【摘 要】隨著世博會對環(huán)保的大力宣傳,人們的環(huán)境意識大大的提高了,不能用破壞我們賴以生存的地球來維持我們一時的利益。本文闡述了能量采集分類、單井抽灌的的概念及中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)與傳統(tǒng)熱泵的區(qū)別,該系統(tǒng)的經(jīng)濟性能及優(yōu)勢前景作了詳細(xì)介紹。
【關(guān)鍵詞】單井抽灌;中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng);節(jié)能及環(huán)保優(yōu)勢
1、能量采集技術(shù)分類
我國地下水四季溫度不同地區(qū)一般6~24℃,基本保持恒溫。采用電動壓縮式熱泵,利用地下水的低品位熱源,對建筑物供暖(冷)是十分有價值的,如100t/h水利用5℃溫差,經(jīng)熱泵技術(shù)提升后供暖,可提供約700Kw的熱量,這相當(dāng)于1t/h鍋爐的供熱量,一個采暖季可替代標(biāo)準(zhǔn)煤325噸(或206噸輕此油,或25N/m3天燃?xì)猓F渲袦\層地能的代表性技術(shù)為單井抽灌土壤換熱系統(tǒng)。
所謂“單井抽灌”是以地下水為介質(zhì),利用鉆井(孔)成井工藝,井(孔)內(nèi)安裝能量采集器,利用深井潛水泵將地下水抽取上來,通過井口間壁式換熱的方式,將介質(zhì)水中的低位能量交換給熱泵系統(tǒng),釋放能量以后的水又回到同一口井內(nèi)。水通過井內(nèi)能量采集器,將回灌水按照設(shè)計的流量分布,回灌到井周圍的土壤之中,其介質(zhì)水在回灌過程中與土壤進(jìn)行熱交換,使其采集了土壤中的能量,并使其溫度得以恢復(fù);介質(zhì)水構(gòu)成了半封閉的循環(huán)回路,連續(xù)不斷地采集淺層地下能量。
1.1單井抽灌的優(yōu)勢
“單井抽灌”以地下水為介質(zhì),用井口換熱方式,只提取土壤中能量,換熱后地下水原井加壓回灌,既不消耗水,也不污染水,也不會產(chǎn)生移砂和塌陷,可以有效解決克服雙井抽灌產(chǎn)生的問題。單井抽灌技術(shù)具有以下特點:
1、地下低位能量采集的原理是以水為介質(zhì),利用一口井及井內(nèi)換熱裝置,采用半封閉循環(huán)回路,實現(xiàn)水與地層土壤及砂巖的熱交換,從土壤、砂石中取熱,實現(xiàn)抽水與回灌水在能量交換與流量間的動態(tài)平衡及能量采集過程。
2、單井抽灌采用獨特的半封閉循環(huán)回路,無移沙問題,不破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu),因此不造成井及周邊地的塌陷與沉降。
3、單井抽灌具有流量上的平衡特性,因此,不破壞地下水的自然分布;使地下水與巖性結(jié)構(gòu)的作用壓力保持平衡。采用井口換熱技術(shù),同一口井,同一水質(zhì),不會造成地下水的污染。
4、定量的循環(huán)水與地層的土壤與砂石換熱,換熱量決定于循環(huán)水與土壤間的熱交換能力,而不取決于地下水的補給量,實現(xiàn)了嚴(yán)格意義上的只用熱不用水,因此單井抽灌最大限度地減少了對地下水含量的依賴。
2、中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)
基于單井抽灌為全新技術(shù),為區(qū)別傳統(tǒng)意義上的地源熱泵,有人將此系統(tǒng)定為“中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)“,它是以液體為介質(zhì),以在國際上獨創(chuàng)的淺層地能(熱)采集技術(shù)為核心,與成熟的熱泵技術(shù)和暖通空調(diào)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成的,為建筑物冬季供暖、夏季制冷、日常提供生活熱水(三聯(lián)供)的環(huán)境系統(tǒng)。中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)由三個獨立循環(huán)系統(tǒng)組成,即能量采集系統(tǒng)、能量提升系統(tǒng)、能量釋放系統(tǒng)。
2.1熱泵的分類及技術(shù)分析
熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源轉(zhuǎn)移到高位熱源的機械裝置。它把不能直接利用的低位熱能(如空氣、土壤、水中所含的熱能、太陽能、工業(yè)廢熱等)轉(zhuǎn)換為可以利用的高位熱能,從而達(dá)到節(jié)約部分高位能(如煤、燃?xì)狻⒂?、電能等)的目的。按低位熱源的種類分:
2.1.1 氣源熱泵
空氣源熱泵是以空氣作為低位熱源。當(dāng)