基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的地埋管地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行策略?xún)?yōu)化

谷玉榮 梁 亮 封文娜

1 前言

地源熱泵的優(yōu)點(diǎn)是非常突出的尤其是在能源匱乏對(duì)可再生資源需求迫切并且環(huán)保節(jié)能意識(shí)逐漸加強(qiáng)的今天，但是地源熱泵至今還無(wú)法大范圍的推廣開(kāi)來(lái)。技術(shù)要求高，成本高，對(duì)地理位置和土壤特性要求都很高是地緣熱泵無(wú)法大面積推廣的局限性所在。我們本文的主要目的是尋求地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)化管理，希望能夠找出無(wú)法大面積推廣的問(wèn)題所在并且尋求一個(gè)途徑能夠幫助地源熱泵系統(tǒng)推廣，并且希望運(yùn)用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體的研究和改進(jìn)。

2 地源熱泵系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

地源熱泵的交換系統(tǒng)形式并不是單一的它具有有多種形式分別為地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)和地埋管地源熱泵系統(tǒng)。地源熱泵有冷熱兩個(gè)系統(tǒng)。其中制冷系統(tǒng)是由地下水，地下巖石或者是土壤組成，而制熱系統(tǒng)是由水源熱泵機(jī)組、地?zé)峤粨Q和建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的。

3 地源熱泵具有什么優(yōu)點(diǎn)

3.1 不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染

地緣熱泵冬季供暖夏季產(chǎn)涼，并且整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行最大程度的依靠自然的力量。雖然地源熱泵也會(huì)有污染物廢氣的排放，但是相比較其他幾種供熱制冷方式來(lái)講，它排放的污染物要少將近一半或者一半以上接近七成，可以說(shuō)在現(xiàn)階段是節(jié)能減排的強(qiáng)勢(shì)選擇。

3.2 維修費(fèi)用和時(shí)間少

地源熱泵系統(tǒng)設(shè)備基本上都在室內(nèi)和地底下，這些設(shè)備基本上不會(huì)遭受風(fēng)吹雨淋還有太陽(yáng)的暴曬，這非常有利于設(shè)備的保護(hù)，非常可靠并且也會(huì)適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

3.3 系統(tǒng)壽命長(zhǎng)

一般的空調(diào)使用壽命在十五年左右然而地源熱泵系統(tǒng)的使用壽命要比空調(diào)高出35年之久，正是因?yàn)橄到y(tǒng)的大部分設(shè)備都在地底下，會(huì)減少侵蝕，這么長(zhǎng)的壽命是非常難能可貴的。

3.4 一機(jī)多用

一套地源熱泵系統(tǒng)既能制冷有能夠制熱，而平常我們需要空調(diào)，暖氣和鍋爐同時(shí)存在才能達(dá)到一種冬暖夏涼的功效。這樣看來(lái)系統(tǒng)是非常具有優(yōu)勢(shì)的。

3.5 不占地方，節(jié)省空間

因?yàn)榈鼐墴崮芟到y(tǒng)不需要鍋爐房，冷卻機(jī)等設(shè)備，它的設(shè)備大多都隱藏在地下部分并且即使是在地上的部分設(shè)備也是處于墻體之內(nèi)的這樣就會(huì)使建筑整體顯得非常的美觀大方，并不顯得突兀。

3.6 水資源的循環(huán)利用

地源熱泵系統(tǒng)對(duì)水的要求并不是很高，無(wú)論是海水，地下水還是工業(yè)廢水都能夠加以運(yùn)用并且運(yùn)用的效率非常的高。這樣既避免了對(duì)不可再生資源的使用又能夠節(jié)約水資源。

4 地源熱泵系統(tǒng)的局限性

4.1 成本較高

因?yàn)樗幌窨照{(diào)只要合理的安裝它的外掛機(jī)就可以了，暖氣的安裝也并不算繁瑣。但是由于地源熱系統(tǒng)需要安裝在地下，且需要的管道還有程序都比較多。不止是地下部分還有它的地上部分建造起來(lái)是比較麻煩的，而且需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行安裝這是一筆比較大的支出。因此地源熱泵的成本限制了它在全國(guó)范圍內(nèi)的推廣。

4.2 技術(shù)具有局限性

地源熱泵對(duì)自然能量依靠性比較大，因此系統(tǒng)受到環(huán)境因素限制比較嚴(yán)重，由于天氣或者是地理因素等原因，地?zé)崮茉捶植嫉暮懿痪鶆虿黄胶狻６@樣的不平衡帶來(lái)的就是對(duì)技術(shù)要求的提高，現(xiàn)實(shí)卻是我們的技術(shù)或者說(shuō)是技術(shù)普及還無(wú)法很好的解決現(xiàn)在的這個(gè)問(wèn)題。

4.3 受環(huán)境限制力很大產(chǎn)能小利用率低

因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)的自然以及建筑周?chē)w環(huán)境有所不同，有時(shí)系統(tǒng)的制熱或者是制冷的能力并不是那么的強(qiáng)，那么在這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非常尷尬的問(wèn)題就是冬天室內(nèi)并沒(méi)有那么暖和夏天室內(nèi)并沒(méi)有那么涼快。但這時(shí)已經(jīng)安裝了地源熱泵系統(tǒng)如果再安裝暖氣或者是空調(diào)的話(huà)花費(fèi)就會(huì)很多。

5 地源熱能系統(tǒng)優(yōu)化策略

我們對(duì)地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)并且對(duì)監(jiān)測(cè)得來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)分析得出來(lái)的結(jié)論告訴我們地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)化其實(shí)是以控制為基礎(chǔ)的，并且地理環(huán)境因素對(duì)于系統(tǒng)應(yīng)用會(huì)有很大的影響因素。我們?cè)谧畛醯南到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就要十分的注意，根據(jù)數(shù)據(jù)得出來(lái)的結(jié)論告訴我們鉆孔深度對(duì)系統(tǒng)有一定影響，增加鉆孔深度能夠有效改進(jìn)地埋管換熱性能提高系統(tǒng)的效率。如何進(jìn)行合理有效的控制來(lái)提高資源的利用率和系統(tǒng)整體的使用效率就要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行具體的研究和設(shè)計(jì)。

6 結(jié)束語(yǔ)

地源熱泵系統(tǒng)主要依靠地?zé)徇@一種可再生資源，基本上不會(huì)產(chǎn)生廢水，廢氣和廢料，并且地源熱泵系統(tǒng)的推廣更加節(jié)省了煤炭天然氣等不可再生資源。并且從另一方面來(lái)說(shuō)，地源熱泵系統(tǒng)產(chǎn)生的熱能和冷能范圍都十分的廣泛。就按教室來(lái)說(shuō)，一個(gè)教室可能需要兩個(gè)空調(diào)和至少四片暖氣片。但是一個(gè)地源熱泵系統(tǒng)就給解決了。正是因?yàn)檫@樣地源熱泵系統(tǒng)在學(xué)校，商場(chǎng)，辦公樓，宿舍，醫(yī)院等人比較集中的地方。它可以說(shuō)是名副其實(shí)的綠色空調(diào)，我希望在不久的將來(lái)能夠克服系統(tǒng)存在的一些問(wèn)題實(shí)現(xiàn)大面積的推廣和使用。

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