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地源熱泵:因地制宜“源”是根本

發布時間:2018-03-14 17:24:23

 地源熱泵系統并非在任何時候、任何場所、任何情況下都適合應用并都能取得理想的節能效果。西安制冷學會理事長、中國建筑西北設計研究院有限公司暖通設計所副總工程師王謙,他提出,發展地源熱泵要因時因地制宜,實事求是。

   

      “源”是根本 

   

       王謙告訴記者,要使用地源熱泵系統,首先要關注的就是當地的水文地質條件、資源條件以及建筑物的能耗特點和實際用能需求,要從科學、發展的觀點出發,客觀地研判是否適宜采用地源熱泵系統和采用何種形式的地源熱泵系統?!皼]有*好的系統,只有*適宜的系統。地源熱泵是否可以應用以及應用哪種形式的地源熱泵,都要根據實際情況因地制宜地選擇?!?nbsp;

   

      在王謙看來,“源”是系統運行成功的根本,“源”的質和量直接決定了系統的成敗。地源熱泵系統由地熱能交換系統、熱泵機組和建筑物內系統組成。后兩個系統即便再成熟完善,如果“源”滿足不了工程的需求,整個系統運行就無從談起。實際上,在《地源熱泵系統工程技術規范》中已經明確規定,地源熱泵系統方案設計前,要對淺層地熱能資源進行勘察。但事實上,這一重要環節在工程中卻往往被忽視。在很多地區,審查的程序不嚴格、不完善,甚至出現了本末倒置的現象。所謂本末倒置,就是本應先有地熱資源勘察報告,據此論證,而后確定設計方案;但結果常常是先確定了系統的設計方案,再按照方案“反提”對地源的技術要求,實則就是根本沒有進行必要的勘察。王謙說,這種情況將會導致非常嚴重的后果,甚至會造成整個系統的失效。 

   

      王謙尤其提醒,不要想當然地使用熱泵系統,一定要經過科學勘察。要先了解源的情況,然后再做項目,而不是為了使用地源熱泵而強行上馬,這是非常不科學的。

   

      可持續發展 

   

      前幾年地源熱泵作為一個新生事物,很多人并不接受;而如今大家爭相使用,大量的地源熱泵項目快速上馬,讓人有一絲擔憂。這種憂慮,一方面來源于前文所述的,一些項目上馬盲目,缺乏科學依據;另一方面則來源于,大量的項目不能規范地利用地下水資源,不能保證正確回灌,會對地下水文和地質結構造成影響,甚至是破壞,同時也會殃及空調系統安全的可持續使用。 

   

      關于地下水水源熱泵的使用,《地源熱泵系統工程技術規范》明確規定,必須采取可靠的回灌措施,確保地下水全部回灌到同一含水層,不得對地下水資源造成污染及浪費。

   

      這是規范的強制性規定,要求實現100%回灌。然而很多工程的實際情況卻幾乎與規范的要求背道而馳??梢哉f,國內地下水源熱泵工程中,存在回灌不充分問題的十有七八。王謙分析說,之所以會產生回灌不充分的問題,主要有幾個方面的原因。一方面是回灌技術還需要進一步完善,一些工程的施工隊伍水平不高,成井工藝和技術有缺陷,導致達不到回灌要求;另一方面是地質情況決定了一些工程回灌難度很大,比如一些細沙土的滲透性比較差,回灌困難。而*為重要的,其實還是相關的監管審查機制不夠嚴格。所以,要科學合理地開發利用資源,就必須加強前期審核和后期監管。對于那些不能充分回灌的工程,要有嚴格的處罰機制。否則地下水資源大規模使用,又不能充分回灌,將對當地的地質狀況造成嚴重破壞,甚至會導致地面塌陷,給人類的生產生活帶來危害。 

   

       而對于埋管式地源熱泵項目,相關的監管就更為粗放。眾所周知,地熱資源是可再生資源,因此,一般意義上講,埋管式地源熱泵基本上不會對地熱資源造成破壞,這也是埋管式地源熱泵系統得以大規模推廣的原因所在。但是,如果項目沒有科學布局、合理使用,也很容易造成系統運行效率越來越低。王謙說,采用地埋管地源熱泵系統,熱響應、干擾測試以及建筑體的全年能耗分析都是不可缺少的重要內容。此外,如果地下熱能交換系統不能做到基本保證冬、夏季的能量平衡,就更可能導致地下土壤溫度場的持續變化,從而影響到系統運行效率,*終不但沒有節能,反而浪費了能源。 

   

      “地上”與“地下”的配合 

   

       一個成功的地源熱泵系統,其實需要的是“地上”與“地下”的完美配合。對暖通設計師來說,空調末端就是地源熱泵系統*直接的用戶,所以就更要對整個系統、尤其是地下換熱部分有整體的認識與把控。王謙告訴記者,要上馬一個項目,作為一個合格的設計師,要綜合考慮多方面的因素。首先,就是要遵守當地的政策、法規,比如對地下水地源熱泵系統的使用,應嚴格執行當地水務部門的相關規定,不得隨意使用地下水資源。其次,要看工程所在區域的資源條件。一般來講,在地埋管熱泵工程中,熱響應實驗、干擾試驗都特別重要,對于這些數據,暖通設計師一定要了然于胸。對于地下水源熱泵,則應該對地下水的質量有詳細的了解。*后,則是要進行經濟技術比較,地源熱泵前期投入相對較大,要看甲方的經濟條件是否允許。除此之外,地埋管地源熱泵需要占用較大場地,這些資源類問題都需要綜合考量。 

   

      王謙說,暖通空調行業發展多年,機械制冷技術非常成熟,使用十幾年甚至幾十年還仍然服役的系統比比皆是。所以,就更要關注地下系統的運行。目前有些地源熱泵系統運行效率逐漸變差,很大原因就在于對地下情況沒有足夠了解,或者是資源不足,或者是選址布井不合理,或者是施工過程中出現了問題,日后系統管理不善,這些都直接影響到了整個系統。所以說,要應用好地源熱泵系統,就要做到“地上”知道“地下”事。


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