地?zé)峋谂ㄖ械膽?yīng)用

【摘要】地?zé)峋?，指的是井?500米左右的地?zé)崮芑蛩疁卮笥?0℃的溫泉水來(lái)進(jìn)行發(fā)電的方法和裝置，地?zé)岱指邷?、中溫和低溫三類。高?50℃，以蒸汽形式存在的，屬高溫地?zé)幔?0℃～150℃，以水和蒸汽的混合物等形式存在的，屬中溫地?zé)?；高?25℃、低于90℃，以溫水、溫?zé)崴崴刃问酱嬖诘?，屬低溫地?zé)帷?隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，地?zé)峋谂ㄖ械膽?yīng)用技術(shù)更加被重視。但從應(yīng)用中看，還存在一些不足。本文結(jié)合具體工作實(shí)例，圍繞地?zé)峋谂ㄊ┕ぶ械倪\(yùn)用，對(duì)施工環(huán)節(jié)和施工技術(shù)展開(kāi)論述。

【關(guān)鍵詞】地?zé)峋┕?；暖通設(shè)計(jì)；節(jié)能減排

某建筑工程面積2000平方米，采暖總負(fù)荷250KW，夏季的空調(diào)負(fù)荷為10W，采用地?zé)峋膳碗娕骷訜岵膳姆桨柑幵谡撟C中。

1、地?zé)峋夹g(shù)介紹

地?zé)峋你@井技術(shù)，目前能夠達(dá)到的深度在1000到4000米左右，地?zé)釡囟榷鄶?shù)在40-100攝氏度之間。鉆頭為鑲齒和鋼齒為主，采用正循環(huán)的泥漿鉆進(jìn)方式，從目前的技術(shù)水平看，常見(jiàn)的問(wèn)題包括，水量減少、金屬井管的腐蝕、破裂、錯(cuò)位，腐蝕的地?zé)峋霈F(xiàn)涌砂、混水、水質(zhì)惡化等，甚至?xí)?dǎo)致深層水的污染或者陳江。

采用地?zé)峋M(jìn)行低溫地?zé)岬奶崛≡谂ㄖ械膽?yīng)用，是利用土壤中的熱量和冷量進(jìn)行采暖和制冷。熱泵以低溫?zé)嵩礊闂l件，從大地的地下巖土處吸取熱量。然后，通過(guò)地?zé)釗Q熱器（埋設(shè)在地下）進(jìn)入地源空調(diào)，進(jìn)行流體的循環(huán)和換熱。地?zé)釗Q熱器的埋設(shè)采用豎直鉆孔的方法，垂直埋入地下?？咨钸_(dá)到100米，孔內(nèi)插入聚乙烯塑料管，使用封井材料加以填實(shí)[1]。

2、施工方案比較

2.1地?zé)峋夹g(shù)方案

2.1.1提取土壤溫度，對(duì)地下100米出的巖土溫度進(jìn)行測(cè)量。得到地?zé)釗Q熱器的水循環(huán)量為200立方米每小時(shí)。通過(guò)聚乙烯歲熬慣進(jìn)行換熱，不斷通過(guò)水循環(huán)到地下巖土區(qū)進(jìn)行熱量的吸收。將地?zé)釗Q熱器布置在廠房建筑物外后，對(duì)占地面積測(cè)量的數(shù)值為300平方米，對(duì)埋管的數(shù)值測(cè)量為6000米。豎井的間距為6米。包括15個(gè)豎井，采用并聯(lián)排列的順序，插入U(xiǎn)形據(jù)以及塑料管兩組后，在管的上端用橫管進(jìn)行鏈接后，會(huì)出現(xiàn)中介水的循環(huán)想想。通過(guò)管道將介質(zhì)水集中送到熱泵機(jī)房，形成了地?zé)釗Q熱器的封閉循環(huán)兄臺(tái)那個(gè)。對(duì)地下水不會(huì)發(fā)生接觸和取用，水環(huán)境保護(hù)得到了實(shí)現(xiàn)。

2.1.2土壤熱交換器將中介水送至熱泵主機(jī)，經(jīng)過(guò)采暖房間后，回流至熱泵主機(jī)，然后進(jìn)入土壤熱交換器，這是豎直埋管地源熱泵的系統(tǒng)的環(huán)路。

地?zé)釗Q熱器的環(huán)路，為地下管路中的中介水的環(huán)路。這個(gè)環(huán)路為封閉式。載體流體將熱流從鉆孔的底部，通過(guò)U形管進(jìn)入另一側(cè)，實(shí)現(xiàn)了觀眾的熱流體的劉輝，并且與巖土熱量實(shí)現(xiàn)了交換，地下吸收的熱量從管路中的流體載著熱量進(jìn)入熱泵機(jī)組，通過(guò)氟利昂介質(zhì)進(jìn)行了熱量的交換，交換的熱量釋放給介質(zhì)。

2.1.3熱泵內(nèi)部的機(jī)組將蒸發(fā)的氣體通過(guò)循環(huán)吸入壓縮機(jī)后，形成了高壓和高溫的氣體，進(jìn)入冷凝器后，與末端系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)了冷凝器中熱量的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

2.1.4用戶將機(jī)組的能量從末端釋放到機(jī)組內(nèi)的冷凝器中，高溫高壓的介質(zhì)被冷凝，實(shí)現(xiàn)了熱交換，完成了蒸發(fā)器內(nèi)的熱量的總輸出，電能提供采暖等系統(tǒng)的能力，實(shí)現(xiàn)了熱流體釋放熱量到載體內(nèi)部的目的，使得房間最終實(shí)現(xiàn)了供暖。夏季則由制熱轉(zhuǎn)換為了制冷，機(jī)組向巖土釋放的熱量由外部配水管路加以實(shí)現(xiàn)。

2.1.5機(jī)組的選型采用單臺(tái)制冷量的制冷設(shè)備，輸入功率為22.9KW；112KW的制熱量的炙熱設(shè)備。熱水的溫度最高為50攝氏度，冷水出水溫度為6攝氏度。

2.1.6采暖和空調(diào)的末端使用到的散熱系統(tǒng)，包括建筑物的采暖上行下行的同程系統(tǒng)，設(shè)備包含落地式風(fēng)機(jī)盤(pán)管；空調(diào)室內(nèi)的操作、值班室，熱泵機(jī)組切換系統(tǒng)。制冷和制熱系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)的安裝為將落地風(fēng)機(jī)盤(pán)管進(jìn)行安裝，通過(guò)制冷制熱功能的切換，實(shí)現(xiàn)夏季提供熱水，冬季控制室內(nèi)溫度提升的目的。

2.1.7整個(gè)系統(tǒng)的主機(jī)、輔助設(shè)備和室內(nèi)采暖末端系統(tǒng)的總投資為80萬(wàn)元。夏季可以制冷運(yùn)行120天，冬季可以運(yùn)行190天。采用24小時(shí)運(yùn)行支，選擇最大負(fù)荷實(shí)現(xiàn)根據(jù)季節(jié)變化進(jìn)行采暖和空調(diào)制冷[2]。

對(duì)負(fù)荷系數(shù)以及電費(fèi)的計(jì)算公式為：

運(yùn)行費(fèi)用=額定功率×開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)×實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷×運(yùn)行天數(shù)×調(diào)整系數(shù)×電價(jià)

冬季采暖根據(jù)公式計(jì)算，總費(fèi)用為97724元，循環(huán)泵費(fèi)用為13456元。采暖費(fèi)用合計(jì)為111180元。

2.2電暖器采暖+空調(diào)的方案

對(duì)于電暖器和空調(diào)設(shè)備的配制，要安裝的設(shè)備包括電暖器、柜式空調(diào)、電采暖和制冷空調(diào)。其中對(duì)于電暖器的維護(hù)費(fèi)用較大，使用壽命大約為6000小時(shí)。熱泵為600000小時(shí)。

對(duì)于運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算公式為：

運(yùn)行費(fèi)用=額定功率×每天運(yùn)行時(shí)間×運(yùn)行天數(shù)×調(diào)整系數(shù)×電價(jià)

根據(jù)公式計(jì)算出，200KW的空調(diào)采暖設(shè)備的冬季總費(fèi)用為360000元。

3、兩種方案的經(jīng)濟(jì)比較

經(jīng)過(guò)對(duì)兩種方案的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)進(jìn)行比較，得出的方案是，地?zé)峋氖┕ぞS護(hù)費(fèi)用低廉，初期投入較大，但是運(yùn)行后幾乎沒(méi)有設(shè)備維護(hù)費(fèi)，可以自動(dòng)控制，無(wú)人值守，熱泵的使用壽命為6萬(wàn)小時(shí)，比電暖器增加了10倍，熱泵系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)冬夏兩季使用。而且熱泵節(jié)能效果非常好，耗電量是電暖器的一半以下。另外，熱泵系統(tǒng)的末端由于采用的是風(fēng)機(jī)盤(pán)管的散熱，因此適合建筑物提升是為速度快的要求。因此，最終選用了地?zé)峋?空調(diào)的暖通施工方案。

4、地?zé)峋こ淘谂üこ讨械膽?yīng)用

某工程項(xiàng)目一期建設(shè)采用暖氣片熱水式熱力循環(huán)系統(tǒng)供暖，采用中央空調(diào)系統(tǒng)，冬夏兩用?，F(xiàn)有地?zé)峋豢冢壕顬?800米、日出水量為1054t/d（44t/h）、出水溫度為57℃。

該井所出57℃低溫地?zé)崴芍苯咏o采用中央空調(diào)系統(tǒng)的會(huì)所供暖。但該（下轉(zhuǎn)150頁(yè)）（上接148頁(yè)）低溫地?zé)崴糜诖髮W(xué)生公寓的暖氣片熱水式循環(huán)熱力系統(tǒng)供暖，需進(jìn)一步加熱，將水溫提高到70℃以上。如采用傳統(tǒng)燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t加熱方式，供暖后的排放水溫仍將在40℃以上，無(wú)法解決資源的浪費(fèi)和環(huán)境熱污染的問(wèn)題。

應(yīng)用QYHP系列高溫水源熱泵機(jī)組，可輸出70℃以上的二次熱水，能在末端為暖氣片的用戶進(jìn)行供暖。被利用后的地?zé)嵛菜潘疁囟茸畹涂傻陀?0℃，將低溫地?zé)崴哪芰砍浞掷?，同時(shí)熱泵機(jī)組還可免費(fèi)制取生活熱水及為會(huì)所提供夏季制冷。真正實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、高效節(jié)能。

冬季工況：利用57℃地?zé)崴M(jìn)行供暖，采用梯級(jí)利用的方式進(jìn)行。

第一級(jí)：應(yīng)用板式換熱器輸出55℃熱水為高檔公寓部分供暖，地?zé)嵛菜疁囟冉禐?2℃左右；地?zé)崴g供可提供256KW的熱量，可滿足會(huì)所冬季供暖252kW最大熱負(fù)荷的需求。

第二級(jí)：應(yīng)用1臺(tái)QYHP600H高溫水源熱泵機(jī)組對(duì)52℃地?zé)嵛菜M(jìn)行余熱回收，輸出75℃二次水對(duì)大學(xué)生公寓進(jìn)行供暖。

第三級(jí)：應(yīng)用1臺(tái)QYHP600H高溫水源熱泵機(jī)組對(duì)36℃左右的地?zé)嵛菜M(jìn)行余熱回收，輸出75℃二次水對(duì)大學(xué)生公寓進(jìn)行供暖，地?zé)嵛菜疁囟?8℃，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

兩臺(tái)QYHP600H高溫水源熱泵機(jī)組共可輸出1248KW的熱量，可滿足大學(xué)生公寓冬季供暖1140kW最大熱負(fù)荷的需求。

夏季工況：QYHP600H型高溫水源熱泵機(jī)組單機(jī)額定制冷功率為325KW，兩臺(tái)合計(jì)為650KW，可滿足4200㎡高檔建筑共462 KW的夏季冷負(fù)荷的需求。

結(jié)語(yǔ)：

從發(fā)展趨勢(shì)看，地?zé)峋谂üこ讨械倪\(yùn)用優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。安全、節(jié)能、環(huán)保，較低廉的費(fèi)用，都促使其成為市場(chǎng)關(guān)注熱點(diǎn)，也是國(guó)家大力發(fā)展和推廣的高薪技術(shù)。因此，采用地?zé)峋\(yùn)用到暖通工程中，是未來(lái)企業(yè)和家庭都希望運(yùn)用到的資源節(jié)約型的采暖和制冷方案。

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