地表水源熱泵能源系統能效優化應用研究

郭玉奇

摘 ? ?要：地表水源熱泵每年利用暖氣運轉前的地表水體中蓄積的太陽能資源，這是一種清潔的、可再生的能源。早在1930年代，瑞士蘇黎世的第一個歐洲大型熱泵就開始運轉，并以水作為熱源。在日本，1980年代以來為了利用地球水、污水、地下水等而建造或建造的大型熱泵面積有33個。近年來，我國地熱水泵系統的后續研究越來越重視可再生能源在建筑中的應用，通過大規模的國家節能政策和資本促進，廢水和水凈化系統迅速增加。

關鍵詞：地源熱泵;節能潛力;應用

1 ?引言

在實際應用支持熱泵技術的過程中，必須最大限度地結合該地區的實際地質環境，做出最科學合理的選擇。尤其要更加關心地下水比較豐富的地區。該地區建設工藝進一步復雜，不斷改進施工技術，進一步促進支護熱泵技術的應用。

2 ?地源熱泵的應用現狀

（1）早在1912年，朱莉就在瑞士首次引入了地熱泵的概念。（2）地熱能泵的基本理論研究始于40年代后期和50年代。1948年引入的熱源熱交換理論和1954年引入的熱源熱計算方法是迄今為止對熱交換器物理性能進行測試的最重要的設計計算方法。（3）70年代和80年代，美國一些大學和實驗室開始全面應用源熱泵。（4）1990年代泉水的新階段。1980年代以來，1997年中國能源氣泵研究與美國能源部合作，通過能源效率和可再生能源帶動了中國燃油泵應用的發展。我國國內熱泵系統的研究與應用目前進展迅猛。2006年至2008年，源熱泵的使用總量是過去的四倍。2008年，我國地面熱泵系統中建筑物總面積超過1億平方米。2015年1月，國家能源局委托地熱能源研究中心地熱能源研究中心的國際節能能源研究機構研究淺層工業發展，目的是制定"15"國家能源發展計劃。初步結論是，在“15”期間，全球變暖已重新劃定1.9億平方米。地熱能泵補充7.5億平方米，現有地熱能增加2.5億平方米，加上價值1.25億平方米，2020年全球變暖1.45億平方米。

3 ?地源熱泵建筑應用項目能源管理平臺的現狀

60年代，西方一些發達國家和日本人開始研究電源管理制度。日本分公司的世界第一個電源管理中心在電源管理方面相對簡單，因為它可以實時收集和提供第二個電源使用的數據。隨著電源管理系統的發展，不再滿足于簡單收集和部署能耗的價值，電源管理系統現在將重點放在數據收集和處理上，以分析能耗信息，并利用這些信息為系統用戶提供優化能源結構和提高能效的適當建議。近年來，各行各業（石油、航空航天、醫療保健、辦公大樓、化學等）的電源管理系統都出現了）快速發展。應用電源管理系統給這些行業帶來了巨大的經濟效益。近年來，我們還加強了對建立能源管理系統的關注。2006～2008年國家發展改革委員會收集和處理了關于世界風能的數據，從而加快和加快了風電場的發展。2012年，中國新娘出臺了行業節能“十二五”規劃，制定了能源管理規劃。電源管理系統主要利用自動化、信息技術和集中管理模式，實現動態監控和數字管理各個方面的能耗。這也反映了電源管理在每個國家的重要性。

4 ?地源熱泵節能應用策略

4.1 ?地源熱泵技術的主要應用形式

根據熱源，地下水源熱泵供暖系統分為地下水源、地表源和土壤源3種。 土壤熱泵技術實際上是以水為工作介質，在土壤中的傳熱管與熱泵裝置之間反復流動，完成設備與土壤之間的熱交換。 根據填筑地的管道方法，可以分為水平和垂直兩種模式，這是目前比較常見的地下熱源熱泵形式，這兩種方法在實際應用過程中無需抽水。 地下水源熱泵實際上作為地下水的熱源發揮作用，提取地下水，輸送到熱交換器和熱泵設備，提取熱量后返回地面。 在做這項工作之前，必須以此種方法充分使用地下水為前提，向當地政府的有關部門申請批準。 地表水熱泵技術也將地表水作為冷熱源利用，排出水后，使用熱循環或廢循環模式進行熱交換處理。 開環提取后可以直接進行熱交換，閉環可以在指標數和熱交換器之間進行熱交換。 基地水源的應用方式不同，支持熱泵主要分為閉環和開環兩種模式，開環系統直接使用外部水源作為介質，利用板式熱交換器和外部水進行熱交換。 閉環系統的熱交換器與外部的水和土壤不相通，所以在閉環系統進行熱交換。

4.2 ?空調方案

為了持續提高暖氣的工作效率和能源利用率，必須不斷優化空調的操作方案。 設計空調時必須滿足消防室和電梯室的相關要求。 此外，還需要在所有其他方面充分滿足空調集中化方案。 暖通方案與一般設計方案之間存在很大差異，尤其是地下熱源熱泵空調的末端清晰，熱交換器占據了最大核心，最大限度地結合了建設項目的具體規模，最科學合理地確定了埋管的鉆孔數量和長度，同時還確定了鉆孔工具 此外，還需要對HVAC的傳熱性能進行測試，嚴格計算HVAC施工范圍內鉆頭的換熱情況，以更好地理解鉆頭單元的傳熱能力。 通常，選擇雙u熱交換器，鉆頭數與鉆頭數=（1000×埋設管熱負荷）/（現場熱交換性能測定單位鉆頭深度×鉆頭深度）一起計算，正確計算總供熱需求。

根據計算結果和過去的成功經驗，合理確定鉆井間隔、直徑、深度和深度等各種參數，利用鉆井周圍綠地時，設計梅花形狀，可最大限度地保證與冷氣室相關的水壓公平性。 分支瀏覽器可以通過墻壁進入機房的集水和噴水。 我國目前正在對空調熱回收技術進行大量研究，利用熱回收裝置，有效地集中冷卻水的熱，應用于生活熱水和生產過程，有效利用熱，大大減少了空調熱污染，取得了很大成果。

4.3 ?運行冷卻塔的策略

（1）對工作設備進行最科學合理的選擇時，選定的冷卻塔滿足項目的實際需要，有效地彌補系統范圍的散熱和熱制造的差異，同時盡量選擇大的冷卻塔，避免浪費。 輔助冷卻塔設計散熱= （設計的總冷卻能力-總設計列）/2×冷卻月。 （2）制定科學合理的啟發戰略的冷卻塔地源熱泵系統的停止啟動戰略在相同的操作環境下也有很大不同。 建議1以埋設管道的地下熱源熱泵為主要的傳熱方式，使用充分埋設的管道向凝汽器輸送熱水。 當水溫達到一定的基準時，地下熱源熱泵的熱負荷達到自己的峰值的說明也必須在這個時候啟動冷卻塔。 方案2使用埋置管道將熱水轉移到復水器后，必須在適當的范圍內調節室外溫度和水溫的差。 否則，有必要啟動冷卻塔進行輔助冷卻處理。 方案3定期開放冷卻塔，每年數個月。 根據過去幾年的經驗，計劃1和計劃2的比較提供了更大的應用優勢。

5 ?結束語

近年來，隨著我國國民生活水平的大幅提高，能源消費也在加速。 建筑能源消費在社會全體的能源消費中占有很大的比重，提高建筑能源使用效率是很重要的。 地源熱泵是可再生能源系統應用的重要組成部分，也是節約建筑能源的重要手段，受到國家宣傳。

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