張盼

摘 ?要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，地源熱泵行業(yè)實(shí)際發(fā)展速度加快。隨著人們對(duì)環(huán)保、節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)以及生活品質(zhì)以及建筑環(huán)境追求度不斷提升，逐步對(duì)地能資源供熱制冷熱泵系統(tǒng)具有較高重視度。地源熱泵空調(diào)能有效降低資源以及環(huán)境產(chǎn)生的污染，還能選取可再生資源以及常規(guī)能源。為了保障暖通空調(diào)項(xiàng)目能穩(wěn)定構(gòu)建，對(duì)各類(lèi)常見(jiàn)問(wèn)題隱患集中管控，要注重突出節(jié)能環(huán)保效用，選取更多先進(jìn)的可再生能源是重要發(fā)展的方向，其中地?zé)崮茉催\(yùn)用就是相對(duì)有效地類(lèi)型。在暖通空調(diào)地?zé)崮茉催\(yùn)用中，要注重對(duì)地?zé)岜煤侠碓O(shè)定，保障地源熱泵技術(shù)運(yùn)用具備較強(qiáng)的適應(yīng)性與匹配度，能有效規(guī)避多項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：暖通工程;地源熱泵技術(shù);應(yīng)用措施

引言

地?zé)崮芤蚓哂蟹€(wěn)定、儲(chǔ)量大、分布廣泛等特點(diǎn)，在建筑供熱領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文從地?zé)崮芄峒夹g(shù)分類(lèi)出發(fā)，詳細(xì)闡述了淺層地源熱泵技術(shù)、水熱型供熱技術(shù)及中深層地埋管供熱技術(shù)的基本概念、發(fā)展沿革及應(yīng)用現(xiàn)狀。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有報(bào)道的地?zé)崮芄峒夹g(shù)研究方向和相關(guān)成果進(jìn)行總結(jié)，從運(yùn)行機(jī)理和應(yīng)用實(shí)踐角度出發(fā)，對(duì)該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展做出展望。

1地源熱泵技術(shù)的發(fā)展和優(yōu)勢(shì)

地埋管地源熱泵技術(shù)在北歐國(guó)家起步早，應(yīng)用比較廣泛，經(jīng)驗(yàn)成熟。由于地區(qū)差異，國(guó)內(nèi)采用該項(xiàng)技術(shù)受到條件的限制，實(shí)施較晚，設(shè)備技術(shù)上依賴(lài)國(guó)外，一次性投資較高。而開(kāi)拓綠色資源，推廣應(yīng)用節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目符合國(guó)家的基本國(guó)策，因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，采用該項(xiàng)技術(shù)具有明顯的環(huán)保特性，國(guó)家也給予了政策支持。在建筑領(lǐng)域，地源熱泵技術(shù)廣泛用于空調(diào)系統(tǒng)和制備生活熱水，基于土壤源開(kāi)發(fā)所需冷熱源，綠色、節(jié)能、環(huán)保。隨著空調(diào)使用面積的增大，地源熱泵機(jī)組功率也相應(yīng)提高。為了充分利用建筑面積，地埋管換熱器施工布置由建筑周?chē)鸩睫D(zhuǎn)移到建筑基礎(chǔ)底下，將換熱器單U形改為雙U形，打井深度相應(yīng)增加，加大了換熱面積，以滿(mǎn)足滿(mǎn)液式地源熱泵機(jī)組負(fù)荷需求。

2地源熱泵技術(shù)在暖通工程中常見(jiàn)的應(yīng)用方式

2.1大地耦合熱泵

大地耦合熱泵其熱源以及熱匯主要是基于地表淺層土壤為主體，對(duì)比傳統(tǒng)空氣熱泵具有諸多優(yōu)勢(shì)。其地表水與空氣來(lái)說(shuō)，當(dāng)土壤深入到地底，在全年產(chǎn)生的穩(wěn)定波動(dòng)幅度較小，土壤將會(huì)對(duì)地表空氣以及溫度產(chǎn)生較大影響。因此，在諸多條件中，熱源以及熱匯能作為熱泵裝置，保障系統(tǒng)能高效率運(yùn)行。其次，土壤作為熱泵熱源與熱匯，可以有效替代傳統(tǒng)冷卻塔、鍋爐等，控制環(huán)境污染問(wèn)題。與空氣熱泵對(duì)比能得出，大地耦合熱泵沒(méi)有除霜問(wèn)題，不需要風(fēng)機(jī)對(duì)土壤熱源有效回收，這樣能有效控制系統(tǒng)噪聲等級(jí)。土壤自身就是蓄熱體以及蓄冷體?；诖蟮伛詈蠠岜媚苡行Т钆涮?yáng)能裝置運(yùn)用，基于土壤環(huán)境放熱作用，有效滿(mǎn)足制冷與供熱要求。其中土壤環(huán)境整體傳熱作用力較差，要注重補(bǔ)充較大的工人面積，實(shí)際占地面積較大。在地下管道埋設(shè)過(guò)程中，其運(yùn)行消耗成本偏高，后續(xù)多類(lèi)運(yùn)行故障檢修難度較高。當(dāng)土壤環(huán)境相對(duì)干燥，將會(huì)對(duì)其整體導(dǎo)熱作用產(chǎn)生影響。在夏季環(huán)境中，對(duì)外排熱難度偏大，屬于不可逆運(yùn)行模式。

2.2應(yīng)用于家用系統(tǒng)

家用暖通工程通常不會(huì)涉及到大范圍的施工，其中涉及到的工作環(huán)節(jié)也更少，所以熱源地泵技術(shù)在應(yīng)用于家用暖通系統(tǒng)的過(guò)程中，其優(yōu)勢(shì)通常會(huì)更加明顯，由于家用暖通工程通常被安裝在小戶(hù)型住宅之中，所以，熱源地泵技術(shù)的性能將大大提升，應(yīng)用熱源地泵技術(shù)的家用暖通工程能夠最大限度提升其系統(tǒng)的獨(dú)立性，能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能。同時(shí)，熱源地泵技術(shù)能夠使家用暖通技術(shù)更加環(huán)保，與傳統(tǒng)供熱設(shè)備相比，應(yīng)用了熱源地泵技術(shù)的家用暖用系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行，不再依賴(lài)于相應(yīng)的供熱設(shè)備，這不僅降低了供熱成本，同時(shí)也避免了廢水、廢氣等污染物的產(chǎn)生。

2.3水熱型供熱技術(shù)

水熱型供熱技術(shù)的應(yīng)用依托水熱型地?zé)豳Y源，其推廣可行性同地下水源熱泵一樣取決于當(dāng)?shù)刈匀毁Y源稟賦。與地下水源熱泵相比，主要區(qū)別在于水熱型供熱技術(shù)管井深度（2～3km）遠(yuǎn)深于地下水源熱泵埋管深度（200m以淺），并且是直接將地下高溫地?zé)崴橹恋乇磉M(jìn)行換熱后再回灌至儲(chǔ)層，其中不涉及使用熱泵提升能量品位的過(guò)程。水熱型地?zé)豳Y源主要集中于我國(guó)西北、華北等地，多出現(xiàn)于擁有沉積盆地或板塊斷裂等地質(zhì)特征的區(qū)域。最初對(duì)水熱型地?zé)豳Y源的探索是地?zé)岚l(fā)電技術(shù)發(fā)展的需要，但在勘察過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分低溫水熱型地?zé)豳Y源（60～90℃）恰好與建筑供熱所需的溫區(qū)相契合，因此水熱型地?zé)豳Y源在供熱領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)于水熱型供熱技術(shù)的相關(guān)研究主要集中于水熱型地?zé)豳Y源分布和形成機(jī)理的勘察和分析，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所及西北大學(xué)等開(kāi)展了相關(guān)研究工作。

2.4豎直換熱管

單U形管插入100m深井內(nèi)靠人工可以完成，而對(duì)于雙U形管插入150m深井內(nèi)人工是無(wú)法操作的。影響豎直換熱管安裝的主要原因是井孔豎直高度偏大，大于5‰，下豎直換熱管是靠人工配合機(jī)械方式進(jìn)行的，采用專(zhuān)用準(zhǔn)32圓鋼壓桿（絲扣連接），依靠鉆機(jī)自身重量，通過(guò)壓桿作用在雙U形頭的頂面，不斷增加連接壓桿，直至將豎直管下插入井底。壓桿圓鋼直徑使4根雙U形頭保持垂直狀態(tài)，相互之間距離相等，可不用每隔2～4m設(shè)一彈簧卡（或固定支卡）的方式將U形管兩支管分開(kāi)，以提高換熱效果。施工過(guò)程中，偶爾發(fā)現(xiàn)下管阻力較大，施工人員違章操作，將鉆機(jī)頭快速提升、快速落下，靠沖擊力使垂直管下插，如此操作容易損壞雙U形頭，嚴(yán)重情況下會(huì)造成U形頭泄漏，以致整套150m豎直管更換。發(fā)生此類(lèi)情況，要及時(shí)通知施工人員調(diào)整鉆機(jī)，確保井孔垂直度滿(mǎn)足規(guī)范要求，保證鉆井工程質(zhì)量。由于采用插管新技術(shù)，邊施工邊糾偏，378套豎直換熱管經(jīng)水壓試驗(yàn)合格，并順利進(jìn)入下一道工序。

2.5應(yīng)用于集中系統(tǒng)

地源熱泵技術(shù)是近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在暖通工程項(xiàng)目中最為常見(jiàn)的技術(shù)手段之一。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了從中獲取相應(yīng)的效果，要結(jié)合實(shí)際情況，采取有針對(duì)性的措施，將其科學(xué)合理的應(yīng)用到暖通工程項(xiàng)目中，這樣才能夠保證該技術(shù)的應(yīng)用效果。在暖通工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，集中系統(tǒng)在其中具有非常重要的影響和作用，集中系統(tǒng)在構(gòu)建和利用過(guò)程中，主要是針對(duì)地源熱泵技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的一些重點(diǎn)進(jìn)行客觀分析，這樣做的根本目的是保證該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)的有效性和針對(duì)性。地源熱泵技術(shù)在集中系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅能夠?qū)⒃摷夹g(shù)在機(jī)房?jī)?nèi)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，而且還能夠保證在針對(duì)熱泵設(shè)備進(jìn)行安裝時(shí)，具有非常牢固的標(biāo)準(zhǔn)，為地源熱泵技術(shù)在后期的運(yùn)行和使用價(jià)值發(fā)揮提供有效保障。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)穩(wěn)步發(fā)展，城市化不斷推進(jìn)，地?zé)崮芄峒夹g(shù)的出現(xiàn)和蓬勃發(fā)展正可為建筑供熱領(lǐng)域注入新活力。地源熱泵技術(shù)屬于籌現(xiàn)代化環(huán)保供暖技術(shù)措施，其應(yīng)用高效性以及環(huán)保性較強(qiáng)。我國(guó)地域遼闊，諸多區(qū)域存有諸多地表淺層能源，要注重結(jié)合淺層能源選取相應(yīng)的地源熱泵技術(shù)措施，有助于全面提升地?zé)豳Y源應(yīng)用效率。對(duì)傳統(tǒng)暖通技術(shù)運(yùn)用集中彌補(bǔ)，降低生態(tài)環(huán)境污染現(xiàn)狀，促進(jìn)建筑領(lǐng)域穩(wěn)定發(fā)展。

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