地源热泵后期运行管理的重要性

地源热泵后期运行管理的重要性

近几年来，我国的环境和能源方面的问题越发突出，可喜的是针对地源热泵的研究和应用迅速发展，政府同时出台了有关方面的政策为地源热泵的推广提供有力的政策支持。事实证明，地源热泵系统的节能量多少是前期系统设计与后期运行管理双重效用的结果，但因地源热泵尚属新型的节能方式，很多运行管理人员对系统运行管理节能技术毫不熟悉。因此，对已实施地源热泵项目的运行状况进行长期跟踪测试，总结经常出现的问题，深入分析问题原因，并提出相应的运行管理措施十分必要，从而为地源热泵系统的节能运行管理提供指导。

1 地源热泵系统运行管理中常见问题及节能潜力分析

1．1 地源侧流速的控制

针对地源热泵系统设计，地源侧流速是尤为重要的理论参数，一般情况下，地源侧流速应控制在一定的范围内，但在实际工程中，地源热泵系统并不都是以规定流速来运行的，主要包括两方面的原因：(1)有些负荷的运行过程中，局部地埋循环泵打开，而全部的地源孔仍被投入运作，从而导致地源流速过低。(2)不平稳的地源侧水力，会导致地源孔流动速度速部分降低。地源热泵系统当中侧流速对换热效果具有很大的影响，事实表明，地源侧流速每降低37％，地源孔散热量就会相应降低18％。因此，在地源热泵系统的运行中，应尽最大可能控制地源侧流速。有效的节能管理措施是部分地埋泵停运的同时会将相应地源孔埋管的阀门全部关闭，并会对整个系统水力平衡进行有效调节。

1．2 负荷的调节

地源热泵系统主机自身的自我控制能力已较为完善，可利用自控系统对输入电量进行调控。主机的自控调节方式包括2种：一是以实际负荷为参照进行调节；

二是以回水温度为参照进行调节。一般情况下，地源热泵运行管理依据末端系统的设备型号对回水温度进行设制，回水温度一旦设制，便按此数值长期运行；

在节能过程中，应结合负荷的需求量对回水的温度设定值进行正确的调整，当负荷压力小时，可以适当降低回水的温度值，这样的话，在低温供暖期间，热机会具有较高的合理能效比，亦可避免出现室温过低、过高或开窗情况，继而有效促进系统节能性能的整体提高。1．3 设备节能运行管理

该系统当中所涉及的设备主要包括循环水泵、机组及末端装置，各种设备节能的运行和管理主要应该从以下几个方面入手：第一，机组节能运行的管理。以负荷为依据针对热泵机组开启数作出相应的调整，使该机组在负荷区域当中能高效的运作；

对该机组回水的温度进行正确合理的设定，根据有关数据的显示，如果对回水温度设定合理可以具有大约5％的显著的节能效果；

主机开启数量应该同循环泵打开的数量相一致，当部分主机开启的同时，相应的循环水泵也应该部分开启，并且关闭没有开启主机的进出口的阀门，从而可以避免由于循环水无效的旁通所引起的水流不足，供热能力降低等现象；

避免重复性的主机开启，使主机开机的能耗可以有效的降低。第二，循环水泵的节能运行和管理。由于地源热泵系统本身具有较大的埋管敷设的面积，系统的阻力和施工调试的水平、设计的方案都有关，

为了保证系统正常的运行，地埋泵的扬程不宜太大：同时在运行过程当中，打开局部地埋泵，而地埋管则会全部运行，因此侧管路的水力特性具有较大的变化。除此之外，在末端的循环泵当中也存在着部分设备运行期间偏离规定工况点的情况，应该强化循环水泵系统的运行和管理，使循环泵运行的工况得以改善，此举会有较大的节能的潜力。在地埋循环泵运行期间，应该对相应的地埋管阀门关闭，使地埋侧系统不会发生太大的水力特性的改变，进而能够保障地埋循环泵在工况点的高效运作。对于那些过大型号的循环水泵应该加装变频器可以对扬程和流量进行有效调节，必要的时候，适当更新水泵，为了实现循环水泵运行和管理的节能。第三，末端设备的节能运行和管理。该系统末端设备的节能运行和管理和中央空调系统末端设备节能的运行和管理一致，这里就不再多做描述。

1．4 设备运行电压的调整

一般情况下，地源热泵系统运行人员注意的重点是热泵系统运行参数，而忽视了供电电压，但是在系统节能运行管理中则一定要给予设备运行电压足够的注意，由于设备运行的耗电量同电压成正比，电压偏高直接导致了设备能耗的加大，若380 V额定电压的用电设备在410 V 电压中运行时，整体的系统能量消耗会增加约8％。因此，在对地源热泵运行电压的调整中仍具有一定的节能潜力。此外，电压偏高不仅会增大地源热泵系统设备的耗电量，而且超长时间超负荷条件下运行，会造成设备使用时间降低。故在地源热泵系统的运行中应着重关注供电电压，并采取一定的防止电压偏高的保护措施。针对出现电压偏高情况的节能方面的有效管理，可以改变变压器高压侧的接线部位，降低供电的电压，来降低用电量，改善设备的使用时间。

2 地源热泵系统运行管理自动化

应该建立一整套完善的节能管理系统，以保证舒适度为前提，按照系统的运行状况和室内外的环境变化，应选择最佳的系统运行方式，从而可以在整体上使地源热泵的能效比实现最高，并且可以实现针对该系统的动态的管理和控制，以传输系统、冷源状况、需求的匹配、末端设备的负荷平衡来实现地源热泵整体能效的提高，进而可以有效的降低该系统在运行当中的负荷压力，来实现该系统整体节能的目标。由于实施能源管理系统，在改善上述系统运行期间问题的同时，也可以完善以下多个方面的节能效：该系统的高效率运行、机组群控的节能运作、冷热水泵的节能运作、新风机组或空调机组的节能运行、全年室外新风的合理利用、各个系统的节能运行和管理

加强和改善对地源热泵系统的运行管理，是落实前期优化设计措施、解决热平衡问题的最终环节，也是最不可小视的一个环节。应对管理人员进行有关的培训，并制定管理措施。

“重设计施工，轻运行管理”这是目前地源热泵行业普遍存在的问题。正因为由于对系统运行的后期有效监测和合理管理缺乏认识，大多地源热泵的应用项目能否节能、节能的效果究竟怎样根本不知晓，也就不可能对系统进行深入地研究，更不可能总结好的经验，提高有关技术水平。

可以看出系统运行管理的科学化和系统化更加重要，同时过程也相当繁琐。如地埋管地源热泵系统运行管理要求做好以下方面：①建筑的面积在3000~5000㎡时，应该安置温度监测井对土壤温度的变化进行监测；

当建筑的面积大于或等于5000㎡时，应该安置温度监测井对土