地源熱泵

地埋管熱泵的節能技術及尚待研究的問題

  從以上分析可看出今后大力發展地埋管熱泵應是大方向。為此,對開發地埋管熱泵節能技術,進一步挖掘地埋管熱泵的節能潛力就更令人關注。
 
  地埋管熱泵節能技術與節能潛力
 
  (1)按冬季熱負荷設計地埋管熱泵埋管換熱器,夏季增設一些冷卻塔散熱,減少 夏季排入地層的熱量,以求得取、排熱量的平衡,以及減少初投資與運行能耗。
 
  (2)夏季不將冷凝器的排熱量全部排入地層,而是用部分冷凝器排熱量加熱生活 用衛生熱水。使衛生熱水無須再使用加熱能源
 
  (3)地埋管熱泵系統間歇運行,換熱量可增加5%.
 
  地埋管熱泵冬季供熱時,結合實際供熱需求及熱泵機組的運行狀況,采用間歇運 行技術,可以彌補地埋管換熱緩慢的不足,恢復換熱管壁及管中水的溫度,提高綜合效率。由圖6可以看出,間歇運行對恢復換熱管壁溫度是十分有利的。如運行初始管壁溫 度為12℃,運行5h(300min)后停機,管壁溫度降至約9.7℃。停機5h(運行300+停機300=600min)后,管壁溫度恢復到11.8℃(僅比初始溫度低0.2℃)。再開機5h(600+300=900min)以滿足用戶的供熱需求,而后又停機10h(900+600=1500min)后,管壁溫度即恢復到初始的12℃,從而為下一循環開機運行提供較好的換熱條件。這一實驗表明,在該項工程中以24~25h(約1500min)即約一天為一周期,進行間歇運行供熱是可行的,而且是節能的。節能效果可從圖7所示每米埋管換熱量的實測加以驗證。 圖7表明了間歇運行和連續運行的地埋管換熱量的變化曲線。長曲線為連續運行狀 況,短曲線為間歇運行狀況。可見間歇運行換熱量明顯大于連續運行換熱量。當連續運行200~400min(約3~7h)時,換熱量由34w/m逐漸降為27.9w/m.隨著運行時間的延長,巖土溫度下降,換熱量也隨即下降,當連續運行1400min(約24h)后,換熱量下降到26.5w/m。
 
  而如采用間歇運行方式,停機期間地溫得到恢復,換熱量最低可保證到27.9w/m。
 
  (4)太陽能——地埋管熱泵節能系統1)我國太陽能資源分布 我國太陽能資源非常豐富,分布地域也很廣,其全年日照時數為:西北高原2800~3200h,華北平原3000~3200h,東北、中原、華東地區2200~3000h,湖廣、江浙地區1400~2200h,川貴地區1000~1400h。可見我國大陸2/3以上疆土的年日照時數均在2000h以上,如此豐富的太陽能資源,就為中央空調利用可再生能源
 
  實現與地埋管熱泵配套的節能工程,奠定了良好的基礎條件。
 
  2)工程實例 青島圣羅尼克別墅地埋管熱泵工程。該工程利用免費的可再生能源—地埋管熱泵系統 為三座建筑物夏供冷、冬供熱,其建筑面積分別為293㎡、236㎡、162㎡,該工程于2008年二季度竣工,7月份供冷運行時的實測室溫為25℃,節能效果明顯。
 
  地埋管熱泵尚待研究的問題
 
  (1)地質結構與不同深度地溫的關系;
 
  (2)單位管長換熱量及其變化;
 
  (3)夏冬季取、排熱量不平衡問題等。