地源熱泵

地埋管熱泵的節(jié)能技術(shù)及尚待研究的問題

  從以上分析可看出今后大力發(fā)展地埋管熱泵應(yīng)是大方向。為此,對(duì)開發(fā)地埋管熱泵節(jié)能技術(shù),進(jìn)一步挖掘地埋管熱泵的節(jié)能潛力就更令人關(guān)注。
 
  地埋管熱泵節(jié)能技術(shù)與節(jié)能潛力
 
  (1)按冬季熱負(fù)荷設(shè)計(jì)地埋管熱泵埋管換熱器,夏季增設(shè)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(yùn)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(wèi)生熱水。使衛(wèi)生熱水無須再使用加熱能源。
 
  (3)地埋管熱泵系統(tǒng)間歇運(yùn)行,換熱量可增加5%.
 
  地埋管熱泵冬季供熱時(shí),結(jié)合實(shí)際供熱需求及熱泵機(jī)組的運(yùn)行狀況,采用間歇運(yùn) 行技術(shù),可以彌補(bǔ)地埋管換熱緩慢的不足,恢復(fù)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(yùn)行對(duì)恢復(fù)換熱管壁溫度是十分有利的。如運(yùn)行初始管壁溫 度為12℃,運(yùn)行5h(300min)后停機(jī),管壁溫度降至約9.7℃。停機(jī)5h(運(yùn)行300+停機(jī)300=600min)后,管壁溫度恢復(fù)到11.8℃(僅比初始溫度低0.2℃)。再開機(jī)5h(600+300=900min)以滿足用戶的供熱需求,而后又停機(jī)10h(900+600=1500min)后,管壁溫度即恢復(fù)到初始的12℃,從而為下一循環(huán)開機(jī)運(yùn)行提供較好的換熱條件。這一實(shí)驗(yàn)表明,在該項(xiàng)工程中以24~25h(約1500min)即約一天為一周期,進(jìn)行間歇運(yùn)行供熱是可行的,而且是節(jié)能的。節(jié)能效果可從圖7所示每米埋管換熱量的實(shí)測(cè)加以驗(yàn)證。 圖7表明了間歇運(yùn)行和連續(xù)運(yùn)行的地埋管換熱量的變化曲線。長(zhǎng)曲線為連續(xù)運(yùn)行狀 況,短曲線為間歇運(yùn)行狀況。可見間歇運(yùn)行換熱量明顯大于連續(xù)運(yùn)行換熱量。當(dāng)連續(xù)運(yùn)行200~400min(約3~7h)時(shí),換熱量由34w/m逐漸降為27.9w/m.隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),巖土溫度下降,換熱量也隨即下降,當(dāng)連續(xù)運(yùn)行1400min(約24h)后,換熱量下降到26.5w/m。
 
  而如采用間歇運(yùn)行方式,停機(jī)期間地溫得到恢復(fù),換熱量最低可保證到27.9w/m。
 
  (4)太陽能——地埋管熱泵節(jié)能系統(tǒng)1)我國(guó)太陽能資源分布 我國(guó)太陽能資源非常豐富,分布地域也很廣,其全年日照時(shí)數(shù)為:西北高原2800~3200h,華北平原3000~3200h,東北、中原、華東地區(qū)2200~3000h,湖廣、江浙地區(qū)1400~2200h,川貴地區(qū)1000~1400h。可見我國(guó)大陸2/3以上疆土的年日照時(shí)數(shù)均在2000h以上,如此豐富的太陽能資源,就為中央空調(diào)利用可再生能源
 
  實(shí)現(xiàn)與地埋管熱泵配套的節(jié)能工程,奠定了良好的基礎(chǔ)條件。
 
  2)工程實(shí)例 青島圣羅尼克別墅地埋管熱泵工程。該工程利用免費(fèi)的可再生能源—地埋管熱泵系統(tǒng) 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(yùn)行時(shí)的實(shí)測(cè)室溫為25℃,節(jié)能效果明顯。
 
  地埋管熱泵尚待研究的問題
 
  (1)地質(zhì)結(jié)構(gòu)與不同深度地溫的關(guān)系;
 
  (2)單位管長(zhǎng)換熱量及其變化;
 
  (3)夏冬季取、排熱量不平衡問題等。