目录
- 1,家电系统的远程控制
- 2,网络家电的发展前景
- 3,北京市昌平区北七家镇某培训基地地源热泵改造工程
- 4,北京市昌平区某地下水热泵工程
- 5,地源热泵安装要注意什么?
- 6,地源热泵设备安装注意事项有哪些
- 7,水源热泵的工作原理,优点和缺点
- 8,北京友谊宾馆新建专家楼水源热泵系统设计
- 9,浅层地热能开发利用是否需要资源开发费
- 10,地温的开发利用
1,家电系统的远程控制
就用现有家电简单描述一下
一、家电之间的连接线的走线问题:
可以在埋在墙里,也可以采取蓝牙,但细节方面有待磨合。
二、主控台的控制问题:控制,包括一定范围内的遥控器控制和网上远程控制。
1、总控制台:电脑主机,带特制遥控器,把所有功能快捷键整合在遥控器中,这个比较关键。遥控范围覆盖距离也是考虑中,是采取蓝牙还是2.4G无线传输技术。(最好还是配上鼠键,少了它们总觉得少了什么,也许无线的方便,主机出软件故障,也方便修理。)
2、主机连接猫,若是要网上远程控制,设置远程开关机。(若是怕黑客攻击,还是不要网络远程,或者在网络安全上要做足工夫,否则危险)
2、主机连接电阀,控制除了主机供电必须之外的其他供电电路。
3、主机控制煤气开关阀,水管控制阀
4、主机连接显示器电视机,这两者其实可以统一,如今市面上已经有电脑遥控,完全可以实现看电视看DVD功能,甚至有比电视机更强大更丰富的功能。3.
5、主机连接音响,比连接电视机更为简单。主机中的声卡对音响效果起一定作用。注重音箱的位置。每个房间放?细节有待推敲。
6、主机控制空调,冰箱,洗衣机,电饭锅,电磁炉,这个若是简单的控制开关机功能,应该是简单的,但是如果是控制得更细微入至,就得连带控制家电的电脑程序板,比如:洗衣机洗涤方式与时间选择,可能需要连带控制洗衣机的电脑板。
2,网络家电的发展前景
世界主要的家用电器行业和信息产业均看好网络家电的前途,纷纷展开合作进行开发。1999年11月,瑞典家用电器制造商伊莱克斯公司和通信制造商爱立信公司在瑞典斯德哥尔摩建立了一家开发和销售网络家电的公司,该公司将开发一个标准的体系结构,使家电产品能够联网并能够通过互联网与其他设备相连。该公司计划在1999年10月向市场推出屏幕冰箱,该冰箱可以检测食品存货,并通过移动电话上网,让消费者发邮件到超级市场补货。1999年10月另一家欧洲的大公司博世公司宣布,该公司将和信息产业的巨头太阳微系统(SunMicrosystems)公司在网络家电方面开展合作。美国家电公司似乎要比欧洲同行稍慢一步,但美国在信息产业具有巨大优势,没有人可以忽视它们。1999年1月6日,美国以惠而浦为代表的家用电器厂商宣布了与思科(Cisco)系统公司、太阳微系统公司合作生产与互联网相连的冰箱、灶具等电器产品的计划,并在1月6日的拉斯维加斯的电子展上展出了样品,商业化产品计划于1999年11月面世。微软公司作为信息行业的巨人当然也不会放弃这一未来的市场,它选择了通用电器公司作为合作伙伴,1999年1月13日双方就开发网络产品达成协议,它们将采用微软公司的即插即用技术。要制造出商业化的网络家电,有许多的技术问题需要解决,这涉及到硬件和软件两个方面。硬件主要要解决传统家电如何和互联网连接。软件要解决采用哪种方案实现通讯,也就是采用什么语言的问题。建立统一的网络家电标准平台是摆在家用电器行业面前的重大课题。国际上有两家非营利性组织开展这方面的研究,一家是1999年3月成立的开放服务连接组织(OpenServiceGatewayInitiative,简称OSGI组织)、目前有思科、IBM、太阳、惠而浦、摩托罗拉、诺基亚等30余家公司参加,主要是为制定家庭网络的标准服务;另一家是欧洲的Conver?gence项目,它是由欧洲三大家用和建筑电子协会合作推出的共同合作项目,它将结合各公司的技术,形成综合性的全球网络标准,该标准将适用于所有的欧洲家用和商用电器。但不管标准和技术如何发展,其必须是具有开发性的才能有前途。据业内人士分析,虽然在网络家电方面已经出现了许多合作项目,但要真正推广至少需要4年左右的时间。对于消费者关心的价格问题,梅洛尼公司介绍说网络家电的成本预计只增加10%,不会在价格上对消费者有太多的压力。不管网络家电什么时候可以形成商业化生产,可以设想网络家电将成为未来家电发展的趋势,前途将无限光明。据爱立信公司预测,在未来12年内,美国、日本以及西欧国家将有1.05亿个家庭使用网络家电。
3,北京市昌平区北七家镇某培训基地地源热泵改造工程
1.工程概况 某培训基地位于北京市昌平区北七家镇,现有总建筑面积约为3.6×104m2,由办公楼、礼堂、游泳馆、宿舍楼、食堂、室内网球场、车库等建筑组成。原冬季供暖及生活热水由三台1400kW的燃气锅炉提供(燃料为液化气),夏季采用3台150冷吨(2用1备)的冷水机组提供夏季制冷,夏季的空调面积为18345m2。全年的燃气费用为200多万元。为了解决价格昂贵的燃气问题,项目业主决定将原来的锅炉燃气系统改为地源热泵供热及空调系统。 本项目采用垂直埋管式的地源热泵系统来提供所有建筑的冬季供暖和夏季制冷以及全年生活热水和游泳池用水的加热,考虑到培训基地以后的扩建,热泵系统按建筑面积4×104m2设计。 2.系统设备选型 项目根据培训基地实际情况,综合考虑各负荷的特点,选择意大利克莱门特BH/ES-RHH3903型螺杆式地源热泵机组2台(其中1台为全热回收机组),BE/SRHH4004型螺杆式地源热泵机组1台。系统总制热量为3701kW,总制冷量为3197kW,其中BH/ES-RHH3903型热泵机组为高温热泵机组,主要考虑目前基地末端有部分暖气片系统,同时提供生活热水及游泳池加热。BE/SRHH4004型热泵机组为风机盘管系统提供冬季供暖。 表6-7 地源热泵系统主要设备明细表 3.机房系统全年运行方案 冬季:3台热泵机组以制热工况运行,可以满足培训基地冬季供热总负荷的需求。其中生活热水的加热由全热回收机组来提供,该机组制生活热水的同时也为建筑提供采暖,在生活热水和供暖同时运行的情况下,生活热水优先制取。 夏季:3台热泵机组以制冷工况运行,提供建筑制冷,可以满足培训基地建筑制冷总负荷需求。其中,全热回收机组在供冷的同时,通过吸收空调系统中的废热来制取生活热水。 春、秋过渡季节:该季节建筑不需要供暖和制冷,但需要加热生活热水和游泳池,由1台全热回收机组配以蓄水罐来提供生活热水。同时由于该机组为全热回收机组,具有双冷凝器,也可用来对游泳池进行加热。 4.室外换热孔设计 为确切了解换热孔区域的地质情况,2005年5月华清集团在培训基地操场内钻凿了换热勘探试验孔,对项目区内进行了地质勘查,并进行了土壤的热物性测试,并根据测井资料以及区域地质、水文条件情况,进行室外换热孔的设计。本项目钻凿室外换热孔348个,孔径均为150mm,单孔深度150m,每个孔下入4根Φ32换热管(双U管),孔间距为5m,管与管的间距为40mm,采用管卡固定,管卡间距为5m,采用正方形布置,所有换热孔布设于足球场下面,总占地面积约为8000m2。 换热孔之间的水平联结管采用直埋的方式,埋设深度为地面以下1.6m。管材为HDPE管,主管管径为Φ110。换热主管采用同程铺设的方式。每一组为15个孔左右。最终所有换热孔内的换热管都汇合成D315的主管(HDPE管),然后再经DN300(无缝钢管)室外主管与机房相连。 5.系统运行情况 1)运行效果 培训基地地源热泵设备改造工程于2005年11月15日正式投入运行,效果良好。2005年~2007年冬季各房间室内温度可达到20℃~24℃(末端为风机盘管),生活热水水温达48℃左右,空调系统供水达48℃。运行费用较以前采用液化气锅炉供暖大为降低。 夏季于2006年5月31日开始制冷,至9月10日结束,总计制冷103天。系统运行效果非常好。末端各房间室内温度为24℃~26℃;采用热回收可以得到免费生活热水,温度可达50℃左右,完全可以满足泳池加热及生活热水需求。 2)能源消耗 (1)2005~2006冬季供暖: 第一个供暖季运行电量统计有效时间为2005年11月10日至2006年3月16日(125天),只有东区7000m2正常供暖,其余房间为装修阶段,为低温供暖,本供暖季总计用电量为871940度(含生活热水)。 (2)2006夏季制冷: 第一个制冷季运行电量统计有效时间为2006年3月16日至2006年9月10日(125天),2006年5月31日至7月25日单独供应东区,制冷面积大约7000m2。7月25日后东、西两区并网同时使用,制冷面积约为3.6×104m2,本制冷季总计用电量为575544度(含生活热水)。 (3)2006~2007冬季供暖: 第二个供暖季运行电量统计有效时间为2006年11月15日至2007年3月31日(135天)。本供暖季总计用电量为1510000度(含生活热水)。本季供暖面积约为3.6×104m2。 (4)2007制冷季: 第二个制冷季运行电量统计有效时间为2007年5月1日至9月25日(147天),较上个制冷季多22天,由于基地的官兵与上个制冷季比较增加很多(具体数据不详),所以末端负荷和生活热水也相对地增加。本制冷季总计用电量为735190度(含生活热水)。 6.运行费用 2005~2006年供暖季 根据供电局的收费情况,地源热泵系统从11月10日至12月17日电费总和约26万元,其中,12月1日之前该部分费用还包括车库的用电量和凉水井泵的电量,大约该费用为1万元,地源热泵系统约为25万元。自12月18日后有实际电量统计,冬季全系统运行费用见表6-8: 表6-8 2005~2006年供暖季运行成本统计表 费用计算参考:运行费用计算有效时间为2005年11月10日至2006年3月16日(125天),电费按实际发生的0.61元/度,面积按实际的3.6×104m2计算,费用中包含生活热水费用。 经测算,生活热水费用约为2000元/天,则采暖季单位面积生活热水运行费用:2000×125÷36000=7.0元/m2 因此,采暖季单位建筑面积系统采暖直接运行费用:24-7.0=17.0元/m2 2006~2007年供暖季 运行电费:1510000×0.61÷36000=25.59元/m2,全部为正常供暖,供暖时间135天,比国家规定的标准供暖时间多出15天。 扣除生活热水运行成本后,采暖季单位建筑面积系统采暖直接运行费用: 25.59-7.0=18.59元/m2 2006年制冷季 2006年5月31日至7月25日单独供应东区,制冷面积大约7000m2。7月25日后东、西两区并网同时使用,制冷面积约为3.6×104m2。 电量统计、系统运行费用: 夏季运行总计用电量及费用:575544度×0.61元/度=351081.84元 生活热水用电量:日耗电量估算492度(循环泵、补水泵用电)×103天=50676度×0.61元/度=30912.36元 制冷费用:351081.84元-30912.36元=320168.64元 制冷季单位建筑面积系统制冷直接运行费用: 320168.64元/36000m2=8.89元/m2 费用计算参考:运行费用计算有效时间为2006年3月16日至2006年9月10日(125天),电费按实际发生的0.61元/度,面积按实际的3.6万m2计算,费用中包含生活热水费用。 经测算,生活热水夏季费用约为300.12元/天,则制冷季单位面积生活热水运行费用:300×103÷36000=0.858元/m2 2007年制冷季 第二个制冷季运行电量统计有效时间为2007年5月1日至9月25日(147天),较上个制冷季多22天,由于基地的官兵与上个制冷季比较增加很多(具体数据不详),所以末端负荷和生活热水也相对地增加。本制冷季总计用电量为735190度(含生活热水)。 夏季运行总计用电量及费用:735190度×0.61元/度=448465.9元 生活热水用电量:日耗电量估算492度(循环泵、补水泵用电)×125×0.61元/度=37515元 制冷费用:448465.9元-37515元=410950.9元 制冷季单位建筑面积系统制冷直接运行费用: 410950.9元/36000m2=11.42元/m2
4,北京市昌平区某地下水热泵工程
1.工程概况 项目地点位于北京市昌平区南口镇太平庄西侧,校区占地约80公顷,总建筑面积约18×104m2。2001年8月开始方案设计,经市规委批准后,进行施工图设计。2003年9月新学年学校投入使用。 校区平面划分为4个区域:前区、中区、后区和山地区。前区为教学区,包括行政教研楼、图书馆、教学实验楼、阶梯教室。中区为宿舍区,包括学员宿舍及食堂、警官宿舍及食堂、教师宿舍。后区为场馆区,包括警务技能馆、体能馆、游泳馆、大礼堂、标准运动场、干部研修楼。山地区为外研区,包括外研楼、物业楼、下沉式靶场。 校区共有20余栋建筑,均为多层建筑。行政教研楼5层,地下1层;礼堂3层,地下1层;其余为2~4层建筑。外墙材料为300厚加气混凝土砌块,传热系数为0.82W/(m2·K)。屋面保温材料为60厚的聚苯板或金属保温板,传热系数为0.6~0.78W/(m2·K)。外窗铝合金双玻窗,传热系数为3.5W/(m2·K)。 2.地下水热泵系统方案产生 建立一所现代化的高等学校,为学生和员工创造良好的教学环境及生活环境,要求全院设置集中空调,冬季供暖夏季供冷。 采暖及供应生活热水是学校的首要问题,比供冷更重要,必须有可靠的供热方案。对于采用何种能源供冷供热,必需根据所在地区的外部情况确定。一般常用方案有:①城市热网供热+电制冷;②燃煤锅炉供热+电制冷;③燃气锅炉供热+电制冷;④燃油锅炉供热+电制冷;⑤电锅炉供热+电制冷。 本校新址远在昌平郊区,南临十三陵文物古迹,是北京市重点的环保地区。该地区无城市热网供给,因此,方案①不能采用;方案②为燃煤锅炉,不符合环保要求,北京市政府明令禁止采用;燃油价格贵,运行费用高,一般最多只有几天的油储量,需设专门的运输车队组织运油,非常麻烦,使用不方便,因此不宜采用方案④;电能是一种清洁的高品位的能源,我国的电能中70%是热电,由燃煤转化而成,其转化率只有30%左右,将高品位的电能转化为低品位的热能用于供热是不经济的,该校区面积大,冬季采用电锅炉供热,显然是不合理的,方案⑤不应采用。方案①、②、④、⑤不适用用于本工程。 方案③为燃气锅炉供热,据知昌平区天然气管线到校区还有5~10km,近两年是否接通不能确定。 为贯彻北京市政府关于控制大气污染的要求,甲方委托北京市地质工程勘察对该地区的地质、水文地质条件进行了初步勘探,确认该地区地质、水文地质条件完全可以满足地下水热泵系统的设计要求。 甲方要求根据场区资源,在燃气锅炉供热+电制冷(方案1)和地下水地下水热泵(以下简称热泵,方案2)这两个方案中进行比较选择 总投资: 方案1:5929.2万元(未计算从昌平至校区的天然气外管线投资) 方案2:5441.5万元 运行费用比较 (以2003年电费及燃气为准电费0.57元/kW,天然气1.8元/Nm3): 方案1:夏季11.2元/m2 冬季27.9元/m2 方案2:夏季10.2元/m2 冬季25.4元/m2 方案特点: 方案1: ① 一次投资和年运行费用均略高于方案2; ② 需在校园内建一座锅炉房,使总平面难以规划; ③ 天然气外管线问题难以解决,会影响投入使用时间 方案2: ① 不必建锅炉房,一套热泵系统就能冬季供热、夏季供冷; ② 没有锅炉烟囱和冷却塔等设备,对大气无热、湿、尘及化学物质的排放,没有空气污染和噪声污染; ③ 节省机房面积; ④ 夏季提供卫生热水时,可进行冷回收,被提取热量的冷水,可供空调使用。 3.地下水热泵系统介绍 设计空调总冷负荷:15153kW;总热负荷:16081kW。高峰需水量900m3/h。自2003年投入使用以来,反映运行效果良好。 4.区域水文地质情况 对于本区具有供水意义的地层主要是为长城系高于庄组(Chg)及蓟县系雾迷山组(JxW)地层。 长城系高于庄组(Chg)地层 该组地层成带状分布于太平庄北部山区及近山前地带。岩性为浅灰色厚层硅质白云岩、硅质灰岩、燧石团块白云岩等。岩石风化破碎,裂隙发育。 蓟县系雾迷山组(JxW)地层 该组地层主要分布于太平庄山前至平原地带,隐伏于山前第四纪洪坡积松散堆积物之下,岩性主要为灰白色白云岩、白云质灰岩、燧石团块白云质灰岩及结晶白云岩,岩石风化破碎,岩溶裂隙发育,层面裂隙发育,特别在断裂构造带附近岩溶裂隙尤其发育,表明地下水富存条件好,是理想的供水水源的目的岩层。 本地区地下水的补给除少量大气降水通过松散第四系岩层的入渗补给外,主要为北部裸露基岩山区通过大气降水入渗的侧向补给和本岩层通过层面裂隙和构造裂隙来自十三陵地区地下水的侧向补给。 通过对勘探资料分析,本区隐伏于第四纪松散堆积物之下的蓟县系雾迷山组(JxW)岩层岩石破碎构造发育,岩溶裂隙发育,透水性、导水性能良好,是很好的供水水源。 5.井水系统 共钻井12眼(6抽6灌),井深约350m,井距150~200m,地下水位埋深在80m左右,单井出水量150m3/h,所抽取地下水在提取能量后全部回灌入地下; 校区共分为两个地下水热泵系统,该地区水源上游为东北方向,6个供水井沿校区西、南边界隔布置,西南方向是该区域地下水的下游方向,井的间距200~300m。6个回灌井布置在校区中部较大范围内,使回水回灌至上游,以保证水源的充足、稳定。由于井水提升高度留有余地和热泵机组随负荷变化进行台数控制,系统水量变化,为了节水节能,潜水泵全部采用变频水泵。 供水井下泵段直径400mm,井深350m,每口井设计出水量150m3/h。 6.空调设备选型 全校共设计两个地下水热泵系统,行政楼热泵系统机房设在行政楼地下一层。机房内共设有22台热泵机组。大礼堂热泵系统机房设在大礼堂地下一层。 前区(教学行政区)和中区(宿舍区)建筑面积11.6×104m2,空调冷负荷10459kW,热负荷9314kW,卫生热水热负荷1500kW,选半封闭螺杆地下水热泵LSBLGR-530型机组22台,其中3台常年供卫生热水,末端采用新风机组+风机盘管形式;后区(场馆区)建筑面积4.9×104m2,空调冷负荷5556kW,热负荷5834kW,卫生热水热负荷1000kW,选LSBLGR-530型机组14台,其中2台常年供卫生热水,末端形式采用全空气空调机组+风机盘管+新风机组形式。 7.自动控制与调节 热泵机组的自动控制: 每台热泵机组设有微电脑控制装置,空调系统末端装置采用两通控制阀,根据空调冷热水的回水温度,自动(或手动)控制热泵机组和循环水泵的运行台数,并使每台机组的运行时间均等;热泵机组与冷热水泵、深井泵连锁,开机顺序:深井泵-冷热水泵-热泵机组,停机顺序:深井泵-冷热水泵-热泵机组。考虑到热泵机组很多,水泵与之不是一一对应,5~6台热泵机组对一台泵,因此,热泵机组进出口管道上,采用手动蝶阀,由人工进行开关,可以满足使用要求,节省投资。 井群控制: 控制要求:①1个供水井150m3/h,可供5台热泵机组,热泵机组台数在5台以下时,任意开1台潜水泵可满足热泵机组井水量的要求。潜水泵变频运行,满足热泵机组流量、压力的要求,最大限度地节水节电。②热泵机组运行台数增加时,再投入1台潜水泵。采用1台泵定流量运行,不足的流量有另1台变频泵运行不足。③潜水泵依上述方式加载。④反之,潜水泵台数逐台减少。 控制系统: ① 潜水泵系统的控制方式类似于自来水恒压供水系统的控制方式,保证用户管网供水压力恒定。控制系统根据设定的管网压力和压力传感器测得的管网实际压力信号,采用1台调速泵配合4台恒速泵的运行模式,自动恒速泵的启动台数和调速泵的转速,水量变化时,保证供水压力,最大限度地节省电能;②为了防止水泵长期不运转发生锈蚀,由PLC控制水泵定期作为变频泵运转,即自动倒泵功能;③直观的图形显示及寻检功能,以图文方式显示管压力、潜水泵运行状态、每个井的水量及总水量、设备状态及系统工作状态;④报警及保护功能:当总水管压力和流量达到报警状态、启动柜故障时,操作屏发出声光报警。⑤检测并记录各台潜水泵的水量及运行状态。 空调循环水系统的运行调节 空调循环水泵采用定速泵,在空调分集水器之间设压差旁通阀,因此空调循环水系统是典型的定流量水系统。 8.地下水热泵运行效果 该地源热泵供暖系统2003年11月投入运行至今运行效果良好。根据该冬、夏季运行状况的记录和显示的数据看,用户室内温度稳定,能够满足用户的冷、热负荷、生活热水等使用要求。 夏季空调及生活热水系统用电量约为6364kW;冬季供暖及生活热水系统用电量约为4660kW。 夏季从5月中旬逐步开始制冷至同年9月底,制冷费用约为1530000元; 冬季从11月初逐步供暖至次年3月底,供暖费用约为3809000元; 综合单价冬季每平方米供暖费用约20元,夏季每平方米制冷费用约8元。 9.水井运行情况 可满足抽、灌要求,高峰需水量900m3/h,取水能够100%回灌。运行4年以来水位无明显下降趋势,水质无变化,水量能够满足机组用水要求。 10.经济效益和环境效益 由于整个系统采用变频调速控制技术,根据热泵机组流量、压力的要求,潜水泵变频运行,最大限度地实现了节水节电,因此整个系统经济效益十分显著,同时也带来巨大的社会效益和环境效益,参观团络绎不绝,建设单位十分满意。 11.工程总结 (1)采用热泵机组取代锅炉房和冷冻站,可以减少烟囱和冷却塔,大大减低对大气的污染程度,改善城市环境卫生,有利生态平衡。在限制锅炉房的地区如重点文物保护区、商业中心、旅游区、疗养区等地方,使用热泵尤为适宜。 (2)地下水热泵系统关键是水源,首先应经当地行政、环保、水资源等主管部门的批准,进行水文地质调查,并取得地质勘察报告和地下水资源的评估报告,其中包括水量、水温、水位和水质等参数,设计打井位置。根据当地条件做出回灌的方案,保证水全部回灌和水资源不被污染。 (3)该热泵机组的工作原理就是夏季采用井水作为冷却水,冬季井水作为热源,空调冷热水系统与井水系统管路配置好后,冬、夏季用切换阀门进行工况转换,见图3-3。因此,1~8阀门的严密性十分重要,如果阀门内漏,会使两个系统串起来。本工程就发生这样的问题,阀门6、7内漏,空调循环水系统的水漏到回灌井里去了,空调水系统压力上不去,系统不能正常运行。 (4)井水动水位的高低以及井水管网的大小,对系统的能耗有很大的影响,动水位越深,耗电量越大。笔者进行了计算,本工程深井泵的电量约占总电量的15%~18%,如果动水位的高度提高一半,则水泵提升高度减少一半;系统的作用半径减小,则管网的阻力减小,两项之和减小1/2时,水泵的扬程减小一半,即电量减少1/2左右,可节电约8%~10%。 地下水热泵技术在北美和欧洲有近几十年的历史,是一种广泛采用的、成熟的供热空调技术,地下水热泵供暖空调系统在我国应用已有十多年,与国外情况相比,发展是比较缓慢的。北京警察学院地下水热泵系统是水-水热泵系统在工程中的应用实例,对今后该技术的推广具借鉴和参考价值。还望在今后的运行中积累经验,提高管理水平,为业主提供优质服务的同时节约运行成本。期待着该系统的使用能达到社会效益、环境效益和经济效益兼赢的局面。
5,地源热泵安装要注意什么?
别墅地源热泵安装注意事项一
在运行管理中,工程单位必须注意系统的节能运行管理,严格按照《地源热泵系统工程技术规范》执行,科学化的管理有助于工程规范,节省工作效率。
别墅地源热泵安装注意事项二
必须合理确定设计负荷,否则将导致地源热泵地下换热器的设计不合理,导致地源热泵运行不正常,这是建设方和设计单位均应共同注意的问题。
别墅地源热泵安装注意事项三
施工过程中,应尽量满足设计要求,特别是地下换热系统,若有更改,设计单位必须进行全面分析,监理单位要按照设计单位的要求对施工单位进行质量监督。
别墅地源热泵安装注意事项四
太阳能系统和地源热泵系统具有良好的技术性和经济性,可组合起来综合利用,增加的初投资在系统寿命内都可以得到回收。
参考链接:http://www.shushi100.com/article/1839.html
6,地源热泵设备安装注意事项有哪些
1、钻孔:钻孔前应了解埋管场地内已有的地下管线、地下构筑物的功能及其准确位置,注意避开,以免造成破坏;钻孔总长度根据建筑的面积大小,所需要制冷量决定,在钻孔前要经过准确的计算;钻孔时保证钻杆的垂直以确保每个竖孔平行,防止窜孔;
2、外钻井后要尽早施工, 有利于回填后土方自然沉降。
3、竖直下管:下管时必须保证下管的深度。下管方法有人工下管和机械下管两种。下管前应将U型管与灌浆管捆绑在一起,在钻孔完毕后立即进行下管施工。钻孔完毕后由于孔内有大量积水产生浮力作用,对放管造成一定的困难,且由于水中含泥沙沉积会减少孔内的有效深度,为此,每钻完一孔,应及时把U型管放入,并采取防止上浮的固定措施;
4、室内空调安装在房屋土建部分全部结束,场地清扫干净后即可进场安装。尽可能让其他工种清场,避免互相干扰和施工环境污染,有利于保证室内安装工程质量。
5、水平铺管:水平铺管前要先在已开挖好的沟槽底部铺上相当于管径厚度的细沙,安装时管道不应折断、扭结,沙中不得有石块,转弯处应光滑,并有固定措施;
6、回填:回填之前必须进行试压,确保无泄露。竖直下管回填竖孔灌浆材料宜采用膨润土和细纱的混合浆或专用材料,也可用钻孔过程中产生的泥浆沉淀物,确保钻孔灌浆密实,无空腔;水平铺管回填土应细小、松散、均匀且不含石块及土块,回填压实过程应均匀,且不得使管道架空;
7、机房与末端:室外部分安装完毕后是室内部分的安装。室内部分安装包括主机和室内空调末端、采暖末端的安装,安装主机前,要仔细核对到货设备的规格、型号是否与配置方案相符,并对照现场实际情况确定安装位置。
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7,水源热泵的工作原理,优点和缺点
水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源,进行转换的空调技术。
优点:高效节能、运行费用低
缺点:
①造价高,由于水源热泵所获取的能源全部来地下水,因此钻井需求大,前期需进行专业的地质勘查,水质检验,费用昂贵;
②使用不稳定,水源热泵冬季从地下取热,夏季向地下储热,由于冬夏冷热负荷不平衡,导致地下水温度失去平衡;由于北方冬季供热量远大于夏季制冷量,在北方的水源热泵热失衡问题尤其明显,很多水源热泵工程由于没有考虑到这个问题,刚刚开始一两年效果还好,几年后地下水温度越来越低,导致热泵效果越来越差,甚至不能使用;
③维护复杂,我国水质较硬,从地下抽取的水经过换热器容易结垢,水源热泵每年至少要进行1-2次水源换热器清洗维护,抽水及回灌井维护,工程量较大,维护复杂困难;
④污染破坏地下水,水源热泵需要抽取地下水,大型工程抽水量可达到500T/H,水经过主机后存在一定为污染。最严重的问题是现在的水源热泵工程质量参差不一,很多工程回灌不到位(未回灌到同一抽水层)甚至直接不回灌排入污水管或者地表,导致城市地下水位及地面沉降,存在地质风险,容易被水利环保部门查处。因此现在多地政府已经开始严控水源热泵工程,严控地下水开采;
1水质问题---影响地下水,保护不好会造成地下水污染地下水经过地下管路时温度、压力的变化可能会破坏地层原有的热力学平衡状态。地下水源热泵的应用所可能导致的水文地质问题,后果往往是灾难性和无法弥补的。
2 地质问题---在地下水源热泵实际工程应用中,往往不能实现百分百回灌,回灌不好,会造成地下水位持续下降,引起地基沉降。
3最大不足是会造成土壤热不平衡,常年运行后会导致土壤温度失衡,影响周围生态。在供热、供冷不均衡的地区长期使用土壤源热泵,将会破坏地层原有的温度环境。
8,北京友谊宾馆新建专家楼水源热泵系统设计
王永红1袁东立1曹瑞堂2王立发2周京2刘长春2 (1.中国建筑科学研究院空调研究所;2.北京市地质矿产勘查开发总公司) 摘要:随着空调技术的发展,水源热泵系统的应用越来越广泛。在现有的大型建筑中,一般采用方式为夏季供冷、冬季供热,很少在夏季提供制冷的同时,提供生活热水的用热。友谊宾馆专家楼水源热泵系统在夏季除用于空调外,还提供整个宾馆园区的生活热水用热。在设计中,充分考虑了取热与取冷的平衡问题。 由于水源热泵系统具有节能、一机多用等优点,现在在各种项目的空调系统中普遍被采用。水源热泵系统利用浅层地下水,作为夏季空调冷却水来源,然后再回灌到地下;冬季利用地下水作为热量的大部分来源,利用热泵机组,输入部分电功,为采暖系统提供热量。现在水源热泵工程基本上都做到一套系统供冬、夏两季使用,但在夏季使用时,利用完井水的冷量后就直接排入了地下。但如果能够利用其作为制取生活热水的用热,将会进一步提高水源热泵系统的节能性。 1 工程概述 北京友谊宾馆是亚洲最大的四星级花园式酒店,位于中关村高科技园区的核心——中关村大街。新建专家楼位于宾馆园区的南侧,总建筑面积12724m²,包括新建游泳池、网球馆等,总建筑面积为21734m²。根据计算,整个新建项目夏季空调负荷为2537kW,冬季热负荷为3277.4kW。专家楼末端同时采用暖气系统和风机盘管+新风系统,同时游泳馆部分采用了地板采暖系统。整个机房所承担负荷表如下: 浅层地热能:全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会论文集 续表 2 系统设计 根据友谊宾馆的要求,系统设计需要满足以下要求: (1)能够满足专家楼及附属楼群冬季供暖、夏季供冷;园区夏季生活热水用热及专家楼全年生活热水用热需要。 (2)专家楼冬季供暖分为两个部分:低温水源热泵机组(R22)为风机盘管+新风系统提供热水,高温水源热泵机组(R134a)为暖气系统提供热水; (3)冬季高温水源热泵机组同时还为专家楼供应生活热水,过渡季单开高温机组为专家楼供应热水; (4)夏季高温机组优先满足生活热水供热,冷量供给空调系统,剩余的冷量由低温机组提供。由以上几条原则,设计系统如下(图1): 系统要满足不同季节运行的要求,需要通过阀门的切换和不同水泵的启停来实现。在运行时分为以下几种运行工况: (1)夏季阀门V1、V3、V5、V7开启,V2、V4、V6、V8、V9、V10关闭。高温机组保证园区生活热水用热,多余冷量进入专家楼空调水循环系统,不够的冷量采用低温机组启动补充。井水仅为低温机组提供冷却水所用量。夏季专家楼采暖系统关闭。 (2)冬季阀门V2、V4、V6、V8、V9、V10开启,V1、V3、V5、V7关闭。高温机组与低温机组均采用井水作为热源,低温机组供给专家楼、附属楼风盘与新风系统的空调用热,高温机组供给专家楼暖气系统用热。 (3)过渡季V2、V4开启,其他阀门全部关闭。高温机组提供给专家楼生活热水,同样采用井水作为热源。 2.1 井水系统 井水系统作为系统的主要冷热源,必须要满足任何情况下制冷和制热的要求。为保证实现所有功能,总共钻凿5 眼井,均为抽灌两用井,既可以用于抽水井也可以用于回灌井。新1号、新3号井作为抽水井使用,新4 号井为抽水井备用井。原有的3、4、5、6号旧井以及新2号、新4号井和新5号井作为回灌井使用。最大负荷出现在冬季,所需要的井水最大小时用水量为400m3/h,根据井水的原始资料,单井的最大出水量为200m3/h,一般情况下,两口井出水量最大为400m3/h,足够满足冬季负荷使用。夏季最大小时用水量为312m3/h。冬夏季的设计温差均为7℃。一般情况下,运行模式为两抽两灌,如果出现超出设计负荷的情况,可以达到2抽3灌或3抽4灌。 图1 友谊宾馆新建专家楼热泵系统 2.2 机组选型 根据友谊宾馆的冷、热负荷情况,初步选择机组型号为清华同方SGHP1800 A型低温机组3台,HGHP1200 A型高温机组3台。 浅层地热能:全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会论文集 在实际运行中,夏季最大负荷时,可开启两台低温机组或者开启两台高温机组+1台低温机组。冬季最大负荷时,开启两台高温机组供给暖气系统,两台低温机组供给空调采暖。多出的热泵机组,一方面作为系统备用,一方面可预留给再建工程空调系统使用。 3 空调用冷与热水用热的匹配 以往的水源热泵系统一般情况下均为提供单一的冷热源,很少有将两端的冷热均加以利用。因此保证不影响夏季空调供冷的前提下,生活热水系统应采用蓄热式,这样在生活热水负荷达到高峰时不会影响空调使用。同时在生活热水负荷过大时,过多的冷量能够散出,也需要备用的供冷系统。初步分析发现,生活热水负荷大部分时间远远小于空调负荷。因此考虑到两方面的因素,在系统设计中,我们保证高温机组只保证供应热水,多余冷量由低温机组提供。而在热水负荷高于空调负荷的情况下,没有单用的热泵机组提供。 在设计之前,通过对友谊宾馆2005年8月12日至8月15日生活热水的监测,得出的各个小时热水用量如下(图2)。 图2 友谊宾馆生活热水用量负荷表 由上图可以看出,生活热水最大小时用热量集中在早上7:00~9:00和下午16:00~18:00之间,最大小时用水量为37m3/h,高峰最长持续时间2小时。生活热水是一个比较稳定的状态量,而空调负荷会随着室外温度的变化而变化,并且在不同时期空调负荷会差异比较大,而且在空调负荷低于热水负荷的时候,初步设计中暂时没考虑备用情况。因此需要分析在什么情况下需要采用备用热水加热系统。 在忽略热损失和无用功的情况下,机组的制热量为制冷量与输入功率的和。为了确保机组供热的稳定性,我们采用直接评价制冷量与制热量平衡的问题。 新建专家楼的最大日空调负荷与平均的热水负荷对比的变化曲线见图2。从图中可以看出,当达到最大负荷时的一天,生活热水负荷在绝大部分时间都远远低于空调负荷,除了在夜间22点至凌晨1点之间会出现制热量小于制冷量的情况,这段时间热水用量共计55m3。在系统中,采用了蓄热生活热水罐共计52m3,即便在夜间不开空调机组,白天热水罐所蓄得的生活热水用热也能够满足夜间热水使用要求。 通过分析不同空调负荷下的匹配情况,发现在低于55%的空调负荷下,热泵热水系统无法保证整个园区的生活热水用热需求。因此,建议在空调负荷未达到55%以上时,热水系统采用原有燃气锅炉供热。 4 节能效果分析 采用水源热泵代替普通空调的优点在于,不论夏季室外温度高低,井水维持在15℃左右,冷机的效率始终维持在较高的水平上。冬季采用水源热泵系统,大部分的热量来源于地下,输入的电功率仅为总热量的25%~30%。 以本工程为例,最大冷负荷为2537kW,最大热负荷为3277kW。不同方式下空调和采暖费用对比如下: 夏季空调相同负荷下不同空调形式运行费用对比 浅层地热能:全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会论文集 冬季采暖相同负荷下不同采暖形式运行费用对比 浅层地热能:全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会论文集 从上表可以看出,水源热泵在夏季最大负荷下小时能耗费用比集中空调低10%左右,比分体空调低30%以上。冬季采暖费用的优势更加明显,比天然气锅炉能耗费用低了20%。 如果按照一个采暖季(150天)来计算,可得出新建专家楼几种采暖方式运行费用如下:燃油锅炉,45.23元/m2;燃气锅炉,27.61元/m2;风冷热泵,36.68元/m2;水源热泵,21.09元/m2。 图2 最大日冷负荷与生活热水负荷对比表 由此可以看出,水源热泵是友谊宾馆可采用的采暖方式中最节能、运行费用最低的一种采暖方式。 在夏季,水源热泵与其他中央空调的差距并不大,只是由于井水水温较为恒定,平均制冷效率高于普通中央空调。但由于友谊宾馆利用冷凝热加热生活热水,因此在得到空调的同时,还免费得到了部分生活热水。 根据生活热水的分析结果,在日空调总负荷达到最大日总负荷的55%以上时,空调废热所产生的热水方能提供给整个园区的生活热水使用。夏季日空调总负荷在最大日总负荷55%以上的时间约为60%左右,平均负荷值按75%计算,可得到50℃的生活热水量约为35220m3。由于每天的生活热水基本恒定,因此每季有效利用的生活热水量为3万m3左右,可节约燃气16.59万m3,节省费用约为31.52万元。现阶段的运行方式为,在空调低负荷时,采用热泵机组与燃气锅炉同时供热,在空调高负荷时,单由热泵机组提供热水。这样的运行方式,会在现有基础上进一步节能,加快投资的回收速度。 现阶段专家楼的空调系统没有完全投入使用,无法具体了解空调运行费用。但根据7月8日到7月20日的记录,整个机房的总用电费用当作全部用于加热生活热水来考虑,每立方米热水的造价为20.23 元。这样计算的话,相当于每天为热水投入20.23 元/m3,供出的空调用冷是免费得到的。由此可见,友谊宾馆水源热泵系统具有较好的节能前景。 5 结论 (1)水源热泵系统由于利用的地下水温度较为恒定,因此具有较高的可靠性,并且在夏季比常规集中空调有更高的能效比。 (2)夏季利用热泵的冷凝器热量来加热生活热水是可行的,在采用优先保证生活热水系统的情况下,必须在空调负荷达到一定要求后,才能开启热泵供热水系统。在低负荷情况下,建议采用其他加热方式或者单独设置一台单供热水的热泵。 (3)夏季利用高温的冷凝热加热生活热水系统,可以减少地下水的利用,与不带生活热水的系统相比,只增加了换板的投资,能够为用户带来巨大的收益。 (4)冬季几种采暖方式中,由于地下水的水温恒定,热泵机组能够大量利用低品位的热能,减少电能的用量,在几种采暖方式中运行费用最低,因此建议在地下资源丰富,回灌条件良好的地区优先采用这种采暖方式。
9,浅层地热能开发利用是否需要资源开发费
近年来,浅层地热能开发利用得到迅速发展,成为节能减排大军中一股不可忽视的力量。北京约有2000万m2的建筑利用浅层地热能供暖和制冷,沈阳市已超过4300万m2。
近年来,浅层地热能开发利用得到迅速发展,成为节能减排大军中一股不可忽视的力量。北京约有2000万m2的建筑利用浅层地热能供暖和制冷,沈阳市已超过4300万m2。北京国家大剧院和奥运村、上海世博会等标志性工程都使用了地源热泵系统。作为可再生能源之一,浅层地热能开发利用工作将成为城市地质工作中的重要部分,做好城市地质工作中浅层地热能开发利用工作,对生态城市建设和节能环保发展具有十分重要的意义。
一、我国浅层地热能
(一) 浅层地热能资源
地热能是可再生的清洁能源,按照埋藏深度,200米以浅的称为浅层地热能,浅层地热能的温度略高于当地平均气温3~5 ℃,温度比较稳定,分布广泛,开发利用方便,具有十分广阔的开发利用前景。浅层地热能的利用,主要是通过热泵技术的热交换方式,将赋存于地层中的低品位热源转化为可以利用的高品位热源,既可以供热,又可以制冷。开发浅层地热能,可以改善我国能源消费结构,减少二氧化碳排放。
(二)我国浅层地热能应用潜力
我国浅层地热能资源十分丰富。最新数据表明,我国287个地级以上城市浅层地热能资源量为每年2.78×1020J,相当于95亿吨标准煤。每年浅层地热能可利用资源量为2.89×1012kWh,相当于3.56亿吨标准煤。扣除开发消耗电量,则每年可节能2.02×1012kWh,相当于标准煤2.48亿吨,减少二氧化碳排放6.52亿吨。到2015年,我国利用的浅层地热能资源量将达到4.26×1011kWh,相当于5269万吨标准煤(占我国浅层地热能可利用资源总量的14.8%)。
(三)地源热泵技术
地源热泵技术的进步是带动浅层地热能开发利用的关键因素,实践证明,利用地源热泵技术开发浅层地热能是实现节能减排十分有效的途径。
1912年瑞士人首先提出了地源热泵技术,1946年第一个地源热泵系统在美国俄勒冈州诞生。1974年起,瑞士、荷兰和瑞典等国政府逐步资助建立了示范工程。20世纪80年代后期,地源热泵技术日臻成熟,其节能和减排效果得到了普遍认可。2010年世界地热大会的统计数据,地源热泵的年利用能量达到了214782 TJ(1012焦耳),与2005年世界地热大会的统计数据相比,五年内增长了2.45倍,平均年增长率达到了19.7%。2010年世界地热大会的统计的地源热泵的设备容量为35236 MWt(兆瓦热量),其在五年间增长了2.29倍,平均年增长率为18.0%。
二、浅层地热能开发利用现状
我国起步较晚,九十年代才引入地源热泵技术。清华大学徐秉业教授把这项技术引入中国,从此开启了地源热泵技术在中国的发展潮流。我国利用地源热泵技术开发浅层地热能与国外相比,虽然起步晚,但发展很快,其范围之广、规模之大已远超国外。据初步统计,目前在全国范围内,除港澳台地区外,31个省、市、直辖市、自治区均有开发浅层地热能的地源热泵系统工程。应用浅层地热能供暖制冷的建筑物面积1.4亿m2,浅层地热能供暖、制冷的单位(住宅小区、学校、工厂等)约3400个,80%集中在华北和东北南部地区,包括北京、天津、河北、辽宁、河南、山东等省市。北京约有2000万m2的建筑利用浅层地热能供暖和制冷,沈阳已超过4300万m2。据估算,2010年浅层地热能的开发利用,使我国二氧化碳减排约2200万吨。
(一) 政策推广
为促进浅层地热能开发利用,北京市、沈阳市和国家有关部门先后出台了有关文件。2006年5月,北京市发改委等九个部门联合印发了《北京市关于发展热泵系统的指导意见》,对选用地下(表)水地源热泵的每平方米补助35元,选用地埋管地源热泵和再生水地源热泵的,每平方米补助50元。2007年7月,沈阳市出台了《地源热泵系统建设应用管理办法》,凡符合城市供热规划和地源热泵技术推广应用规划要求,并具备应用地源热泵技术条件的新建、改建、扩建项目,以及耗能大的单位,应当建立地源热泵系统。
2009年7月,财政部、住房城乡建设部下发了《关于印发可再生能源建筑应用城市示范实施方案的通知》,对纳入示范的城市,中央财政将予以专项补助5000万元;对推广应用面积大,技术类型先进适用,能源替代效果好,能力建设突出,资金运用实现创新,将相应调增补助额度,每个示范城市资金补助最高不超过8000万元。《通知》中的“可再生能源”即为太阳能和浅层地热能。
此外,各地方政府也先后出台了一系列发展地源热泵技术的相关政策和措施。
(二)浅层地热能资源调查评价
浅层地热能资源调查评价是浅层地热能利用的基础工作,决定浅层地热能利用的科学性和可持续性。2008年,国土资源部在全国启动了浅层地热能调查评价试点工作,并于当年印发了《关于大力推进浅层地温能开发利用的通知》,发布了《浅层地温能勘查技术规范》,成立了浅层地温能研究推广中心。国土资源部在2009年制定的《国土资源系统应对全球气候变化工作方案》和2010年印发的《关于做好“应对全球气候变化地质响应与对策”有关工作的通知》中,又对浅层地热能调查评价与开发利用工作进行了再部署。
自2008年国土资源部下发了开展浅层地热资源调查工作通知后,全国各省(自治区、直辖市)市根据《浅层地温能勘查技术规范》分别对辖区内适宜开发利用浅层地热能的主要大中城市,以及经济发展规划区开展浅层地热能调查。
目前,此项工作已经在各省、自治区、直辖市国土资源系统进行。现已经完成的有北京市、河北省和天津市等。
重要成果:天津浅层地热资源调查评价工作
2009年至2010年,国土资源部和天津市联合开展了“天津市浅层地温能调查评价与开发利用”试点工作。试点工作包括浅层地热能调查评价、开发利用规划编制、地热动态监测网建设和浅层地热能利用示范工程建设等四项工作,试点工作取得了一系列重要成果。
一是全面完成了天津市浅层地热能资源调查,查明了天津市浅层地热能分布特点和赋存条件,评价了资源量和开发利用潜力。计算出浅层地热能的可利用资源量为1748万亿kJ,冬季可供暖面积13.4亿m2,夏季可制冷面积12.6亿m2。每年浅层地热能可利用资源量全部开发可节约标准煤5974万吨,扣除开采的电能消耗,可节约标准煤4480万吨,减少向大气排放二氧化碳等1.17亿吨,减少环境治理费用15.32亿元。
二是在调查评价的基础上,结合天津市社会经济发展、城市建设和土地利用规划,编制完成了天津市浅层地温能资源开发利用规划,划定了开发适宜区,分别圈定了适宜地下水、地埋管开发方式的地段,提出了合理的开发利用规模。
三是实施了梅江会展中心等10个具有代表性的浅层地热能开发利用示范工程。通过示范工程建设,提出了工程建设与管理的标准和要求,为浅层地热能开发利用规范化建设提供了依据。10个示范工程项目总供热、制冷面积约100万m2,建成后每年可节约标准煤4万吨,减少排放二氧化碳等10万吨。
四是建立了由12个动态监测站、1个试验场和1个试验研究基地组成的浅层地热能动态监测网,制定了《地埋管地源热泵动态监测技术规程》。
五是为实现统一管理、科学规划、有序开发、合理利用浅层地热能资源,全面系统地开展了政策研究工作,完成了《浅层地热能资源开发利用相关政策研究》报告和《关于推进天津市浅层地温能开发利用工作的建议》。
(三)可再生能源建筑应用项目示范及城市示范
住房城乡建设部2006年启动了可再生能源建筑应用示范项目,示范项目具有典型性、代表性,技术类型上以太阳能和浅层地热能为主。到现在为止成功实行了四批示范项目。四批示范项目371个,第一批25个,第二批57个,第三批130个,第四批159个,总补贴金额约26亿元。
住房城乡建设部2009年启动了可再生能源建筑应用城市示范,对纳入示范的城市,中央财政将予以专项补助。目前,纳入示范的城市有44个,资金补助基准为每个示范城市5000万元,具体根据2年内应用面积、推广技术类型、能源替代效果、能力建设情况等因素综合核定,切块到省。推广应用面积大,技术类型先进适用,能源替代效果好,能力建设突出,资金运用实现创新,将相应调增补助额度,每个示范城市资金补助最高不超过8000万元;相反,将相应调减补助额度。
(四)存在问题
由于浅层地热能利用较传统地热资源利用发展晚,且涉及多领域、多行业,开发利用过程中也存在一些问题。
1.工程前期未进行浅层地热能资源勘查评价
《地源热泵系统工程技术规范》(GB 50366-2005)强制要求地源热泵系统方案设计前,应进行工程场地现状调查,并对浅层地热能资源进行场地勘察。
然而,很多工程设计前都没有进行勘察工作,一方面在地下水地源热泵不适宜区采用了此换热方式,造成系统建成后产生耗电量大、系统COP低、运行不稳定、回灌困难,甚至系统报废等问题;另一方面根据其经验布设换热孔,导致大量浪费。
2.设计参数依据不足
部分地源热泵工程由热泵提供方进行设计,一些商家在设计时,完全凭借经验,以最简单的估计模式去设计系统,不少企业在设计时并没有做负荷分析,只是简单地选择一个经验数据。由于设计参数依据不足,导致一些系统设计出现“大马拉小车”或者设计负荷不足的现象。
3.缺乏可靠的技术支撑
第一,地下水回灌技术不够完善,成井工艺有待提高。地下水地源热泵工程的成井口径、填砾层厚度、滤水管类型及滤料的选用对回灌量均有较大影响,大多数施工单位未掌握回灌井施工技术,特别是成井口径、填砾层厚度、滤水管类型及滤料的选用等,造成许多井不能正常回灌。
第二,部分用户取水系统的设计、安装存在一些问题。部分用户设备安装不配套(无测压管、多无精滤装置)。热泵系统安装密封性差,回灌困难,大部分单位每年都需洗井。
第三,部分用户水源井地层层位确定存在较大的问题,特别是选用第1I含水组地层做为采灌井利用层位时,普遍存在水位偏浅,回灌困难的问题。
第四,部分热泵运行管理不够完善,导致回灌运行管理不规范。一些单位缺乏基本的常识,近三分之一工程运行不回扬,多数工程运行记录不完整(多无抽水及回灌水水温、水量、水位),有些工程存在混层采灌水的问题。
4.管理体制不健全
浅层地热能开发利用行政监督管理主体不明确,监督管理所依据的法律、法规、政策、标准欠缺,造成浅层地热能开发利用秩序混乱。主要表现在项目没有报批登记手续,不按地质条件开发,施工队伍资质、施工过程监管空白,验收标准不统一。
5.缺乏对浅层地热能资源开发利用动态监测
近年来,全国各地建成了大量的地源热泵系统,但尚未建立地源热泵地下换热系统监测体系,缺少对地源热泵系统中温度、水位、水质等动态变化的监测,无法评价浅层地热能资源开发利用对地质环境的影响;大多数地源热泵工程系统中都没有安装必要的节能计量装置,如温度表、流量计、功率表等,使得项目的节能计算工作存在一定困难,同时也不便于管理部门的进一步节能评定工作。
三、浅层地热能开发利用发展趋势
(一) 继续推进浅层地热能资源调查评价工作
推进浅层地热能资源调查评价工作是地源热泵技术发展的基础,“十二五”期间,浅层地热能资源调查评价与开发利用工作将继续成为城市地质工作的重点。工作的主要任务是查明我国主要城市浅层地热能分布特点和赋存条件,评价资源量及开发利用潜力,编制开发利用规划,建立监测网络,推动浅层地热开发利用示范城市建设。
国土资源部“十二五”工作部署中,2012年前将完成省会级城市调查评价工作,2015年前完成地级市和部分重点县级城镇调查评价工作。2011年29个省会级城市浅层地热能调查评价项目年内分两批实施。第一批实施的城市包括石家庄、呼和浩特、沈阳、长春、杭州、合肥、济南、郑州、重庆、西安、兰州、乌鲁木齐等12个城市。第二批实施的城市包括太原、哈尔滨、上海、南京、福州、南昌、武汉、长沙、广州、南宁、海口、成都、贵阳、昆明、拉萨、西宁、银川等17个城市。
其目标是:
(1)初步查清主要大中城市的浅层地热能赋存、分布特征及相应的水文地质工程地质特征,测试岩土体热物性参数,估算可利用资源量。
(2)开展浅层地热能利用工程(地下水、地源热泵系统)适宜区划分。
(3)选择有代表性的1~2个城市建立监测实验区。对已运行工程进行地下(岩土、水)温度场的监测(至少1个运行周期)工作,评价地源热泵工程对地质环境的影响,同时记录运行工况和能耗,计算换热能效比,检验项目节能效果。
(4)制定相关技术标准,建立浅层地热能开发利用适宜区划分、评价数据库。为合理开发利用浅层地热资源提供基础数据,为政府宏观规划与科学管理提供决策依据。
(5)在调查评价的基础上,结合当地行政区域可再生能源开发利用中长期目标,编制完成主要城市(镇)浅层地热能开发利用专项规划。
(二) 加大科研实力和技术创新
加强相关技术研发与投入,提高浅层地热能利用效率。
(1)加强浅层岩土热物性测试的研究;
(2)建立不同地层热物性数据库;
(3)开展不同换热方式地下传热模型的模拟试验;
(4)建立地温场长期观测,包括换热井及周围地层温度、水位、水质以及换热(换冷)情况,了解(监测)其变化规律,特别是换热井回灌能力和温度恢复情况;
(5)观测地下换热系统的实际换热(换冷)效果,测量地层热流值及热传导系数。
(三)积极参与示范城市建设,带动浅层地热能资源开发利用
在对当地浅层地热资源调查评价的基础上,结合工程的具体地质环境,积极开展地源热泵技术的推广应用,建立符合本地实际需求的示范工程,并摸索方法,总结经验,逐步推广。积极申报“可再生能源示范城市”,参与示范城市建设,用好国家专项资金,稳步推进以城市为单位的浅层地热能开发利用工作。
利用地源热泵技术开发浅层地热能资源,为建筑物供暖制冷,是符合国家节能减排这一历史进程的。随着这项技术的不断发展,我们将进一步认识到,不断加强地热资源调查评价工作,加大科研力度和技术创新,积极参与示范城市建设将是一项具有重大意义并值得持续推进的长远工程。
10,地温的开发利用
浅层地温能是指在地球浅表层数百米内的土壤砂石和地下水中所蕴藏的低温热能,广泛存在于浅表地层的恒温带中,受四季气候的影响较小,土壤温度相对恒定。与深层地热相比,浅层地温能分布广泛,储量巨大,再生迅速,开发利用投资少且价值大,符合循环经济发展需求。中国近百米内的土壤每年可采集的低温能量是中国发电装机容量4亿千瓦的3750倍,而百米内地下水每年可采集的低温能量也有2亿千瓦。就北京市而言,按6900平方公里计算,每年可开采浅层地温能的资源量相当于1.4亿吨标准煤,为2003年北京供暖能源消耗的1100万吨标准煤的1.2倍。地温的利用主要是采用地能热泵技术将水或土壤中的低温热能提取出来加以利用。地能热泵技术就是利用浅层地表温度与气温之间存在的温差,通过提取和释放地层中的能量,实现冬季供暖和夏季制冷。地能热泵技术包括水源热泵技术和地源热泵技术,若地质条件较好,浅层地下水丰富且易回灌时通常采用水源热泵;若地质条件不好时可采用地源热泵。水源热泵技术通过抽取与地层相同温度的地水,并通过机组与抽取的地下水进行换热后,在夏季将建筑物中的热量转移到水源中,实现制冷;而在冬季,则从水源中提取能量,并通过热泵技术把提取出的能量送到建筑物中,实现供暖,根据系统负荷量及需水量的大小、地层的出水能力和回灌能力来设计抽水井和回灌井的数量,实际上,水源水经过热泵机组后,只是交换了热量,水质几乎没有发生变化,经回灌至地层或重新排入地表水体后,不会造成对于原有水源的污染。因此,采用水源热泵技术利用地下水以及地表水源的过程中,不会引起区域性的地下水以及地表水污染。地源热泵技术以土壤作为热源和热汇,通过埋于地下的注满循环液的换热器与土壤进行冷热交换,并根据系统负荷量的大小,地层的导热能力来设计换热孔形式、数量和深度,与水源热泵技术不同,地源热泵系统不再需要提取和回灌地下水,它利用少量的电能,通过埋设在土壤中密闭的PE换热管中的循环液与地层土壤之间进行热量交换,冬季吸热、夏季散热,这就使得水文地质条较差的地区也能对浅层地温能资源加以利用。使用地能热泵技术开采利用浅层地温能其节能效果十分明显,仅供暖就可节约能源30%-50%。运行费用也较低,63%的项目低于燃煤集中供热的采暖价格,全部被调查项目均低于燃油、燃气和电锅炉供暖价格,而且能就地职能,免于传送,没有废渣,不向大气排放燃烧废物,表明其可实用性强,应用前景广阔。截至2005年底,北京市浅层地温能利用面积约达800万平方米,采用浅层地温能技术的供暖建筑面积每年以15%~20%的速度增长。浅层地温能资源与环境保护:1、零污染排放,直接改善适用区域的大气质量浅层地温能清洁环保。浅层地温能作为一种清洁可再生能源。通过采集浅层低温地温能并略加提升后,不但可以满足供暖(冷)的需求,同时还可以实现供暖(冷)区域的零污染排放,直接改善适用区域的大气质量。2、几乎不受环境气候变化的影响,再生迅速浅层地温能分布广泛。浅层地温能广泛存在于地球浅表层( < 200 米 )巨大的恒温带中,土壤温度相对恒定,几乎不受环境气候变化的影响,再生迅速,可循环使用。3、免于运输、传送,没有废渣使用浅层地温能在经济上比较划算。一平方米建筑投资约为250元至380元,比同样满足供暖、制冷和生活热水条件的燃气和空调系统等降低20%至30% ,其运行费用明显低于其他清洁能源,且就地取能,免于运输、传送,没有废渣,因此其可用性强。