水源熱泵技術(shù)需要注意哪些問題

簡介：夏季水溫低于環(huán)境空氣溫度，冷凝溫度降低，使冷卻效果優(yōu)于風冷和冷卻塔，冬季水溫高于環(huán)境空氣溫度，熱泵循環(huán)蒸發(fā)溫度提高，能效比提高；冬季空氣源熱泵除霜無困難。在使用水源（地熱）熱泵時，應注意以下幾個方面：在使用水源熱泵技術(shù)時，早期的水文分析尤為重要，必須根據(jù)地下水源的實際情況進行可行性研究和分析。適用的原則。環(huán)境污染和能源危機已成為當今社會的兩個主要問題，開發(fā)和利用自然冷卻。熱源可以為空調(diào)帶來節(jié)能環(huán)保的雙重效益，因此越來越受到人們的重視。水源（地面溫度）熱泵系統(tǒng)是一種同時滿足這些要求的中央空調(diào)技術(shù)。水源（地面溫度）熱泵采用地表水作為冷熱源，夏季水溫低于環(huán)境空氣溫度，冷凝溫度降低，使冷卻效果優(yōu)于風冷和冷卻塔，冬季水溫高于環(huán)境空氣溫度，熱泵循環(huán)蒸發(fā)溫度，能效比也提高；冬季無空氣源熱泵除霜等困難問題。在使用水源（地熱）熱泵時，應注意以下幾個方面：在使用水源熱泵技術(shù)時，早期的水文分析尤為重要，必須根據(jù)地下水源的實際情況進行可行性研究和分析。適用原則：足夠的水。適當?shù)乃疁亍Ａ己玫乃|(zhì)。穩(wěn)定的供水和可靠的回灌。因此，早期的嚴肅性。科學的水文地質(zhì)勘探工作是非常必要的。水源熱泵中央空調(diào)主機是冷熱源的核心，其質(zhì)量直接影響到整個系統(tǒng)的可靠性和使用效果。建議選擇國內(nèi)外知名的技術(shù)品牌，特別是具有良好的生產(chǎn)歷史信譽。眾所周知，水源熱泵空調(diào)的能效比（COP值約等于輸出功率/輸入功率）高于傳統(tǒng)空調(diào)，但也有極限，一般為4.6，但一些國內(nèi)制造商稱其熱泵機組的能效比可達7.8，甚至少數(shù)為11.12。這不符合現(xiàn)實。不科學的是對用戶的極端不負責任，這是一種欺騙行為。水源熱泵的關(guān)鍵技術(shù)在于井。井的成井工藝非常重要，必須要求為大直徑鋼管井。法國CIAT在井內(nèi)具有獨特的技術(shù)和經(jīng)驗。在實際使用中，它可以比傳統(tǒng)的方法節(jié)省一些井水的用量，并可以成功地實現(xiàn)同樣的泵和灌溉。由于水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的利用率極高，設(shè)備的性能和質(zhì)量要求也相對較高，各種輔助設(shè)備和材料的合理匹配也是取得良好效果的基礎(chǔ)。CIAT一貫的風格是在施工過程中保持較高的工程質(zhì)量，使工程材料更好。中央空調(diào)系統(tǒng)是一個長期使用的項目。可靠性要求高，必須能夠長期可靠運行，以確保使用效果。在設(shè)計和施工中，首先要考慮的是嚴格控制質(zhì)量，確保工程質(zhì)量，滿足國家相關(guān)標準和規(guī)范的要求，無論是方案設(shè)計還是設(shè)備選擇。工程施工、井回灌等環(huán)節(jié)必須圍繞本中心進行。
熱泵（包括地下水源熱泵）是一種能有效節(jié)約能源、減少空氣污染和CO排放的供熱和空調(diào)新技術(shù)。
1.基本工作原理。
地下水源熱泵系統(tǒng)的低熱源是從井或廢礦中提取的地下水。冬季，熱泵機組從生產(chǎn)井提供的地下水中吸收熱量。提高等級后，對建筑物進行加熱，將低熱源中的熱量轉(zhuǎn)移到需要加熱和加濕的地方，加熱后的地下水通過回灌井返回地下。夏季，生產(chǎn)井與回灌井交換，室內(nèi)余熱轉(zhuǎn)移到低熱源，達到冷卻或制冷的目的。此外，它還可以維護井。
如果是水質(zhì)好的地下水，可以直接進入熱泵換熱，我們稱之為開環(huán)。在實際工程中，采用閉環(huán)形式的熱泵循環(huán)水系統(tǒng)，即地下水和熱泵循環(huán)水通過板式換熱器分離，防止地下水中沉積物和腐蝕性雜質(zhì)對熱泵機組的影響，防止污染地下水。由于深層不受大氣溫度變化的干擾，常年可保持恒定溫度，遠高于冬季室外空氣溫度，也低于夏季室外空氣溫度，熱容量大，地下水源熱泵系統(tǒng)效率高于空氣源熱泵，COP值一般在3-4.5之間，無霜凍等問題。此外，冬季通過熱泵吸收地面熱量，提高空氣溫度，同時降低地面溫度，即儲存冷量，供夏季使用；這樣，地球在地下水源熱泵系統(tǒng)中起到了蓄能器的作用，進一步提高了系統(tǒng)全年的能源利用效率。
地下水源熱泵系統(tǒng)還可以生產(chǎn)生活熱水，大約有四種水路連接方式。最簡單的方法是空調(diào)水系統(tǒng)與生活熱水系統(tǒng)完全分離，井水系統(tǒng)串聯(lián)，但前者冷凝溫差太小，后者不能解決生活熱水水源熱泵機組停機時空調(diào)系統(tǒng)容量減少的問題。因此，在后者的基礎(chǔ)上增加了電動三通閥，不僅降低了安裝容量。減少了初始投資，機組配置更加合理，提高了系統(tǒng)的總能效比。
國內(nèi)地下水回灌基本采用原有的人工回灌方式，主要分為壓力回灌和真空回灌。壓力回灌適用于高水位、低滲透含水層、低水位、滲透性好的地下含水層；真空回灌僅適用于低水位、滲透性好的含水層。
2.工程應用實例。
2009年，牡丹江南部一個社區(qū)采用地源熱泵技術(shù)對兩棟住宅建筑進行加熱，采暖形式為低溫輻射加熱。由于2009年東北地區(qū)罕見的寒冷天氣，室外最低溫度約為-35℃，室內(nèi)溫度僅為12℃左右，導致居民集體上訪，嚴重影響了居民的正常生活和社會秩序。經(jīng)開發(fā)商召集廠家技術(shù)人員分析，主要是由于地下水不足、水溫低、熱量有限造成的。調(diào)整增加水量后，加熱條件有所改善，但仍不能滿足加熱要求。2010年加熱前，管網(wǎng)系統(tǒng)改造后，將兩棟建筑納入城市集中加熱系統(tǒng)，采用集中加熱方式加熱。
2010年，牡丹江橋北部的一個社區(qū)采用地源熱泵技術(shù)對四棟住宅樓進行了初步加熱。加熱形式為低溫輻射加熱，室內(nèi)溫度約21℃，加熱效果良好。在運行過程中，發(fā)現(xiàn)回灌效果不好。社區(qū)附近有一棟樓，有地下室和一條城市內(nèi)河。發(fā)現(xiàn)回灌水從地下室滲出，造成地下室海洋。此外，還有幾個河壩向外冒水。
3.問題分析。
3.1地質(zhì)問題。
地下水屬于一種地質(zhì)資源，大量使用地下水源熱泵，如無可靠的回灌，將造成嚴重后果。大量地下水開采引起的地面沉降、裂縫、坍塌等地質(zhì)問題越來越明顯。地面沉降除破壞地面建筑設(shè)施外，還會產(chǎn)生海水回流。河床升高等其他環(huán)境問題。對于地下水源熱泵系統(tǒng)，如果地下水100%嚴格按照政府要求回流到原含水層，一般來說，地下水的供應和補充是平衡的，局部地下水位的變化遠小于沒有回流的情況，因此地面沉降一般不會由于地下水的抽水而產(chǎn)生。然而，在我國的實際使用過程中，由于回流堵塞問題尚未從根本上解決，地下水很可能直接排放在地表。一旦出現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境問題，往往是災難性的，無法彌補。
3.2水質(zhì)問題。
目前，國內(nèi)地下水源熱泵的地下水回路不是嚴格意義上的密封系統(tǒng)，而是回灌過程中的回升。回路中產(chǎn)生的負壓和沉砂池會使外界空氣與地下水接觸，導致地下水氧化。地下水氧化會產(chǎn)生一系列的水文地質(zhì)問題，如地質(zhì)化學變化和地質(zhì)生物變化。此外，目前國內(nèi)地下水回路材料基本不嚴格防腐處理，系統(tǒng)后地下水水質(zhì)也會受到一定程度的影響。這些問題直接表現(xiàn)為管道系統(tǒng)中的管道。換熱器和濾水管的生物結(jié)垢和無機沉淀會降低系統(tǒng)效率，堵塞井。更可怕的是，這些現(xiàn)象也會發(fā)生在含水層，對地下水質(zhì)和含水層產(chǎn)生不利影響。更深層次的問題是地下水通過地下管道時的溫度。壓力的變化是否會影響其熱力學平衡狀態(tài)，以及地下熱環(huán)境對當前區(qū)域生態(tài)的影響如何。水資源是最寶貴的。