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冷熱源系統知識問答

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 1.什么是地熱能? 
答:地熱能分為淺層地熱能和深層地熱。
淺層地熱能是指在太陽輻射和地心熱產生的大地熱流的綜合作用下,存在于地殼下近表層數百米內的恒溫帶中的土壤、砂巖和地下水里的低品位(<25℃)的可再生能源。
深層地熱能指位于地表深部(目前約為4000m以內),蘊藏于深部地下水中的熱能,俗稱“地熱水”,是一種集“熱、礦、水”三位一體的寶貴自然資源。深層地熱溫度隨深度的增加而增加,一般高于25℃ 。
通常我們所說的地源熱泵技術就是開發利用淺層地熱能資源;溫泉洗浴屬于開發利用深層地熱資源。
2.地源熱泵技術是如何利用淺層地熱能的
答:地源熱泵技術是通過冷熱源換熱系統中水的循環作為傳遞能量的介質,采集淺層土壤中的淺層地熱能,為熱泵機組系統正常運行持續提供可靠的可再生能源。
3. 地源熱泵系統地埋管方式如何進行換熱,如何傳熱? 
答:冷熱源通過地埋管豎井中PE管道的換熱壁面完成冷熱流體熱量的交換,實現能量的采集和傳遞。
4.什么樣的地質條件適合使用地埋管技術?
答:幾乎所有的地質條件均適合地埋管技術。只是地質程度難易不同,鉆井成本有所不同。
5. 地源熱泵系統地埋管豎孔施工工期為多長時間? 
答:地源熱泵系統地埋管豎孔的施工工期根據工程所在地區地質結構及施工難度來確定,以100米深為例,每天可鉆進孔量為1-3個不等。我公司施工鉆井設備均為自有,可根據施工場地的實際情況,可同時安排數十臺鉆機同時施工。
6.地埋管換熱系統豎孔要打多深? 
答:地埋管換熱系統豎孔的深度依據項目建設地的地質條件和可用布孔面積在幾十米到近二百米不等。當地質條件較差(多大顆粒卵礫石層)或者可用布孔面積充裕時可通過適當減少鉆孔深度的方式來平衡換熱能力和成本;當地質條件較好(砂土質地層)或者可用布孔面積較小時可通過適當增加鉆孔深度的方式來平衡換熱能力和成本。
7.地埋管豎孔的成孔是多大?施工完畢以后是什么樣? 
答:地埋管豎孔的成孔直徑一般在150~200mm范圍內,施工完畢后所有孔及水平管線在地面以下1400~1700mm范圍內不等(具體深度為項目建設地凍土層以下0.6米)。
8.對地下水量有無要求?
答:地埋管換熱系統是一個封閉的地(熱)能采集系統,不依賴地下水,不影響地下水。  
9.地源熱泵技術是否會對地下水造成污染? 
答:地源熱泵技術的冷熱源系統是全封閉循環系統,通過水在封閉系統中的循環進行能量的傳遞,所以其不會對地下水造成任何污染。
10.長期使用會不會破壞地下水位及地質結構,會不會對建筑物造成危險隱患? 
答:因為地源熱泵技術通過封閉系統中的水作為傳熱工質獲取淺層低位能量,并不消耗水,所以不會破壞地下水位及地質結構,進而也不會對建筑物造成危險隱患。
11.地下水位發生變化怎么辦? 
答:因為地源熱泵系統是通過地埋管PE管內的封閉水循環實現與周圍的土壤的換熱,所以它不依賴地下水,所以地下水水位的變化對于地源熱泵地埋管換熱系統沒有影響。
 
12.對地下水溫有什么要求? 
答:地下水溫不宜過低,應能夠保證機組正常運行為宜,以北京地區為例,一般地下溫度應在10~15℃。若以水為工質時,最低溫度應盡可能大于8℃。
13.當地下水溫8℃時,可否采用地埋管換熱技術? 
答:當地下水的出水溫度到8℃時,經過機組換熱其回水溫度已經接近機組的防凍溫度極限了,會對機組的正常運行產生一定的影響。但如果更換地埋管循環系統的工質,降低工質的冰點,如采取乙二醇等低冰點工質,仍然可以采用地埋管換熱技術。
14.出水溫度與回水溫度的差,長時間是否會破壞淺層地熱能的溫度恒定? 
答:淺層地能熱受太陽能和地心熱的共同作用而存在,為建筑物采暖和制冷所采集的淺層地熱能相對于這個巨大的“蓄能器”中的能量是微乎其微的,地埋管換熱系統的出、回水的溫度差通過土壤后最終獲得平衡,實現能量的良性循環過程,所以,長時間使用不會出現破壞淺層地熱能的恒溫狀態。
15. 地源熱泵地埋管豎井距建(構)筑物多遠?有無相關標準? 
答:考慮施工條件,地源熱泵地埋管豎井與建筑物的最小距離應大于3m,尚無國家行業標準。
16.地源熱泵地埋管豎孔如何選定?
答:地源熱泵系統地埋管豎孔的選位一般都設置在建筑物的周圍離機房最近的區域內,同時還需要考慮建筑物周邊的室外綜合管線。
17.地埋管換熱系統如何布置合適? 
答:地源熱泵地埋管換熱系統應當根據建設項目的具體情況盡量選布在離機房近的區域,并根據項目情況合理選擇孔深(80米-160米)及孔間距(3米-6米 )。
18. 地源熱泵系統地埋管豎孔施工時需要哪些條件? 
答:地源熱泵系統地埋管豎孔施工時需要需鉆孔區域內場地平整,施工水電到位。
19.如何保證地埋管豎孔的施工質量? 
答:地埋管豎孔施工過程中嚴格遵守地源熱泵施工規范,嚴格執行三次打壓要求。
20.地源熱泵地埋管換熱系統需要檢修嗎? 
答:地源熱泵地埋管換熱系統在施工過程中遵守嚴格的三次試壓規范要求,管材無接頭,除非人為損壞的情況,所以在管材使用壽命期內不需要檢修。
21. 地源熱泵系統地埋管換熱器埋在地下會不會銹蝕?
答:地源熱泵系統地埋管換熱器為封閉的耐壓HDPE管材,影響其壽命的主要因素為氧化和高溫老化,地埋管系統在深埋地下的情況下避免了與氧氣的接觸,有效減緩了氧化,同時因為系統在運行過程中地埋管中的循環水水溫為5-35度,不會高溫老化。
22.每個地埋管豎孔換熱量大概是多少?可以供多少建筑物使用?計算依據及驗證方式是什么? 
答:每個地埋管豎孔的換熱量在不同的區域因地質條件的差異而略有不同,以北京通州地區的100米雙U型豎孔為例,每個地埋管豎孔的夏季的取冷量大約為6KW-6.5KW,冬季的取熱量大約為4.5KW-5KW,可供建筑面積大約為75-85平米的住宅或者60-70平米的辦公建筑,其計算的依據是熱力學能量平衡方程主要測試方法為熱物性分析。
23.地埋管換熱系統的設計施工依據是什么? 
答:地埋管換熱系統的設計依據是《地源熱泵系統工程技術規范》GB50366-2009。
24.施工前如何確保某地區地埋管換熱系統的設計合理? 
答:在實際工程的施工前,應對項目地點進行熱物性分析的測試,以保證地埋管換熱系統的設計合理性。我公司能做熱物性測試。
25.地埋管的使用年限? 
答:由于地埋管換熱裝置采用的管材為聚乙烯管(PE),這種管材大量用于天然氣管道輸送,其使用年限為50年。
26.系統設計使用壽命如何確定?具體內容有那些?各分系統或設備的使用壽命如何確定? 
答:地源熱泵系統的設計壽命在20年,具體內容包括地埋管換熱系統、熱泵機房系統和末端系統三個部分,其各分系統的使用壽命均不小于20年。具體的各個設備根據其在系統運行的工況的不同而有所區別。
27.北京地區近幾年缺水,相關部門會同意做地源熱泵嗎? 
答:地埋管式地源熱泵有別于水源熱泵,它不依賴地下水亦不消耗地下水,它不依賴地下水的水位,所以它被作為一種項符合節能、環保要求并可替代傳統采暖方式的技術大力推廣,相關部門無任何限制。
28.政府對地源熱泵技術的支持力度如何? 
答:因為地源熱泵系統符合節能、環保的可持續發展戰略要求,所以政府及政府各相關職能部門對地源熱泵技術是具有很大的支持力度,在2006年就有明確政策支持,北京市發改委2013年12月27日發布的《京發改規[2013]10號》文中又明確指示加大資金支持,對地源熱泵項目根據情況不同給予30%-50%的資金補助。
29.政府將來會不會限制?
答:因為地源熱泵系統是一個節能、環保的項目,符合世界經濟發展的大趨勢,所以現在政府支持這個項目,并且有相關的政策條文,相信在將來仍然會一如既往支持此項技術。 
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