成都水源熱泵機(jī)組維保,富爾達(dá),克萊門(mén)特維修保養(yǎng)
時(shí)間:2022-02-23
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一、水源熱泵深井技術(shù)介紹
1、水源熱泵原理
地下水是一個(gè)巨大的天然資源,其熱惰性極大,全年的溫度波動(dòng)很小,一般說(shuō)來(lái),埋藏于地表20M以下的淺表層地下水可常年維持在該地區(qū)年平均溫度左右,是理想的天然冷熱源。水源熱泵系統(tǒng)正是利用地下水的特性而工作的一種新型節(jié)能空調(diào)。在水源熱泵的水井系統(tǒng)中,水源熱泵一般成井深度為50米到300米,因?yàn)榇瞬糠值叵滤饕傻乇硭a(bǔ)給,且不適宜飲用,故用于水源熱泵中央空調(diào)是極佳選擇水源中央空調(diào)系統(tǒng)的是由末端(室內(nèi)空氣處理末端等)系統(tǒng),水源中央空調(diào)主機(jī)(又稱(chēng)為水源熱泵)系統(tǒng)和水源水系統(tǒng)三部分組成。為用戶(hù)供熱時(shí),水源中央空調(diào)系統(tǒng)從水源中中提取低品位熱能,通過(guò)電能驅(qū)動(dòng)的水源中央空調(diào)主機(jī)(熱泵)“泵”送到高溫?zé)嵩?,以滿(mǎn)足用戶(hù)供熱需求。為用戶(hù)供冷時(shí),水源中央空調(diào)將用戶(hù)室內(nèi)的余熱通過(guò)水源中央空調(diào)主機(jī)(制冷)轉(zhuǎn)移到水源中,以滿(mǎn)足用戶(hù)制冷需求。
1.1系統(tǒng)原理圖:制熱工況為例(制冷工況可通過(guò)閥門(mén)切換來(lái)實(shí)現(xiàn),即使水源水進(jìn)冷凝器,蒸發(fā)器的冷凍循環(huán)水接用戶(hù)系統(tǒng))。
水源熱泵根據(jù)對(duì)水源的利用方式的不同,可以分為閉式系統(tǒng)和開(kāi)式系統(tǒng)兩種。
閉式系統(tǒng)是指在水側(cè)為一組閉式循環(huán)的換熱套管,該組套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中,通過(guò)與土壤或海水換熱來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移。
開(kāi)式系統(tǒng)也就是通常所說(shuō)的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過(guò)建造抽水井群將地下水抽出,通過(guò)二次換熱或直接送至水源熱泵機(jī)組,經(jīng)提取熱量或釋放熱量后,由回灌井群回地下。
水源熱泵優(yōu)點(diǎn)
2.1高效節(jié)能
水源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比(COP值)最高的制冷、制熱方式,理論計(jì)算可達(dá)到7,實(shí)際運(yùn)行為4~6。
水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為12~22℃,水體溫度比環(huán)境空氣溫度高,所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高,能效比也提高。而夏季水體溫度為18~35℃,水體溫度比環(huán)境空氣溫度低,所以制冷的冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式,從而提高機(jī)組運(yùn)行效率。水源熱泵消耗1kW.h的電量,用戶(hù)可以得到4.3~5.0kW.h的熱量或5.4~6.2kW.h的冷量。與空氣源熱泵相比,其運(yùn)行效率要高出20°
60%,運(yùn)行費(fèi)用僅為普通中央空調(diào)的40~60%。
2.2屬可再生能源利用技術(shù)
水源熱泵是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器,收集了47%的太陽(yáng)輻射能量,比人類(lèi)每年利用能量的500倍還多(地下的水體是通過(guò)土壤間接的接受太陽(yáng)輻射能量),而且是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng),地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對(duì)的均衡。這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無(wú)限的太陽(yáng)能或地能成為可能。所以說(shuō),水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。
2.3節(jié)水省地
以地表水為冷熱源,向其放出熱量或吸收熱量,不消耗水資源,不會(huì)對(duì)其造成污染;省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲(chǔ)油房、冷卻塔等設(shè)施,機(jī)房面積大大小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng),節(jié)省建筑空間,也有利于建筑的美觀(guān)。
2.4環(huán)保效益顯著
水源熱泵機(jī)組供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)?、然油等鍋爐房系統(tǒng),無(wú)燃燒過(guò)程,避免了排煙、排污等污染;供冷時(shí)省去了冷卻水塔,避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以,水源熱泵機(jī)組運(yùn)行無(wú)任何污染,無(wú)燃燒、無(wú)排煙,不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵,不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng),對(duì)環(huán)境非常友好,是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
2.5一機(jī)多用,應(yīng)用范圍廣
水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào),還可供生活熱水,一機(jī)多用,一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物,水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源,而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿(mǎn)足供熱和供冷的要求,減少了設(shè)備的初投資。其總投資額僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的60%,并且安裝容易,安裝工作量比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)少,安裝工期短,更改安裝也容易。
水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑,小型的水源熱泵更適合于別墅、住宅小區(qū)的采暖、供冷。
2.6運(yùn)行穩(wěn)定可靠,維護(hù)方便
水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定,其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng),水體溫度較恒定的特性,使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性;采用全電腦控制,自動(dòng)程度高。由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單、機(jī)組部件少,運(yùn)行穩(wěn)定,因此維護(hù)費(fèi)用低,使用壽命長(zhǎng)。
2.7符合國(guó)家政策,獲得政策性支持國(guó)家十分重視可再生能源開(kāi)發(fā)利用工作,《中華人民共和國(guó)可再生能源法》已于2006年1月1日起實(shí)施;同時(shí),在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中,又把大力發(fā)展和規(guī)?;瘧?yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。從國(guó)家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度,對(duì)可再生能源的發(fā)展應(yīng)用予以強(qiáng)力推動(dòng)。
日前,國(guó)家財(cái)政部、建設(shè)部發(fā)文《關(guān)于推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實(shí)施意見(jiàn)》以及《可再生能源建筑應(yīng)用專(zhuān)項(xiàng)資金管理暫行辦法》,明確指出"十一五"期間,可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為25%以上,到2020年,可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為50%以上,這為我國(guó)水源熱泵的發(fā)展提供了良好的環(huán)境和強(qiáng)勁的動(dòng)力。
3.水源熱泵的應(yīng)用限制:
3.1可利用的水源條件限制
水源熱泵理論上可以利用一切的水資源,其實(shí)在實(shí)際工程中,不同的水資源利用的成本差異是相當(dāng)大的。所以在不同的地區(qū)是否有合適的水源成為水源熱泵應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵。目前的水源熱泵利用方式中,閉式系統(tǒng)一般成本較高。而開(kāi)式系統(tǒng),能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對(duì)開(kāi)式系統(tǒng),水源要求必須滿(mǎn)足一定的溫度、水量和清潔度。
3.2水層的地理結(jié)構(gòu)的限制
對(duì)于從地下抽水回灌的使用,必須考慮到使用地的地質(zhì)的結(jié)構(gòu),確??梢栽诮?jīng)濟(jì)條件下打井找到合適的水源,同時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)
和土壤的條件,保證用后尾水的回灌可以實(shí)現(xiàn)。
3.3投資的經(jīng)濟(jì)性
由于受到不同地區(qū)、不同用戶(hù)及國(guó)家能源政策、燃料價(jià)格的影響,水源的基本條件的不同;一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用會(huì)隨著用戶(hù)的不同而有所不同。雖然總體來(lái)說(shuō),水源熱泵的運(yùn)行效率較高、費(fèi)用較低。但與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷取暖方式相比,在不同地區(qū)不同需求的條件下,水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性會(huì)有所不同。
二、地源熱泵深井技術(shù)介紹
1.地源熱泵系統(tǒng)原理
地源熱泵系統(tǒng)是利用熱泵機(jī)組在土壤中提取或蓄存熱量,制取冷熱水為空調(diào)服務(wù)的系統(tǒng),又稱(chēng)土壤源熱泵。
地表淺層土壤溫度呈三層分布,地表凍土層附近土壤溫度受室外大氣影響,溫度全年波動(dòng)大;凍土層以下有一恒溫層,溫度全年基本不變;恒溫層下到地殼深處有一定的正溫度梯度,土壤溫度隨深度緩慢上升。地?zé)峋傅氖巧钌?500米左右的地?zé)崮芑蛩疁卮笥?0℃
的溫泉水來(lái)進(jìn)行發(fā)電的方法和裝置,地?zé)岱指邷?、中溫和低溫三?lèi)。
高于150℃,以蒸汽形式存在的,屬高溫地?zé)幔?0℃~150℃,以水和蒸汽的混合物等形式存在的,屬中溫地?zé)幔桓哂?5C、低于90℃,以溫水、溫?zé)崴?、熱水等形式存在的,屬低溫地?zé)岬責(zé)嵘罹募夹g(shù)簡(jiǎn)介是:
?。?)集成創(chuàng)新:即地核原子爐和發(fā)電機(jī)+地慢地殼的熱巖層+石油鉆探式鉆地?zé)峋?工質(zhì)優(yōu)選+蒸汽發(fā)電機(jī)+發(fā)電機(jī)=6因素集成。
(2)工作循環(huán)簡(jiǎn)單:即工質(zhì)吸熱變工質(zhì)蒸汽→蒸汽機(jī)作功→聯(lián)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
?。?)井水閉式循環(huán):即地?zé)峋诰畠?nèi)閉式循環(huán),不必抽到井外。
?。?)工質(zhì)閉式循環(huán):即工作介質(zhì)按工質(zhì)貯罐→井爐換熱→蒸汽機(jī)→冷卻一回到工質(zhì)貯罐,是全封閉的循環(huán),不會(huì)泄漏。
?。?)熱功轉(zhuǎn)換效率高:即采用相變傳熱和換熱,又低溫工作的蒸汽發(fā)電機(jī),故一般每孔地?zé)峋b機(jī)在1500~3000KW。(6)建廠(chǎng)成本低:即一般約0.8億元/萬(wàn)KW,低于核電的2.2億元/萬(wàn)KW或秸桿發(fā)電的2億元/萬(wàn)KW。用于供暖的地?zé)崴疁囟纫话阍?0℃以上,也有采用50~
60C的,50℃以下的則很少采用。分直接供暖和間接供暖兩種方式:直接供暖是將地?zé)崴苯铀腿牍嵯到y(tǒng),其對(duì)地?zé)崴乃|(zhì)
要求高,不得對(duì)供暖管道系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕和結(jié)垢,一般為礦化度比較低的地?zé)崴?;間接供暖是使地?zé)崴ㄟ^(guò)熱交換器將熱轉(zhuǎn)換給供熱系統(tǒng)進(jìn)行供暖。開(kāi)采具有腐蝕性和易產(chǎn)生結(jié)垢的地?zé)崴┡?,一般采用間接供暖方式。地?zé)崴┡睦寐嗜Q于地?zé)崴臏囟燃捌涔┡笈欧潘疁囟?,地?zé)崴疁囟扔?,供暖后的排水溫度愈低,則其供暖的利用率越高。
2.但是在長(zhǎng)期的利用中發(fā)現(xiàn):
2.1①?gòu)牡貙由钐幪崛崴∨寐实?,熱水不可飲用,不再回流,直接排入廢水溝,嚴(yán)重浪費(fèi)熱力資源。②長(zhǎng)期抽取深層地下水易使形成地下漏斗,影響地層穩(wěn)定,國(guó)家已出臺(tái)政策禁止。③地?zé)嵘罹难h(huán)需要一口出水井四口回水井,打井的費(fèi)用投入較大。
2.2防腐問(wèn)題地?zé)釋?duì)金屬腐蝕是普遍存在的而且很?chē)?yán)重。地?zé)崴凶畛3霈F(xiàn)起主要作用的腐蝕成分是氯(CL)和溶解氧(0:)。氯離子半徑小,穿透能力強(qiáng),因此容易穿過(guò)金屬表面已有的保護(hù)層造成對(duì)碳鋼、不銹鋼及其他合金強(qiáng)烈的縫隙腐蝕、孔蝕與應(yīng)力腐蝕等。
2.3氯離子對(duì)金屬的腐蝕作用還與溫度有關(guān),60cc的地?zé)崴瓹L一含量?jī)H只200rT1g/L時(shí),也會(huì)使不銹鋼產(chǎn)生局部腐蝕,溫度越高腐蝕作用越強(qiáng)。在地下深層地?zé)崴匀粻顟B(tài)下通常不含氧氣,流出地面后空氣中的氧會(huì)溶入地?zé)崴芙庋跻彩堑責(zé)崴凶畛R?jiàn)最重要的腐蝕性物質(zhì)。
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