暖通工程地源热泵技术应用浅述 附暖通工程中的地源热泵技术的应用研究.docx

暖通工程地源热泵技术应用浅述摘 要：随着经济和科技水平的快速发展，地源热泵行业实际发展速度加快。 随着人们对环保、节能意识的增强以及生活品质以及建筑环境追求度不断提升， 逐步对地能资源供热制冷热泵系统具有较高重视度。地源热泵空调能有效降低资 源以及环境产生的污染，还能选取可再生资源以及常规能源。为了保障暖通空调 项目能稳定构建，对各类常见问题隐患集中管控，要注重突出节能环保效用，选 取更多先进的可再生能源是重要发展的方向，其中地热能源运用就是相对有效地 类型。在暖通空调地热能源运用中，要注重对地热泵合理设定，保障地源热泵技 术运用具备较强的适应性与匹配度，能有效规避多项风险问题。关键词：暖通工程;地源热泵技术;应用措施引言地质能因具有稳定、储量大、分布广泛等特点，在建筑供热领域得到广泛应 用。本文从地热能供热技术分类出发，详细阐述了浅层地源热泵技术、水热型供 热技术及中深层地埋管供热技术的基本概念、发展沿革及应用现状。通过对现有 报道的地热能供热技术研究方向和相关成果进行总结，从运行机理和应用实践角 度出发，对该领域技术发展做出展望。1地源热泵技术的发展和优势地埋管地源热泵技术在北欧国家起步早，应用比较广泛，经验成熟。由于地 区差异，国内采用该项技术受到条件的限制，实施较晚，设备技术上依赖国外， 一次性投资较高。而开拓绿色资源，推广应用节能环保项目符合国家的基本国策, 因此，从长远角度来看，采用该项技术具有明显的环保特性，国家也给予了政策 支持。在建筑领域，地源热泵技术广泛用于空调系统和制备生活热水，基于土壤 源开发所需冷热源，绿色、节能、环保。随着空调使用面积的增大，地源热泵机 组功率也相应提高。为了充分利用建筑面积，地埋管换热器施工布置由建筑周围 逐步转移到建筑基础底下，将换热器单U形改为双U形，打井深度相应增加， 加大了换热面积，以满足满液式地源热泵机组负荷需求。2地源热泵技术在暖通工程中常见的应用方式2.1 大地耦合热泵大地耦合热泵其热源以及热汇主要是基于地表浅层土壤为主体，对比传统空 气热泵具有诸多优势。其地表水与空气来说，当土壤深入到地底，在全年产生的 稳定波动幅度较小，土壤将会对地表空气以及温度产生较大影响。因此，在诸多 条件中，热源以及热汇能作为热泵装置，保障系统能高效率运行。其次，土壤作 为热泵热源与热汇，可以有效替代传统冷却塔、锅炉等，控制环境污染问题。与 空气热泵对比能得出，大地耦合热泵没有除霜问题，不需要风机对土壤热源有效 回收，这样能有效控制系统噪声等级。土壤自身就是蓄热体以及蓄冷体。基于大 地耦合热泵能有效搭配太阳能装置运用，基于土壤环境放热作用，有效满足制冷 与供热要求。其中土壤环境整体传热作用力较差，要注重补充较大的工人面积， 实际占地面积较大。在地下管道埋设过程中，其运行消耗成本偏高，后续多类运 行故障检修难度较高。当土壤环境相对干燥，将会对其整体导热作用产生影响。 在夏季环境中，对外排热难度偏大，属于不可逆运行模式。2.2 应用于家用系统家用暖通工程通常不会涉及到大范围的施工，其中涉及到的工作环节也更 少，所以热源地泵技术在应用于家用暖通系统的过程中，其优势通常会更加明显, 由于家用暖通工程通常被安装在小户型住宅之中，所以，热源地泵技术的性能将 大大提升，应用热源地泵技术的家用暖通工程能贺I最大限度提升其系统的独立 性，能够在一定程度上实现节能。同时，热源地泵技术能够使家用暖通技术更加 环保，与传统供热设备相比，应用了热源地泵技术的家用暧用系统能够实现独立 运行，不再依赖于相应的供热设备，这不仅降低了供热成本，同时也避免了废水、 废气等污染物的产生。2.3 水热型供热技术水热型供热技术的应用依托水热型地热资源，其推广可行性同地下水源热泵 一样取决于当地自然资源禀赋。与地下水源热泵相比，主要区别在于水热型供热 技术管井深度（23km）远深于地下水源热泵埋管深度（200m以浅），并且是 直接将地下高温地热水抽至地表进行换热后再回灌至储层，其中不涉及使用热泵 提升能量品位的过程。水热型地热资源主要集中于我国西北、华北等地，多出现 于拥有沉积盆地或板块断裂等地质特征的区域。最初对水热型地热资源的探索是 地热发电技术发展的需要，但在勘察过程中发现部分低温水热型地热资源（60 90C）恰好与建筑供热所需的温区相契合，因此水热型地热资源在供热领域得到 了广泛应用。对于水热型供热技术的相关研究主要集中于水热型地热资源分布和 形成机理的勘察和分析，中国科学院地质与地球物理研究所、中国地质科学院水 文地质环境地质研究所及西北大学等开展了相关研究工作。2.4 竖直换热管单U形管插入100m深井内靠人工可以完成，而对于双U形管插入150m深 井内人工是无法操作的。影响竖直换热管安装的主要原因是井孔竖直高度偏大， 大于5%o,下竖直换热管是靠人工配合机械方式进行的，采用专用准32圆钢压 杆（丝扣连接），依靠钻机自身重量，通过压杆作用在双U形头的顶面，不断增 加连接压杆，直至将竖直管下插入井底。压杆圆钢直径使4根双U形头保持垂 直状态，相互之间距离相等，可不用每隔24m设一弹簧卡（或固定支卡）的 方式将U形管两支管分开，以提高换热效果。施工过程中，偶尔发现下管阻力 较大，施工人员违章操作，将钻机头快速提升、快速落下，靠冲击力使垂直管下 插，如此操作容易损坏双U形头，严重情况下会造成U形头泄漏，以致整套150m 竖直管更换。发生此类情况，要及时通知施工人员调整钻机，确保井孔垂直度满 足规范要求，保证钻井工程质量。由于采用插管新技术，边施工边纠偏，378套 竖直换热管经水压试验合格，并顺利进入下一道工序。2.5 应用于集中系统地源热泵技术是近年来被广泛应用在暖通工程项目中最为常见的技术手段 之一。该技术在实际应用过程中，为了从中获取相应的效果，要结合实际情况， 采取有针对性的措施，将其科学合理的应用到暖通工程项目中，这样才能够保证 该技术的应用效果。在暖通工程项目施工过程中，集中系统在其中具有非常重要 的影响和作用，集中系统在构建和利用过程中，主要是针对地源热泵技术在实际 应用过程中的一些重点进行客观分析，这样做的根本目的是保证该技术在应用时 的有效性和针对性。地源热泵技术在集中系统中的应用不仅能够将该技术在机房 内的应用优势充分发挥出来，而且还能够保证在针对热泵设备进行安装时，具有 非常牢固的标准，为地源热泵技术在后期的运行和使用价值发挥提供有效保障。结语随着我国经济建设稳步发展，城市化不断推进，地热能供热技术的出现和蓬 勃发展正可为建筑供热领域注入新活力。地源热泵技术属于筹现代化环保供暖技 术措施，其应用高效性以及环保性较强。我国地域辽阔，诸多区域存有诸多地表 浅层能源，要注重结合浅层能源选取相应的地源热泵技术措施，有助于全面提升 地热资源应用效率。对传统暖通技术运用集中弥补，降低生态环境污染现状，促 进建筑领域稳定发展。参考文献1韩钊.浅析地源热泵技术在暖通工程中的应用J.建筑工程技术与设计， 2016, 000 (017)： 270.2吕文刚.地源热泵技术在建筑工程暖通领域当中得到的应用J.城市建设 理论研究(电子版),2017 (08)： 62.3刘加栋.暖通工程中的地源热泵技术的应用研究J.城市建设理论研究： 电子版，2016 (3).暖通工程中的地源热泵技术的应用研究摘要：地源热泵技术具有惊异性、节能性等优势特点，在暖通工程中的应用 具有不可替代的作用。虽然现阶段仍然存在很多问题，但是在实践中我们可以对 其进行不断总结和完善，促使地源热泵技术的应用范围越来越大，这样才能够将 该技术的作用和价值充分发挥出来。关键词：暖通工程;地源热泵技术;应用1地源热泵技术特点和优势1.1 节能减排相较于传统的供暖技术，地源热泵技术在热能转换过程中很好地体现了节能 减排的优势，地源热泵技术应用不成不会产生任何能源浪费现象，与传统供暖技 术相比，节能性非常明显，并且这种技术只需要借助地表浅层热能就能够满足提 升室内温度的效果，所以也不会对环境造成污染，符合节能减排的要求。1.2 较低的维护成本暖通工程维护成本一直是其诟病，但是在同样的条件下，使用地源热泵技术 可以省去大量的系统维护成本，首先地源热泵技术耐久性能超强，并不需要过多 的内部机械运动部件，室内、地下是主要的使用部位，其次这种技术不会和室外 环境产生直接接触，通常地下部件寿命可以保持约50年，地上部件寿命约为30 年，可以说是一种新型的不需要任何维护的暖通系统。2地源热泵技术在暖通工程中常见的应用方式2.1 地源热泵技术在集中系统中的应用地源热泵技术是近年来被广泛应用在暖通工程项目中最为常见的技术手段 之一。该技术在实际应用过程中，为了从中获取到相对应的效果，要结合实际情 况，采取有针对性的措施，将其科学合理的应用到暖通工程项目中，这样才能够 保证该技术的应用效果。在暖通工程项目施工过程中，集中系统在其中具有非常 重要的影响和作用，集中系统在构建和利用过程中，主要是针对地源热泵技术在 实际应用过程中的一些重点进行客观分析，这样做的根本目的是保证该技术在应 用时的有效性和针对性。地源热泵技术在集中系统中的应用不仅能够将该技术在 机房内的应用优势充分发挥出来，而且还能够保证在针对热泵设备进行安装时， 具有非常牢固的标准，为地源热泵技术在后期的运行和使用价值发挥提供有效保 障。2.2 地源热泵技术在分散系统中的应用暖通工程项目一直以来都是建筑工程项目在建设时非常重要的一部分，不仅 会直接影响到建设质量，而且还会对后期的冷暖效果产生影响。在当前暖通工程 建设过程中，暖通系统在其中的应用，需要依靠分散系统的辅助。通过对地热泵 技术在应用时的现状进行分析，发现分散系统在其中的运用是一种比较常见的类 型。这种分散系统在应用过程中，可以直接通过对水环路的合理利用，实现对其 科学合理的处理。这样不仅能够从根本上促使该系统可以直接在中央水泵设备中 实现合理的利用，还能够在水环路管道等方面实现合理的运行。通过这种方式， 不仅可以促使暖通工程项目在施工以及运行过程中的水平得到有效提升，还能够 实现对空气的有效调节，满足人们在日常生活过程中的个性化需求。在暖通工程 施工过程中，这种分散系统在其中的应用，需要地源热泵技术在其中起到良好的 支撑效果。这样不仅可以在学校、商场等各个方面都实现合理的利用，而且还能 够实现大范围的应用，促使地源热泵技术在使用时的作用和价值可以得到有效发 挥。2.3 地源热泵技术在混合系统中的应用在当前社会经济不断快速发展的背景下，建筑行业的整体发展势头比较良 好，受到了人们的广泛关注和重视。暖通工程是建筑项目当中非常重要的工程类 型之一，在施工过程中，暖通系统的运行并不是单纯的依托一个系统来进行处置 或者是运行处理。其中混合系统是比较常见的一种系统类型。这种混合系统在实 际应用过程中，其主要目的是实现对各种不同类型暖通系统进行综合分布和利 用。这样不仅可以实现对暖通系统科学合理的布置，还能够提高系统在实际应用 过程中的效率和作用。只有通过这种方式，才能够最大限度保证地热能源的僵值 可以得到有效发挥。比如我国南北方的气温差异比较大，南方地区在针对暖通工 程进行建设时，在冬季和夏季的表现具有明显的差异性。在设置过程中，通常情 况下，需要设置比较大的冷负荷，但是对于热负荷的要求并不是很高，基本上并 没有任何的差异性。在针对夏季或者是冬季进行设置时，可以结合实际情况，采 取不同方式来进行处理。由于夏季温度普遍比较高，所以在实际应用过程中，需 要结合实际情况，对其进行冷负荷的增加，要想实现这一根本目的，在实际应用 过程中，可以与地源热泵技术、冷却塔设备进行有效结合，这样做的根本目的是 促使人们的制冷需求可以得到满足。3地源热泵技术施工应用3.1 钻孔（1）钻孔之前要对施工场地进行全面勘察，落实技术交底工作。按照安装 图纸确定钻孔数量、位置、尺寸大小等，同时严格审核施工准确性，检查钻孔设 备运转情况，之后按照设计图纸确定位置，进行放线处理；（2）钻孔施工过程必须保证钻杆垂直，避免出现孔斜问题，钻孔水平误差 不得超过1%,垂直误差小于0.5%;（3）相邻的钻孔之间要设置泥浆池（作为钻孔阶段的水循环系统），避免泥 浆池中的水流到其他钻孔，保证钻孔现场清洁；（4）地源热泵钻孔施工现场面积比较有限，所以要及时清理钻孔产生的废 弃物，同时避免钻出的土体被雨水冲走，造成不必要的环境污染；（5）做好塌孔预防，估孔阶段沿着孔壁灌入少量泥浆作为护臂；（6）整个钻孔过程管理其他管线设置，避免钻孔过程破坏其他管线；（7）钻孔结束后严格验收作业质量，保证钻孔质量达标后才可进行下一阶 段施工。3.2 地埋管技术应用地源热泵技术的应用需要大量的地埋管，地埋管钻孔要与其他施工阶段紧密 相连，这样可以避免地埋管钻孔给其他施工流程造成困难。如在钻孔阶段，要时 刻关注建筑内部电缆管线等设置情况，全面了解电缆管线走向，避免钻孔过程破 坏其他线路。地埋管钻孔数量要根据施工面积确定，并且钻孔前要准确定位钻孔 位置，钻孔施工中保证钻杆垂直。3.3 组装管道、下管地埋管技术应用必须保证钻孔施工准确性和规范性，避免地埋管钻孔给整个 暖通工程造成不利影响，钻孔结束后需要进行下管施工，此过程要把握好下管时 机，首先必须在钻孔结束后进行，其次下管和钻孔作业之间不能留过长的间隔时 间，如果间隔时间过长，钻孔内部积压情况会愈发严重，进而直接影响整个管道 下方施工。同时要保证下管速度，现阶段国内使用的地源热泵技术通常都会用特 定的预制硅导头完成下井作业，使用预制硅导头时需要先根据钻孔大小制作导 头，导头直径要小于钻孔直径，同时大于四根HDPE管径，下井作业借助导头 重力作用完成操作，操作环节要避免管道出现拖拉、弯曲等现象。其次管道预组装是整个施工中最为关键的环节，组装之前要全面规划整个施 工流程，从管材型号选择和进场筛选都要严格把关，管材要堆放在平整的地面， 避免地面不平整或其他杂质损坏管材、堆放高度不能超过2m,同时遮盖好，避 免受阳光暴晒。4结束语随着人们生活水平的提升，人们对于生活质量的要求越来越高，尤其是现代 人对于居住质量提出了更高的要求，而供暖问题始终都是人们关注的重点，随着 社会经济发展水平的提升，暖通工程逐渐成为了解决人们供暖的重要手段，借助 地源热泵技术不能能够节约大量资源，还可以实现能源循环利用。参考文献：1田生金,浅析建筑暖通工程中的地源热泵技术的应用J.中国高新区， 2018 (12)： 204.2范洪波.暖通工程地源热泵技术应用分析J.建筑技术开发，2018 (1)： 114115.3张海风.地源热泵技术措施在暖通工程中得到的应用J.城市建设理论研 究(电子版)，2017 (17)： 94.