适的生活环境。
它利用地层特定深度保持恒温的特性,制热能效比达到4.0以上。
也就是说消耗1KWh的能量,用户可得到4KWh 以上的热量或冷量。
地源热泵系统是目前效率最高、对环境最有利的热水、取暖和制冷系统。
如果考虑到包括环境效益、能源保障和长期利用在内,地源热泵系统是最好、技术含量最高的替代产品。
地源热泵供暖空调的优势使其成为近年来世界可再生能源利用及建筑节能领域中增长最快的产业之一。
从地源热泵应用情况来看,北欧国家主要偏重于冬季采暖,而美国则注重冬夏联供。
由于美国的气候条件与中国很相似,因此美国的地源热泵应用情况对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。
美国每年新建独立家庭住宅(别墅)中,超过40%使用了地源热泵系统。
到2005年为止,美国的地源热泵安装数量已经达到100万台。
跟传统中央空调相比,地源热泵系统具有显著的优势。
优势一:一机三用,地源热泵系统可以满足中央空调、地板采暖、生活热水三个功能需求。
地表水源热泵应用中存在的问题及解决措施
地表水源热泵应用中存在的问题及解决措施
问题:
1.水泵的能效不高,对能源的利用效率低,造成能源的浪费。
2.水源热泵系统中常常会有通气现象,导致系统失效。
3.水源热泵的水源水质不稳定,水温过低或过高,影响热泵性能。
4.水源热泵设备的维护成本较高,使用寿命较短。
5.水源热泵在寒冷的冬季环境下容易受到冻结影响,影响使用效果。
解决措施:
1.采用高效节能的水泵,改善设备的能源利用效率,选择能源清洁的
供热方式,如太阳能,地热。
2.对水源热泵的系统进行科学的设计和调试,加强对通气等问题的处理,避免系统失效。
3.采用水储罐等措施,提供稳定的水源水质,加强对水源水温的监控,保证热泵的稳定运行。
4.增加水源热泵设备的维护保养力度,及时进行维护,延长设备的使
用寿命。
5.采用防冻措施,如在水源管路上安装加热器或保温材料,提高管路
的绝热性能,防止冰冻影响使用效果。
张掖市地下水源热泵系统建设存在的问题及对策建议
张掖市地下水源热泵系统建设存在的问题及对策建议摘要:地下水源热泵系统是利用地下水低温热能资源,采用热泵技术进行供热制冷的一种新型能源利用方式,具有清洁、高效、可再生、节能、节资的特点。
分析了张掖市水源热泵技术应用现状及存在的主要问题,提出了水源热泵系统建设的对策和建议。
关键词:地下水源热泵系统;对策;建议;张掖市水源热泵技术20世纪80年代开始在我国东北、华北地区推广应用。
2004年,张掖华辰国际大酒店在张掖市第一家首先使用水源热泵系统进行夏季制冷、冬季供热。
2006年以来,水源热泵空调系统迅速在张掖市甘州区机关单位、宾馆、居民小区、新农村住宅小区推广使用。
1水源热泵系统原理及特点水源热泵技术是利用地球表面浅层水源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,采用热泵原理,通过消耗少量的高位电能,将低位热源“水”中的热量转移到需要加热或升温的地方,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
同时还可以将室内或降温过程的余热转移到低位热源“水”中,达到降温或制冷的目的。
夏季,系统水通过蒸发器被制冷,能量被转移到冷凝器,通过热交换将被利用的热源带到地下、江河、湖泊之中;冬季,通过蒸发器吸收所有水源中的热量,将热量转移到冷凝器,以加热系统循环水,达到制热的目的。
因此,水源热泵空调系统就是同一台机组,利用不同情况下的2个过程即制冷与热泵循环来满足冷热的需求。
地下水源热泵系统制热、制冷原理见下图。
由于水源热泵技术利用地下水作为空调供热制冷的源,具有可再生利用、高效节能、运行稳定可靠、运行费用低、环境效益显著等特点。
2建设现状及运行中存在的主要问题2.1地下水源热泵系统推广应用现状张掖市甘州区已建成水源热泵空调系统并投入运行的有12家单位,供热面积21多万平方米。
目前正在建设的还有12家单位,供热面积达20多万m2。
特别是2009年以来,随着新农村建设的推进,甘州区各乡镇整村规划新建农村住宅小区,大部分采用水源热泵空调技术,用于冬季采暖,目前在建或已建成投入试运行的有20多个村,供热面积35万m2。
建筑领域中地下热泵设计的常见问题解决方案
建筑领域中地下热泵设计的常见问题解决方案地下热泵是一种利用地下土壤或地下水体进行地源热能回收的环保热泵系统。
在建筑领域中,地下热泵系统已经逐渐被广泛应用。
然而,由于地下热泵系统的特殊性质,设计和应用中常常会遇到一些问题。
本文将探讨建筑领域中地下热泵设计的常见问题,并提供相应的解决方案。
首先,地下热泵系统中的土壤温度波动问题。
在地下热泵系统中,土壤温度是决定热泵性能的关键因素之一。
然而,土壤温度随季节和气候变化而波动,这会影响热泵系统的运行效果。
为解决这个问题,可以采取以下措施:1. 土壤热交换器的合适埋深:合理安排土壤热交换器的埋深可以减小温度波动对系统性能的影响。
通常,土壤温度随深度逐渐趋于稳定,因此,将土壤热交换器埋深安排在稳定温度层可以减小波动。
2. 土壤热交换器的合适长度:土壤热交换器的长度也能影响系统性能。
较长的土壤热交换器可以提供更多的热交换量,从而减小温度波动对系统性能的影响。
其次,地下热泵系统中的管道布局问题。
地下热泵系统中,管道布局的合理性直接影响系统的热交换效果和运行效率。
以下是解决管道布局问题的方案:1. 建立合理的管网:设计师应根据建筑物的热负荷和布局,合理确定管道的径流和回流位置,减小耦合效应,提高系统的热交换效率。
2. 采用适当的管道材料:地下热泵系统中的管道应选用抗腐蚀、耐高温的材料,以确保系统的运行安全和长期稳定。
第三,地下水体与地下热泵系统的关系问题。
在一些建筑项目中,地下水体可能存在于地下热泵系统的回水管道附近。
这种情况下,需要解决地下水体对地下热泵系统性能的影响。
以下是解决这个问题的建议:1. 防止污染:应采取必要的措施,以防止地下水体被污染,影响地下热泵系统的运行效果。
可在回水管道周围设置防渗透措施,确保地下水体不会受到污染。
2. 合理利用地下水体:如果地下水体的温度适宜,可以将地下水体作为热泵系统的热源或热源增强。
这样可以提高系统的效率和性能。
最后,地下热泵系统与建筑物能耗的协调问题。
地下水源热泵的环境问题及对策探讨
地下水源热泵的环境问题及对策探讨【摘要】地源热泵被认为是一种高效、环保、有利于可持续发展的技术,它被认为是21世纪最有效的空调技术。
然而地源热泵的大量使用也带来了一系列的环境问题。
本文介绍了地下水源热泵对环境的影响问题,并提出了改进意见。
【关键词】地下水源热泵环境问题对策一、前言地源热泵被认为是一种高效、环保、有利于可持续发展的先进技术,它是利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)既可供热又可制冷的高效节能系统,通过输入少量高品位能源(如电能)实现低温位热能向高温位的转移。
与传统的空气源热泵相比,地源热泵的制冷、制热系数要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调系统的50%~60%。
因此,近十几年来,地源热泵空调系统在美国、加拿大、瑞士、瑞典等发达国家取得了较快的发展。
二、地下水源热泵的工作原理地下水源热泵的工作原理就是以城市地下水作为冷热源,根据地下水冬季温度高于室外温度、夏季温度低于室外温度的特点,采用热泵技术,通过少量的高位电能输入,将地下水中低品位难以直接利用的热能(冷能)提取出来,为建筑物供热(制冷)的过程。
地下水源热泵从地下水中不断提取能量的过程,正是提升大量的地下水至地面,通过热泵机组提取能量后,再将其回灌到地下的连续运行过程。
三、地下水源热泵的优点1、属可再生能源利用技术。
地下水源热泵是利用地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的空调系统。
所以说,地下水源热泵是利用清洁的可再生能源的一种技术。
2、环境效益显著。
水源热泵使用的是电能,电能本身为一种清洁的能源,所以节能设备本身的污染就小。
设计良好的水源热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比,相当于减少30%以上;与电供暖相比,相当于减少70%以上。
水源热泵机组的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,这样就不用远距离输送热量,减少了热量损失,提高了利用效率。
其机房占地面积仅是锅炉房用地的1/5~1/8。
机组没有燃烧,没有排烟,没有废弃物,也不需要堆放燃料、废物的场地,因此减少了占地面积。
地源热泵系统应用存在的问题及对策
一、发展概况
(2)市场发展概况
•《地源热泵系统应用情况调查研究分析报告》显示:现有工程从空调供 热(制冷)面积来看,面积在50000㎡以上的项目约占16%;在10000㎡-50000㎡的约占42%;10000㎡以下的约占42%,中小项目居多,发展潜 力大;
一、发展概况
(2)市场发展概况
目前,地下水源热泵系统 应用面积约占全部市场分 额45%,土壤源地源热泵 系统约占35%,地表水地 源热泵系统约20%。
三、存在问题
(3)地表水(海水)地源热泵
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地表水(海水)水温、水位、水质等基础资料缺乏; 海水换热器的防腐、防垢等技术处理; 大型海水源热泵机组的开发; 系统的经济性评价; 环境影响评价
三、存在问题
(3)地表水(污水、再生水) 源热泵
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原生污水的堵塞和径流量稳定性问题; 排污温度变化对河流环境的影响; 污水在污水厂的加热处理与热泵利用污水温降的矛盾; 不同水质的再生水的水处理和换热方式选择; 江水、湖水的泥沙过滤、除藻的处理; 地表水的取水和排水口的选择;
一、发展概况
(3)不同类型GSHP的发展
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地下水源热泵系统
-从1995年开始学习和引进欧美水源热泵产品,开展异井抽灌试验工程; -地下水源热泵系统数量最多,应用范围最广, 最大单项工程建筑面积已达18万㎡ -地下水源热泵系统的应用主要集中在北京市、辽宁省、河北省、山东省 -2006年底,已有250多个、总建筑面积约360多万平米的 建筑应用了单井抽灌技术。
一、发展概况
(3)不同类型GSHP的发展 • 地埋管地源热泵系统
最大单项工程建筑面积已达20万㎡; -调查显示地埋管地源热泵系统应用 地域范围主要是北京市、湖北省和江苏省;
夏热冬冷地区地源热泵技术应用问题的几点思考
夏热冬冷地区地源热泵技术应用问题的几点
思考
地源热泵(GSHP)技术在夏热冬冷地区的应用面临许多问题和挑战,这些问题可能包括:热载体流量控制、地下水的供水、湿度梯度调节不当等,下面我们就来简单介绍一下这些问题:
一、热载体流量控制
地源热泵技术中的热载体主要是水,水的流量控制直接关系着整个系统的能效和运行稳定性。
夏季高温时,水的流量应适当调低,以增加地下水的停留时间,利用地下水蓄冷的效果;而在冬季,则应适当调高水的流量,以增加地下水在集热器中的停留时间,增加蓄热的效果。
二、地下水的供水
在夏热冬冷地区,地下水的温度通常略低于室内温度,因此,地下水在地源热泵技术中的应用,主要是为了其蓄冷、蓄热的作用。
尽管地源热泵技术在需要地下水的地区有广泛的应用,但是,有时会出现地下水的供应不足、水温受季节影响等问题。
这时,可以通过增加集热器的数量、增加地下水的饮用水制度,以提高供水的效率和稳定性。
三、湿度梯度调节不当
在地源热泵技术中,湿度梯度调节不当也会导致整个系统的能效下降、运行不稳定等问题。
对于夏热冬冷地区,地下温度趋于稳定,就需要在空气处理系统中,调节适当的湿度梯度,以达到良好的室内环境。
总之,地源热泵技术在夏热冬冷地区的应用,面临着多种问题和挑战。
如果能从热载体流量控制、地下水供应、湿度梯度调节等方面加以注意和合理调节,相信这些问题都可以得到有效的解决。
地源热泵系统易出现的问题及解决办法
地源热泵系统易出现的问题及解决办法
地源热泵热水系统容易出现的问题:
1、地下换热器质量不过关,漏水或损坏,使取热量减小,影响使用;
2、常年制热水,使地下能量逐年减少,如果系统不大,可以靠自然补充,如果系统很大,地温会逐年降低;
3、如果当地自来水硬度大,热水侧换热器容易结垢影响换热效率甚至损坏换热器,更换维修成本高。
解决办法:
1、严格监督施工过程,对材料、工艺等严格要求,保证施工质量;
2、充分考虑地温的衰减,多打孔留下富裕量;
3、定期清洗换热器或增加中间换热器。
试析地源热泵系统应用过程中的常见问题
试析地源热泵系统应用过程中的常见问题摘要:地源热泵工程在我国已经形成集设备生产、材料供应、系统设计和工程安装为一体的完整产业链。
结合我国当前实际,介绍了地源热泵的技术优势,并且针对地源热泵应用中出现的问题,提出了一些应对措施,进而给出了地源热泵与其他技术的结合形式,为实际应用中保证地源热泵系统的节能效果提供一些参考。
关键词:地源热泵;存在问题;策略引言随着社会的发展,环保问题的日益严峻,世界各国越来越重视对可再生资源的开发利用。
目前在我国,地源热泵已经形成集设备生产、材料供应、系统设计和工程安装为一体的完整产业链。
我国地源热泵市场规模年增长率超过同期世界平均发展速度。
但我们必须正视目前地源热泵行业发展中存在的问题与不足,结合实际及时解决,以促进地源热泵行业健康发展。
一、地源热泵应用中存在的主要问题1、初投资大,与我国国情相冲突土壤源热泵初投资较大。
土壤源热泵初投资不但包括传统空调系统的地面上的管路及设备的费用,还要包括地面下的换热器的费用,而且还包括初期的勘测、钻孔、及地下管路敷设等费用。
北方地区还要考虑防冻,水管要进行保温,也增加了初投资。
某些地区单是钻井费用可能占到整个系统初投资的50%以上,有些投资者可能会回到传统的空调,这是土壤源热泵系统不能大量投入使用主要原因之一。
土壤源热泵系统地下埋管换热器的铺设需占用大片的土地资源,且由于埋管深度和换热器材料的影响,埋管换热器的上方一般不允许再建造其它建筑,这与我国地少人多的国情不相符。
虽然近年来出现了利用建筑物地基内的工程桩或灌注桩布置地埋管换热群的方式,在一定程度上缓解了土地所带来的压力,但这种新的形式存在维修困难、土壤热失衡等问题。
一旦地埋管发生泄漏,基本上无法对该换热井进行维修,只能弃之不用,这势必将影响整个系统的换热性能。
2、室内外管线系统施工及质量存在问题室内外管线系统是地源热泵施工的主要组成环节,这方面存在的问题主要表现在以下几方面:(1)埋管方式。
地埋管地源热泵系统及存在问题分析
地埋管地源热泵系统及存在问题分析本文主要对地埋管地源热泵系统及存在问题进行了分析,首先对地埋管地源热泵系统概念进行了具体的阐述;然后地埋管地源热泵系统在我国的发展现状和存在的问题进行了具体的分析,最后提出了几点关于地埋管地源热泵系统的建议,希望对有关人士有所帮助。
标签:地埋管;地源热泵系统;存在问题一、前言随着国内经济的不断变化发展,国内资源不足矛盾日益突出,为了解决这些资源矛盾,地埋管地源热泵体系顺势而诞生,并在国内得到推广。
在地源热泵系统不断得到推广应用的同时,也出现了一些问题,因此,必须要采取相应的措施解决这些问题,才能保证地源热泵行业的健康发展。
二、地埋管地源热泵系统的概述1、地埋管地源热泵体系的概念。
地埋管地源热泵体系并非我们所看到的使用地热生存的一个体系,而是使用地下温度并不高的可以储存热量的物体,开展热能量变换,经过稠密的竖直放置的地埋管,从地下的水源以及土壤内获取热量,提取再进行转变,成为新式空调的热量来源。
这种能源环保干净,因此相关措施在新能源范畴内有很高的应用。
在国内大多居住场所以及办公大楼使用这种地埋管地源热泵体系,符合我国实际情况,不过随着了解和深化,其中存在的问题也越多的显示出来。
2、地埋管地源热泵体系的用途。
主要是在有空调的地方会运用到地源热泵体系,之前使用的空调所需的能源是氟利昂,是一种化学商品,并且在运用时会有大量的对大气造成危害的气体排出,具有腐蚀的性质,对保护大气层的臭氧层有很严重的威胁。
最近几年人们对绿色的能源需要越来越显著,地埋管地源热泵体系措施应运而生,符合人们对绿色能源的需求,由于地源热泵是提取土壤以及水分的热量,因此形成的能源运用在空调上能够在很大程度上降低对空气的损害,广泛推行运用是必然的。
3、地埋管地源热泵的工作原理。
地埋管地源热泵系统主要是以浅层土壤为热源,通过输入少量的如电能般的高品位能源,实现热泵空调系统由低品位转移向高品位热能。
在冬季进行供暖时,首先利用热泵把大地中的热量升高后,再对建筑物供暖,同时使大地的温度降低,相当于蓄存冷量,以备夏季使用;在夏季制冷时,利用热泵将建筑物中的热量传输给大地,对建筑物降温,同时在大地中蓄存热量以备冬季使用。
浅层地热能开发利用存在的问题及对策
浅层地热能开发利用存在的问题及对策存在的问题虽然浅层地热能应用发展很快,但由于地源泵技术在我国的应用时间不长,人们对它的认识和一些规程规范的不尽完善,使得地源热泵技术的全面推广与应用存在不同程度的问题,尤其是这一行业的多专业结合性,各专业的密切配合,合理利用地温资源,优化利用热泵技术仍然是今后工作的重点,应引起高度重视。
为此,需要聚集“地源热泵技术、水文地质工程地质勘察、监测与数字模拟和系统控制”等多专业的技术力量联合开展这一技术的研发与应用。
首先是我国大部分地源热泵工程的审批、设计、施工和验收,以及后期的监测与管理的整套程序没有明确的管理部门。
目前,只有少数地方政府设立审批部门,如北京、沈阳等。
尤其是工程后期的管理与监测工作,尚无统一部门管理,因此,造成地源热泵工程运行后的时间里,不了解地源热泵系统是否节能与经济。
只有当整个系统完全停止工作时,才知道出了问题,这样导致人们对地源热泵技术的担心和疑虑,影响了新技术的推广应用。
其次是浅层地热能地质基础研究工作比较滞后。
“浅层地热能在我国起步并不晚,但现在发展已经滞后了。
一个主要的原因就是对浅层地热能没有进行详尽的研究。
”专家说,浅层地热能在国外发展依靠的是地质先行,而在我国,则是一些地质以外的行业(主要是热泵机组厂商)作为推动力量,有一部分人以为只要有了先进的热泵技术就可以进行浅层地热能的开发。
“事实上,热泵就如同矿山中常用的凿岩机,只是一个手段,尽管效率很高,但究竟可不可以采出矿石,最终还是需要地质工作来评价的。
”浅层地热能发展的好坏,取决于对地质条件的研究程度。
当前,我国即将迎来一个浅层地热能开发利用的高潮,需要有大量能够研究浅层地热能结构和换热效果的专业队伍,这样在设计的过程中才能更合理地根据供暖面积来决定工程的施工方案。
另外,我国的地源热泵工程规模普遍比国外的大,国外大部分都集中在1万平方米以下,我国十几万平方米的工程很多,而且建设规模有越来越大的趋势,现在20~30万平方米的工程很多城市都有。
地源热泵技术的应用分析与问题探讨
地源热泵技术的应用分析与问题探讨摘要:地源热泵是一种新的中央空调工艺方式。
该技术不破坏地下水资源,不造成空气热污染,不产生任何废气和废弃物,具有零污染的良好品质。
鉴于此,本文就对地源热泵技术的应用分析与问题进行了探讨。
关键词:地源热泵技术,应用;分析;问题前言全球范围内绿色经济、低碳技术正在兴起,不少发达国家大幅增加投入,支持节能环保、新能源和低碳技术等领域创新发展,抢占未来发展制高点的竞争日趋激烈。
为进一步加快发展绿色建筑,大力推进节能减排,促进经济社会发展与资源环境相协调,切实增强可持续发展能力,国务院《节能减排“十二五”规划》提出,调整能源消费结构,加快风能、太阳能、地热能、生物质能、煤层气等清洁能源商业化利用,加快分布式能源发展。
地源热泵技术是一种利用浅层地热资源的既可供热又可制冷的高效、环保、节能的空调技术,土壤传输地热的能力及存储热能的能力与土壤的含湿量、地下水的流动有很大的关系。
一、地源热泵技术的概念地源热泵技术是指使用地下的岩石作为稳定的蓄热体,将地下浅层热资源,通过少量的高位能源,将低温位能向高温位能转移,以实现冬季取热储冷,夏季取冷储热的高效节能系统,地源热泵技术在现在来说是效率最高,对环境影响最小,兼有生态效益和社会效益的供暖空调技术,是新世纪的“绿色空调技术”。
地源热泵供暖空调技术分为地下水热泵系统、土壤源热泵和地表水热泵系统三种,这三种地热源的工作原理和工作方式是不一样的。
地下水热泵系统是一种利用地下水水源热泵机组成空调系统制备,产生热源和制冷,然后要实现空间里的气温调节就要通过空调末端设备的水体为低位热源的系统形式;土壤源热泵是把大地当作热源,要和大地进行冷热交换,就必须把热泵的换热器埋在地下;地表水热泵包括二个系统:闭路系统和开路系统,地表水热泵的优点是造价低、能量消耗低、使用期长、运行成本低二、地源热泵的优越性地源热泵相对分体空调,有很大的节能优势.其节能性主要体现在冬季供暖,经济效果显著。
地源热泵的特点及施工难点解析
地源热泵的特点及施工难点解析随着社会经济的发展和人们对环保节能的重视,地源热泵作为一种新型的能源利用方式,逐渐受到人们的关注和使用。
地源热泵是一种利用地下热能进行加热和制冷的系统,其工作原理是利用地下稳定温度的热能,通过地下热交换管道将热能传递到房间内,实现室内空气的加热或制冷。
地源热泵具有许多优点,如节能、环保、安全、稳定等,但是在施工过程中也存在一些难点和问题。
本文将对地源热泵的特点及施工难点进行分析和解析。
一、地源热泵的特点1.节能环保:地源热泵利用地下稳定温度的热能进行加热和制冷,不需要额外的能源投入,因此具有很高的能源利用效率和节能环保的优点。
同时,地源热泵不会产生任何有害的废气和废水,对环境没有任何污染。
2.安全可靠:地源热泵不需要使用燃气或其他易燃易爆的能源,因此在使用过程中不存在任何安全隐患。
同时,地源热泵的使用寿命长,维护成本低,具有很高的可靠性和稳定性。
3.多功能性:地源热泵不仅可以进行室内空气的加热和制冷,还可以进行热水供应、地暖供暖、游泳池水的加热等多种功能,具有很高的适用性和灵活性。
4.适用范围广:地源热泵适用于各种建筑类型和用途,包括住宅、商业、办公、工业等各种场所,具有很高的适用范围和灵活性。
二、地源热泵的施工难点1.地下热交换系统的设计和施工:地源热泵的核心是地下热交换系统,其设计和施工直接影响着地源热泵的性能和效率。
地下热交换系统包括垂直地埋管、水平地埋管、水井和湖泊等不同类型,其设计和施工需要考虑地质、水文、环境等多种因素,需要专业的设计和施工团队进行操作。
2.室内机组的安装和调试:地源热泵的室内机组需要安装在室内,其安装和调试需要考虑室内环境和使用需求,需要进行专业的安装和调试。
3.管道连接和维护:地源热泵的管道连接和维护也是施工中的难点之一,需要注意管道的材质、连接方式、密封性等问题,同时需要定期进行管道的维护和清洗。
4.施工周期长:由于地源热泵的施工需要进行地下热交换系统的设计和施工,室内机组的安装和调试等多个环节,因此其施工周期较长,需要耐心和细心的施工团队进行操作。
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一、发展概况 二、发展特点 三、存在问题 四、解决方案
一、发展概况
(1)发展历史
• • 20世纪80年代中后期,开始对地源热泵技术进行专题研究; 20世纪90年代,国内一些学者去美国、瑞典、德国、加拿大等地学习考察 地源热泵技术; • 1996年,辽阳市邮电新村2栋5万㎡住宅楼安装了第一代富尔达地下水 GSHP; • • 1997年,中美能效科技合作,GSHP为合作重点之一,三个示范工程; 21世纪初,我国开始大范围的对GSHP进行工程示范,北京、山东较多;
一、发展概况
(1)发展历史
• • • 2001年,北京恒有源公司发明“同井抽灌地下水热泵系统”; 2005年,建设部将地源热泵技术列为建筑业十项推广新技术之一; 2006年11月30日,建设部、国家质检总局联合发布国家标准《地源热泵系 统工程技术规范》(GB50366-2005),2006年1月1日实施; • 2006年,国家财政部、建设部发布《关于推进可再生能源在建筑中应用的 实施意见》,建立专项基金,对国家级地源热泵示范项目提供财政补贴; • 2007年,地源热泵示范城市项目开始启动;
一、发展概况
(3)不同类型GSHP的发展
•
地下水源热泵系统
-从1995年开始学习和引进欧美水源热泵产品,开展异井抽灌试验工程; -地下水源热泵系统数量最多,应用范围最广, 最大单项工程建筑面积已达18万㎡ -地下水源热泵系统的应用主要集中在北京市、辽宁省、河北省、山东省 -2006年底,已有250多个、总建筑面积约360多万平米的 建筑应用了单井抽灌技术。
----与单一供暖方式或单一制冷方式相比初投资大,但与冷水机组加燃气 锅炉或集中供热的造价相差不大; ---土壤源地源热泵初投资与国外相比相对较低;
一、发展概况 二、发展特点 三、存在问题 四、解决方案
三、存在问题
(1)地下水源热泵系统
● 地下水水质对设备和系统的影响; ● 能否保证抽取地下水的完全回灌; ● 长期大量开采地下水对建筑物沉降 的影响、对地下水温度场变化的影响、 对水质的影响;
四、应对策略
技术对策 地源热泵系统适应性研究(应用条件及适用范围) 地源热泵系统对环境影响的评价方法 地源热泵系统节能优化设计方法 地源热泵系统检测技术:
成孔检测技术; 土壤热物性检测技术; 系统运行性能检测技术
四、应对策略
技术对策 ■ ■ ■ ■ ■ ■ 土壤源热泵地下埋管换热器的优化设计研究 土壤源热泵地下埋管回填材料的研究 地下水源热泵回灌技术的研究 海水源、污水源热泵防堵塞、防腐蚀的换热设备研究 地源热泵系统的应用评估指标体系 地源热泵系统运行性能的评价方法
三、存在问题
(3)地表水(海水)地源热泵
● ● ● ● ●ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
地表水(海水)水温、水位、水质等基础资料缺乏; 海水换热器的防腐、防垢等技术处理; 大型海水源热泵机组的开发; 系统的经济性评价; 环境影响评价
三、存在问题
(3)地表水(污水、再生水) 源热泵
● ● ● ● ● ●
原生污水的堵塞和径流量稳定性问题; 排污温度变化对河流环境的影响; 污水在污水厂的加热处理与热泵利用污水温降的矛盾; 不同水质的再生水的水处理和换热方式选择; 江水、湖水的泥沙过滤、除藻的处理; 地表水的取水和排水口的选择;
三、存在问题
(4)其他问题
地源热泵系统方案的选择存在盲目性,缺乏科学论证,更没有系统优化。 单项大规模地源热泵的应用不但要看热泵机组的能效比,更要比较系统的 性能系数; 对地源热泵所用资源缺乏统筹规划; 热泵产品的性能和质量有待提高,产品系列有待完善; 设计、安装等专业技术人员的培训不足; 系统集成度不高; 地源热泵系统的运行管理不规范、不专业; 缺乏地源热泵工程运行后的检测评估;
一、发展概况
(2)市场发展概况
•《地源热泵系统应用情况调查研究分析报告》显示:现有工程从空调供 热(制冷)面积来看,面积在50000㎡以上的项目约占16%;在10000㎡-50000㎡的约占42%;10000㎡以下的约占42%,中小项目居多,发展潜 力大;
一、发展概况
(2)市场发展概况
目前,地下水源热泵系统 应用面积约占全部市场分 额45%,土壤源地源热泵 系统约占35%,地表水地 源热泵系统约20%。
9 Borrhål 8 1m 2m 3m 4m 5m 10 m 15 m 20 m 5
Temperatur
三、存在问题
(2)土壤源地源热泵
7
6
4
3
2
1
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
År
地下换热器换热量的计算方法; 现场热响应实验方法; 不同地埋管形式的优化选择; 地下换热器冬夏热平衡问题; 机组选型; 地下换热器的水力平衡; 地埋管回填材料的选择与施工; 系统负荷调节;
加大节能减排力度,推进可持续发展 建立资源节约型、环境友好型社会
Thanks
-地表水源热泵系统在城市级示范工程中单体 规模大,达80万㎡ ;
•
工业余热、废热热泵供热系统(冷却循环水)
-北方采暖地区应用;
-供热规模大;
一、发展概况-地源热泵设备
集中式水源热泵机组:分散市水源热泵机组: 广东中宇 富尔达 北京嘉和晟业 清华同方 深圳以莱特 大连奥德 Climate Master 沈阳一冷 Trane 中科能源 Mammoth美意 麦克维尔 Mcquay 开利 天龙 西亚特 克莱门特 荏原
一、发展概况
(3)不同类型GSHP的发展 • 地埋管地源热泵系统
最大单项工程建筑面积已达20万㎡; -调查显示地埋管地源热泵系统应用 地域范围主要是北京市、湖北省和江苏省;
-土壤源地源热泵发展最快,应用潜力最大,
•
地表水源热泵系统(海水、江水、湖水、污水)
-地表水源热泵仅在水源条件比较优越的地域采用;
一、发展概况 二、发展特点 三、存在问题 四、解决方案
五、发展特点
中国国土面积巨大,从北到南划 分为五个主要气候区,北方供暖为 主、南方供冷为主,其中对冷热量 都有需求的地区占绝大部分 多气候带形式决定了中国发展地 源热泵多种形式并存,应因地制宜 开展可再生能源在建筑中的应用
五、发展特点
• 技术先导,行业推进,政府引导,市场选择; • 借鉴欧洲和北美的技术和经验,结合中国国情创新与发展; • 先小规模试验、后规模化示范,进而大面积推广; • 系统初投资与传统的供冷供热系统持平或略高;降低运行费用; 地下水源热泵系统,系统初投资约300-400元/m2;地埋管 地源热泵系统初投资约为350-450元/m2;
一、发展概况 二、发展特点 三、存在问题 四、应对策略
四、应对策略
采取措施
加强共性和基础性研究,系统解决工程应用中存在的问题; 修订和完善工程和产品标准,指导工程和规范市场; 加强技术人员的培训,提高设计、安装和运行水平; 加强政府对水资源和环境的监管力度,适时建立地源热泵 工程资质管理制度; 建立行业组织,提升整体实力,加强行业自律; 对已建成系统进行测试评价,总结经验;