地埋管傳熱過(guò)程和土壤熱平衡技術(shù)分析
原標(biāo)題：地源熱泵技術(shù)在江陰地區(qū)的應(yīng)用分析
來(lái)源：建筑節(jié)能
近年來(lái)，江陰地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各類(lèi)公共建筑及住宅建筑如雨后春筍般拔地而起，建筑能耗數(shù)量巨大，而且每年還在高速增長(zhǎng)，建筑用能已成為能源消耗的主力軍 之一。而江陰地區(qū)能源供應(yīng)十分緊張，每到夏季用電高峰時(shí)，政府為了保障居民生活用電，不得不對(duì)有關(guān)企業(yè)進(jìn)行限產(chǎn)限電，甚至要求企業(yè)停工。因此，地源熱泵系 統(tǒng)作為一種利用可再生能源技術(shù)，能夠節(jié)省大量的電能，在江陰地區(qū)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而地源熱泵技術(shù)作為一種新技術(shù)、新系統(tǒng)，在我國(guó)應(yīng)用的時(shí)間還不 長(zhǎng)，還處于探索和積累經(jīng)驗(yàn)階段，在設(shè)計(jì)理論、施工技術(shù)、設(shè)備制造、運(yùn)行管理等方面都還不夠成熟，或多或少存在一些問(wèn)題。下面就該技術(shù)在江陰地區(qū)的應(yīng)用情況 及熱平衡問(wèn)題作一定的技術(shù)分析。
 
1江陰地區(qū)地源熱泵應(yīng)用現(xiàn)狀
江陰淺層地?zé)崮芾靡缘卦礋岜脼橹鳎饕獞?yīng)用在民用建筑和高檔住宅小區(qū)中。5年前江陰僅有幾個(gè)項(xiàng)目采用該系統(tǒng)，從前年開(kāi)始地源熱泵系統(tǒng)在江陰得到了大量的 應(yīng)用，有大型商場(chǎng)，如江陰紅星美凱龍大型建材超市、江陰青陽(yáng)醫(yī)院、江陰人民武裝部辦公大樓等，也有住宅小區(qū)，如和院住宅小區(qū)、蘇龍?jiān)沸^(qū)等。
根據(jù)江陰地質(zhì)、水文情況，江陰地區(qū)的地源熱泵系統(tǒng)以土壤源熱泵系統(tǒng)為主。地埋管換熱器孔井直徑150～180min，孔深90～100m，孔距一般為 4～5m，大多為垂直雙u管，少數(shù)采用單U管，5～8個(gè)孔井為一組，地埋管均為并聯(lián)連接。夏季地埋管每延米釋熱量為55~80W，冬季每延米吸熱量為 34~50W，地埋管進(jìn)出水溫度夏季為30~35℃，冬季溫度為5～10℃。孔井回填材料多為原漿加水泥混合物，部分項(xiàng)目為膨潤(rùn)土加水泥漿，其中膨潤(rùn)土比 例為5%～8%。
 
2、地源熱泵地埋管傳熱過(guò)程和土壤熱平衡技術(shù)分析
一個(gè)地源熱泵工程是比較浩大的，是否能達(dá)到最佳的節(jié)能效果，需要認(rèn)真研究與實(shí)施好每個(gè)步驟，下面我們帶大家來(lái)仔細(xì)看看這些關(guān)鍵性技術(shù)。
地下土壤是個(gè)多相介質(zhì)，其中有土、砂、地下水和空氣等，地下水的含量和溫度對(duì)傳熱效果有著決定性的作用。其次，土壤的種類(lèi)和組成比例以及地埋管四周的回填 材料的熱性能也會(huì)對(duì)傳熱過(guò)程和效果產(chǎn)生重要影響，地埋管所采用的材料、壁厚、管內(nèi)水的流速也是影響傳熱的重要因素。另外地埋管之間土壤的溫度變化還受其周 圍地埋管溫度波在該處疊加的影響。空調(diào)負(fù)荷的變化以及熱泵機(jī)組的運(yùn)行方式也會(huì)引起地埋管周?chē)耐寥罍囟忍幵谝粋€(gè)不斷變化的過(guò)程中，改變著土壤的溫度場(chǎng)。因 此，地埋管換熱器的實(shí)際傳熱過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的非穩(wěn)定的傳熱過(guò)程。
 
但由于大地本身具有很強(qiáng)的蓄熱能力，是一個(gè)地下蓄熱體，所以只要設(shè)計(jì)能保證每年空調(diào)系統(tǒng)從地下吸取與釋放的熱量基本相等，就可以保持全年的熱平衡。如果夏 季通過(guò)土壤源地埋管換熱器排入地下的熱量大于冬季從地下吸取的熱量，就會(huì)造成熱量在地下的堆積，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)引起地下土壤溫度的上升，所能排放的熱量會(huì) 逐年減少，熱泵機(jī)組冷凝溫度就會(huì)升高，影響機(jī)組的COP值。相反，當(dāng)冬季取熱量大于夏季排熱量時(shí)會(huì)造成地下土壤溫度的持續(xù)降低，所能吸取的熱量也會(huì)逐年減 少，機(jī)組的蒸發(fā)溫度就會(huì)降低，同樣影響機(jī)組的效率。上述兩種情況都屬于熱不平衡問(wèn)題，都有可能引起熱泵機(jī)組運(yùn)行工況的惡化，最終導(dǎo)致土壤源地源熱泵系統(tǒng)不 能正常運(yùn)行。因此，地源熱泵系統(tǒng)中最為關(guān)鍵，同時(shí)也是最為核心的是地埋管換熱器的設(shè)計(jì)和施工。地埋管系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量決定著整個(gè)地源熱泵系統(tǒng)的使用效 果乃至使用壽命。筆者調(diào)查了江陰地區(qū)多家地源熱泵用戶(hù)，發(fā)現(xiàn)很多用戶(hù)都不同程度地存在影響傳熱的因素和熱不平衡問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題如不解決，將縮短地源熱泵系 統(tǒng)的使用年限，影響該技術(shù)的推廣和應(yīng)用。
 
3影響傳熱和導(dǎo)致熱不平衡的因素
3.1勘探因素
根據(jù)規(guī)范要求地埋管地源熱泵系統(tǒng)在方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)對(duì)工程所在地的地質(zhì)情況進(jìn)行勘察。勘察的項(xiàng)目主要有地下土體的結(jié)構(gòu)和分布情況、土體溫度、土體的熱物理性 能、地下水水位、水溫和水質(zhì)情況以及水流方向、水流速度等。但在實(shí)際工程中由于受建設(shè)方資金影響，往往布點(diǎn)數(shù)量、布點(diǎn)間距不能滿(mǎn)足要求，再加上該項(xiàng)勘察不 同于普通的地質(zhì)勘察，勘探人員受設(shè)備和自身技術(shù)水平的限制，導(dǎo)致勘察結(jié)果不準(zhǔn)確。有的項(xiàng)目沒(méi)有進(jìn)行巖土熱響應(yīng)測(cè)試或測(cè)試不夠準(zhǔn)確，提供給設(shè)計(jì)人員的數(shù)據(jù)與 實(shí)際情況不相符。


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一、水（地）源熱泵機(jī)組概述

• 1、瀚信德水源熱泵螺桿機(jī)組，地源熱泵機(jī)組是一種利用地下水或地?zé)嶙鳛槔錈嵩磥?lái)制取冷水和熱水的機(jī)組。
• 2、由于地下水溫度相對(duì)穩(wěn)定，冬暖夏涼，在冬季，機(jī)組將地下水中的熱量提取出來(lái)，制取熱水，供建筑物空調(diào)采暖及其他用途。
• 3、在夏季，機(jī)組將室內(nèi)的熱量提取出來(lái)，釋放到地下水中，達(dá)到夏季空調(diào)制冷的目的。
• 4、瀚信德水源熱泵螺桿熱水機(jī)組允許利用的冷熱源不限于地下水，也可以使用溫度合適的地表水、土壤、生活廢水、工業(yè)廢水及各種余熱排水。

二、水（地）源熱泵螺桿機(jī)組產(chǎn)品特點(diǎn)

1、高效節(jié)能、一機(jī)多用

• 1.1機(jī)組既能制取冷熱水，供辦公樓宇、醫(yī)院、商場(chǎng)等舒適性空調(diào)場(chǎng)所制冷采暖用，也可提供50℃以上的熱水，滿(mǎn)足建筑物生活用熱水的需要。
• 1.2、水源熱泵機(jī)組，地源熱泵機(jī)組環(huán)保節(jié)能。   ... ...更多內(nèi)容請(qǐng)點(diǎn)擊查看  水地源熱泵機(jī)組