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        • 产品名称: 地源热泵采暖
        • 产品型号: GZ-001

        ◆地源热泵
          地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。
          地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在冬季,把地能中的热量取出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到4kW以上的热量或冷量。与锅炉(电、燃料)供热系统相比,锅炉供热只能将90%以上的电能或70~90%的燃料内能转为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。由于地源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5-4.4,其运行费用为普通中央空调的50~60%。 这种以地下浅层的地能资源即土壤源地热为主要冷热源,以电能为辅助动力,以循环水为换热介质,由地下换热系统、热泵机组系统和室内末端系统组成的既能制冷又能供暖,还可提供生活热水,并可与地板辐射采暖系统兼容的高效节能系统。
          适用范围广泛,可用于新建工程或扩建,改建工程,可逐步分期施工;从严寒地区到热带地区均适用。可为办公楼,宾馆,医院,饭店,商店,超市,幼儿园,别墅,居民小区,会所等各类建筑提供冷暖两用的空调系统,并可提供生活热水。

         

        ◆地源热泵系统的冷热源来源
        地源热泵系统的冷热源来源有如下两种方式:
        1、地下水热泵系统
        深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出,通过板式换热器或直接送至水源热泵机组,经提取热量或释放热量后,由回灌井群灌回地下。此方案初投资低、运行费用较低,适应于地下水源充足,地质条件为砾砂、中、粗沙层(回灌效果好)地区。
        2、土壤源热泵系统
        水平埋管地源热泵系统、垂直埋管地源热泵系统两种方式都归属于土壤源热泵系统。这一闭式系统方式,通过中间介质(水或防冻液)作为冷热载体,使中间介质在埋于土壤内部的封闭环路中循环流动,从而实现与土壤进行热交换的目的。系统适用于冷(热)负荷比例基本平衡的地区(长江以北地区),其节能、环保效果显著,系统寿命长。
        3、地源热泵机组应用条件(图示)

         

        建筑周围有空地     建筑临近处有水域
         

        ◆地源热泵系统组成
        完整的地源热泵空调系统由室内空调,地暖系统、地源热泵机组和土壤换热器三部分组成
        (一)土壤换热器(打井埋管)——其中垂直埋管环路最为常见
        它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭下埋管中的流动,实现系统与大地之间的传热。
        1、水平埋管环路:
        当在足够的土地空间可供利用时,常考虑采用水平环路,管路安置于挖掘成1.28米深的沟中(与冻土层深度有关)。每冷吨需要的土地面积为68-135平米。
        2、垂直埋管环路(常用):
        当土地面积有限时垂直管路是理想的选择,用U型配件连接的两根管插入垂直孔中,每冷吨需要的土地面积为9-49平米。
        3、水下盘管:理体制:
        当有可利用水源时,安装池塘(湖)管路非常经济,省去了钻孔的费用,热交换盘管很简单的安放到池塘底部,安装简单方便。
        4、开式环路:
        利用湖水、河水、地下水等这样的自然水源作为冷热源,从上游取水,经热交换后返回下游;也可以地下抽取地下水,经热交换回灌至地下,不污染水质,在满足最小水量的要求下,地下水或地表水源热泵系统应用是非常经济的一种系统形式。
        (二)室内空调地暖系统
          室内空调,地暖系统可以采用任何常规中央空调与地暖系统形式。
        (三) 地源热泵机组
          地源热泵机组利用土壤换热器的冷热源,进行热泵工作,向室内空调系统提供冷热水。
         

        ◆地源热泵与地暖结合供热技术的推广应用
        摘要:本文以北京地区一工程实例介绍地源热泵系
          北京莫奈花园别墅群位于北京市顺义区空港城,是北京地区较大的高档次住宅项目,集绿色、亲水、国际化、增值、人文、交通六位于一体,生态环境与人居环境和谐共生的住宅示范区,其主要为别墅式住宅,同时还包括娱乐、办公、学校等,其别墅住宅一期共计80余套。按甲方要求其原工程设计为冬季燃汽锅炉采暖,夏季普通家用空调制冷,经详细比较及计算其运行费用,最后确定其中42套为地源热泵机组,共计约60000平方米,冬季采暖、夏季制冷以降低其费用。
          (1)主机型式
          因北京冬季温度较低,家用空调当温度低于7℃时其制热量衰减较严重,同时存在夏季制冷系数较低等问题,同时根据北京市文件,位于顺义区地下水取用受到严格限制,排除水源热泵机组。
          因此在同甲方多次接触后,采用地源热泵机组用以制冷及采暖。因其原有机房面积较小,不能安装,经和甲方协商后,安装于一楼楼梯底,因其位于室内,与会客厅接,所以其外观及噪声要求极为严格,最后确定选用宏力产低噪音数码柔性旋流式地源模块机组。
          根据其建筑单体别墅建筑面积为366m2,根据《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19—87及《民用建筑暖通空调设计技术措施》,其单位面积冷负荷按100W/m2,单位面积热负荷按85W/m2,总体冷负荷为36.6kW,总体热负荷为31.1kW,根据总体冷热负荷选用DM-10Q(R)型地源模块冷热水机组,制冷量为38kW;制热量为32kW。
          (2)工程施工
          考虑顺义区莫奈花园地下情况,88米以下均为岩石,其施工难度较高,同时考虑其施工成本,因此在本工程中地下埋管为双U型管,埋管深度为80米,每套别墅400m2,共计5孔,孔间距为5米,每户埋管合计400米。其地埋管材质为高密度聚乙烯管PE100,管径为32mm,壁厚2.9mm,钻孔孔径为150mm。
          (3)系统设计
          根据其别墅单体面积较小,室内循环系统补水采用自来水定压补水,室外埋管系统采用小型补水箱定压补水。考虑其室内空间及节省管材,主管采用异程设计,其水流速按2m/s设计,地埋管循环系统水流速按1.2~2.5m/s设计。
          (4)设备运行效果
          机组安装完毕后经调试,当环境温度35℃时,地源热泵机组冷媒水进水温度12℃,出水温度7℃,室内环境温度达到20~24℃,制热时热媒水进水温度40℃,出水温度45℃,室内温度可达到18~24℃,完全达到空调制冷、制热设计要求,运行效果理想,甲方十分满意。

         

        地源热泵系统循环选择

        ◆地源热泵系统循环选
          地源热泵系统按其循环形式可分为:闭式循环系统、开式循环系统和混合循环系统。
          1、闭式循环系统
          封闭循环系统是指冷(热)源侧的循环水在机组室外换热器与地源换热器间形成封闭循环。管道可以通过垂直井埋入地下150-200英尺深,或水平埋入地下4-6英尺处,也可以置池塘的底部。在冬天,管中的流体从地下抽取热量,带入建筑物中,而在夏天则是将建筑物内的热能通过管道送入地下储存;所用管道为高密度聚乙烯管或其他防腐管道作为输送和地源热交换器材料。大部分地源热泵冷(热)源侧换热系统是采用封闭循环。
          2、开式循环系统
          开式循环系统是其管道中的水来自湖泊、河流或者竖井之中的水源,在以与闭式循环相同的方式与建筑物交换热量之后,水流回到原来的地方或者排放到其它的合适地点。
          3、混合循环系统
          对于混合循环系统,地下换热器一般按热负荷来计算,夏天所需的额外的冷负荷由常规的冷却塔来提供。
          4、循环系统选择
          闭式循环系统是一中比较稳定可靠的常规循环系统,对地下水、地下环境没有污染,一般设计应优先考虑该循环系统。对于地下设计热交换空间不够充分,或垂直埋管困难等地下特殊情况,可考虑设计混合循环系统。
         

        水源热泵地板采暖的施工程序

        ◆地暖设计步骤
         1、地暖方案设计:
         ①根据建筑施工图及相关数据,计算建筑物热负荷。
         ②与建筑其他相关专业(水、电、装饰等)协调地暖系统设计有关间距。
         ③确定集配装置(分水器)的位置。
         2、地暖施工设计:
         ①计算建筑物的有效散热负荷。
         ②计算建筑物的有效散热面积。
         ③地暖系统布置及水力计算。
         ④其他附属设备选择。
         ⑤与相关专业会签,并经审核绘制出正式施工图。
         热电驱动器(当有分区、分室控制要求时配合温控器使用)
        ◆工艺流程:
         安装准备 -- 备料 -- 铺防水膜 -- 铺聚苯板 -- 铺钢网 -- 固定钢网 -- 排管 -- 打压试验 -- 捣砼 -- 安装分配器 -- 调试。
         ① 安装准备:熟悉图纸和现场环境。
         ② 根据图纸准备材料,包括辅材。
         ③ 铺防水膜。
         ④ 保温板铺设要平整,切割整齐,相互联接缝要紧密。
         ⑤ 钢丝网排列要整齐,连接处要用铅丝绑扎,并用钢钉固定在地面上。
         ⑥ 排管时不得将管材扭曲和折叠,并用专用扎带固定在钢丝网上。
         ⑦ 进行水压试验,最小试验压力不得低于0.6Mpa,一般可升到0.8-1Mpa,然后稳压,稳压时间为30分钟。压降不超过0.05Mpa,即为试压合格。
         ⑧ 带压充填砼。
         ⑨ 分水器安装要平整。排气阀要高出地面。
         ⑩ 综合调试。
        ◆施工依据 《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004,J365-2004
        ◆工程验收
         1、中间验收:中间验收过程从加热管敷设和热集配装置安装完毕进行测压起至混凝土填充层养护期等再次试压为止。
          A、自检试压:加热管与集配装置施工完毕后,应按规定压力(一般按0.8MPa)先自检一次。
          B、中间验收试压:试难压力应不小于系统静压0.3MPa,且不小于0.6MPa,应严格按试压操作程进行。认真做好试验。
          C、冬季进水压试验时,应采取可靠的防冻措施,或经建设单位、监理部分同意进行气压试验。
         2、竣工验收:
          A、应具备条件:施工图、竣工图和设计变更文件;主要材料、制品出厂合格证(或检验记录);中间验收记录;工程质量检验评定记录。
          B、竣工验收在通暖24小时,停暖24小时,再通暖24小时后进行。首次通暖应缓慢升温,先将热水温度控制在25℃-30℃范围内运行24小时,以后再每24小时升温5℃,直至达到设计水温。
         3、中间验收和竣工验收,均应做好记录,签署文件和立卷归档。

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