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全自動過濾器詳解地源熱泵系統形式及其優缺點

作者: 2014年11月10日 來源: 瀏覽量:
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全自動過濾器詳解地源熱泵系統形式及其優缺點   形式:   1、水平式地源熱泵   通過水平埋置于地表面2~4以下的閉合換熱系統,它與土壤進行冷熱交換。此種系統適合于制冷供暖面積較小的建筑物,如別墅和小型單

全自動過濾器詳解地源熱泵系統形式及其優缺點

  形式:

  1、水平式地源熱泵

  通過水平埋置于地表面2~4以下的閉合換熱系統,它與土壤進行冷熱交換。此種系統適合于制冷供暖面積較小的建筑物,如別墅和小型單體樓。該系統初投資和施工難度相對較小,但占地面積較大。

  2、垂直式地源熱泵

  通過垂直鉆孔將閉合換熱系統埋置在50M~400M深的巖土體與土壤進行冷熱交換。此種系統適合于制冷供暖面積較大的建筑物,周圍有一定的空地,如別墅和寫字樓等。該系統初投資較高,施工難度相對較大,但占地面積較小。

  3、地表水式地源熱泵

  地源熱泵機組通過布置在水底的閉合換熱系統與江河、湖泊、海水等進行冷熱交換。此種系統適合于中小制冷供暖面積,臨近水邊的建筑物。它利用池水或湖水下穩定的溫度和顯著的散熱性,不需鉆井挖溝,初投資最小。但需要建筑物周圍有較深、較大的河流或水域。

  4、地下水式地源熱泵

  地源熱泵機組通過機組內閉式循環系統經過換熱器與由水泵抽取的深層地下水進行冷熱交換。地下水排回或通過加壓式泵注入地下水層中。此系統適合建筑面積大,周圍空地面積有限的大型單體建筑和小型建筑群落。

 優缺點:

  一、地源熱泵空調的優點

  從理論和能耗的角度上分析,地源熱泵空調技術利用儲存于地表淺層或地下的取之不盡的能源,成為可再生能源的一種形式。

  二、地源熱泵空調使用可能帶來的問題

  地源熱泵空調系統主要包括兩大部分:一是建筑物內的水環路空調系統;二是地源熱泵空調系統的地下部分,即地下耦合熱泵系統的地下熱交換器、地表水熱泵系統的地表水熱交換器、地下水熱泵系統的水井系統。

  (1)地表水熱泵系統:地表水溫度受氣候的影響較大,與空氣源熱泵類似,在利用深層河水、湖水、海水進行吸熱與放熱的地表水水源熱泵系統時,首先必須強調的是水體要有一定深度,沒有5m深度的河流、湖泊、海域就不必考慮,一般來說,只有10m以下深度才有利用價值。對于屬于地源熱泵的水源熱泵機組,如果是流動的江、河、溪水,水溫合適的情況下,才可以使用。

     (2)地下水地源熱泵(地表潛水)和地下水地源熱泵這兩種方式,是將含有地溫的水從井中抽取出來,取出熱后,再回灌到其它井中;或不抽取地下水,只采用地埋管的形式。國內很多大專院校進行了相關的埋地管的試驗研究和小型的工程應用,并建立了地埋管的傳熱模型。各地的地質條件不同,土壤的溫度和熱物性參數都不一樣,因此,地下水熱泵的應用還有待進一步的實驗驗證和實驗數據的積累。此外,這一淺層地能的采集技術涉及到開采利用地下水或地表水,有三個缺點:

  1)在抽水并回灌于其它井的同時,會造成井中砂的移動,當大量的井砂移出后,往往會造成抽水井的塌陷,同時也造成了回水井的堵塞,縮短了井的壽命;

  2)在多數地質條件下,很多工程實際上并未達到100%回灌。回灌井與生產井的數量配置和是否需要冬夏對調輪換,單井回灌是否合理有效,是否會破壞地下含水層等。井水的回灌往往不暢,易造成地下水資源的浪費,雖然抽水后有回灌井將抽出的水回灌,但這并不是一個完全可逆的過程,回灌后土壤中的水質和水量并不能與抽水前完全一致,大量地下水的抽取和回灌必然造成地下水位的不平衡,影響當地的地質構造,有可能危害地上的建筑物。

  3)地源熱泵機組要求全年冷負荷和熱負荷要基本均衡,這樣才不至于發生地下熱環境惡化,機組能效比降低甚至無法正常使用。在30~300m深的地下,只要其全年的總取熱量與總排熱量相等,就能持久地維持恒溫帶的狀態;如果把恒溫帶地層看作為“取之不盡,可不斷再生的低溫地熱資源”,可由深層的地熱資源或地表太陽能來補充,那就會犯原理性錯誤。

  (3)有的地源熱泵空調工程在完工使用的初期進行地質勘測,得出結論表明地源熱泵空調對地質沒影響,但這樣的結論下得似乎過早。不設監測井,不對地下水的生產量、回灌量、水溫、水質、含水層厚度變化進行定期、持久的監測。打井公司只要能抽出設計所規定的水溫、水量的地下水后就算完成任務。對于地下水熱泵系統,能提供完整水文地質資料的極少,絕大部分工程投入運行后,根本沒有對地下水的基本參數進行定期監測,更談不上提供地下水遷移數據。

  (4)從經濟和技術的角度看,建設地源熱泵系統,其地下部分無論是埋管、打井,還是設置湖泊、河流、海洋的水下換熱器或取水裝置,由于牽扯到為蓄能井選址必須進行土質和地下水勘探等一些專業性很強的作業,需要有一定的水文地質與海洋專業知識,這對于空調專業的技術人員來說,并不擅長;其地上部分,無論是建筑物的全年冷、熱負荷計算與全年分布規律,還是室內外的水系統設計,也絕非是水文地質、地礦勘探、海洋海港技術人員的專長。

 

   結語:類似“地源水經過熱泵機組后,只是交換熱量,水質幾乎沒有發生變化,經回灌至地層或重新排入地表水體后,不會造成對原有水源的污染”之類的說法應謹慎。

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