河北省地源热泵检测中心主任刘自强

   2015-07-06 地源热泵网11250
核心提示:我今天演讲题目是《土壤源热泵系统成功三要素》。地源热泵系统以其节能、环保、防备、高效的有点,在全国得到了广泛的应用。但有其他采暖、制冷方式相比较,地源热泵系统有其特殊性。
   
    刘自强:各位同仁,大家上午好!今天由我跟大家一块儿探讨一下地源热泵,特别是土壤源热泵的几个问题,就是根据我们这些年的工作经验,有不足之处咱们一会儿探讨。

    我今天演讲题目是《土壤源热泵系统成功三要素》。地源热泵系统以其节能、环保、防备、高效的有点,在全国得到了广泛的应用。但有其他采暖、制冷方式相比较,地源热泵系统有其特殊性。由于该技术在国内大面积应用的时间并不长,牵涉到的技术领域比较多,各方面都相对缺乏经验。所以有一个流传的说法叫三分之一的项目成功,三分之一凑合,三分之一失败。这个说法可能有点夸张,但也一定程度反映了人们对这个项目技术的担忧。

    第一部分说的是设计,刚才吴总已经从总体的设计讲了很多,讲得非常好,有好的设计是我们的基础。所以我第一也是从设计开始,但是我说的这个设计可能更具体一些。地源热泵这个项目的设计主要依据下面的几个标准,可能大伙儿都清楚,采暖通风与空调、公共建筑节能标准、地源热泵技术规范、通风空调施工验收规范、民用建筑供暖通风调节设计规范,大概就这么几个规范。最主要的是我们GO50366,也就是地源热泵系统工程技术规范,其他的是参考。下面我就针对土壤源扔嘣的特点跟大家分享一下,地源热泵系统特别是土壤源热泵系统,与其他常规的电制冷,燃煤,燃气锅炉等采暖空调方式相比较有共性,但更有特殊性。在设计的过程中应该加以注意,第一是机组相似,但有不同,进出水温差不同,土壤源的温差换热时间跟面积可能有不一样的地方。第二是冷热源不同,土壤源热泵的冷热源是土壤,靠地下的换热器,所以前期的设计要有一个数。另外还要对土壤源热泵的适宜性进行了解,掌握当地是否适宜使用土壤源系统。比如说考虑到成本问题,刚才说的面积问题,不一定适用,不要强行地去做。然后要按规范的要求,进行沿途热物性的相应测试。

    下面就说地埋管系统的设计,第一是地埋管系统的设计一定要做到同程布置。在世纪工程中,发现一些项目为节约成本。第二是目前普遍做法要加检查井,一边于检查防漏等,这是比较合理的做法。下面的图就是我们的几个例子(图片)。但是也有不做检查井的,在工作中我们曾经发现有一个项目,一个打了600多口井,分四个区,每个区168口井,这个连接方法就是用PE管332-40-75-110,这样就比较让人担忧了,因为要全部挖开来检查很麻烦。

    第四个是负荷的选取,负荷的选取直接影响到系统的使用效果和建筑成本。一般来讲,设计单位给出的负荷是按照设计计算温度选取的,也就是极端温度。但是具体项目中,还要充分考虑具体的用户类型来选取。比如说我们的大型展馆,比如说最热的时候,这个会展中心就不用了,过年的时候放假也不用,所以没有必要用极端的负荷。另外就是办公楼,夜晚以及节假日人员很少,还有一个是学校,放寒暑假,基本不会出现最不利温度天气的优势,所以说咱们的设计中也影响考虑这个实际的温度。所以说针对具体的项目,应该在设计过程中,应在设计过程中充分与使用单位沟通,了解用户建筑的使用特点,有针对性的进行全年动态负荷计算,才能给出一个比较合理的复合值,进而合理的选取机组型号,科学的设计地埋管系统。曾经在工作中,遇到河北省邢台市的一家合同能源管理公司,在他们所城建的一个大型社区住宅项目中,热泵机组分析选取了大中小不同型号的三台,水泵也选取了不同的型号,管理者会根据社区入住率、季节气候变化等的情况来调整。

    在很多情况下,由于建筑物的类热负荷较大,而可供打井的区域又不够,就要考虑其他的辅助冷热源,比如太阳能辅助加热,家冷却塔等等来满足建筑物的要求,这些都有先列。

    第二部分我们从施工角度做一个讨论。地埋管施工有很多问题,咱们一块儿看看,一块儿讨论一下。由于地埋管是隐蔽工程,施工完成即进行回填,出现问题后难以进行修复,所以施工监督工作非常重要,从管路连接、打压、成孔等等目前都有一些问题出来,第一,大惊深度不能保证统一,这样下管的长度也就不一致,水力不平衡。第二,成井后下地埋管都要带水管,导致冲出很多的泥沙等等的问题。第三个是回填不实,没有专业的灌浆材料,都采用原浆回填,单U管还稍微好一些,如果是双U管的话,极易造成空腔和上部回填料不足,严重影响地埋管的换热效率。第四,水平管连接和填埋不规范。不按规范要求先进行凭证、细沙铺垫,回填料也不进行筛分,直接原土回填。非常容易对管材造成损伤,造成严重后果。所以,对地埋管施工,十分有必要实施监理制度。

    还有一个问题是什么呢?缺乏资质审查和必要的准入制度。就目前的热泵项目基本上三分之一是由具备机电安装资质的单位承包,但具体的施工的一般都是一些没有任何资质的单位。另外,目前地埋管施工没有专门的机构进行培训和资质要求,以及必要的市场准入机制。现在对这个施工单位国内没有什么要求,也就是说谁干都行,所以说出现问题在所难免。

    所以第三就讲一下工程监理的必要性,目前地源热泵项目从设计到施工没有像其他的建筑项目一样,有审图、材料、监理、工程监理等环节控制工程的质量,缺乏必要的监督。同时目前没有明确哪个政府主管部门来进行行业管理,现在是国土部也管,建设部也管,但是好像碰见问题又谁都不管。所以说昨天有专家讲,地下的归国土,地上的归建筑,这个本身是一个不可分割的东西,地上和地下连不到一块儿,很难。尽快目前有行业协会来协调,主动协调这个事,协会都在积极推动,在想办法。但是,缺乏权威性和强制性,协会学会不像政府部门,它没有这些职能,所以说容易出现一些问题。我们河北省监测中心在这方面做了一些探讨,我们在这方面做了些工作。

    下面就是说这个我们大伙儿,介绍一下,就是一个施工组的方案的一个,就是我们在下边在从事施工组织方案的过程中制作了一些标准,可以看看。就从材料进场到回填等等的一直到机房设备的安装都做了详细的规定。施工部门包括专精、管道焊接、回填等等,我给大伙儿简单地说一下。第二节是施工,我跟大伙儿念一下吧。第二部分是热熔承插连接,一些标准的规范。热熔承插连接应采用质量可靠的热熔机具,便携式热熔接工具使用于Dn小于等于63mm管道及系统最后连接,台式熔接机据使用于Dn大于等于63mm管道预装备连接。下面沟槽回填,然后是沟槽回填的一些规定的要求,我就不再详细说了,如果大伙儿有兴趣的话,下去我们可以交流,就是对这个做了一个详细的规定。比如说回填压实应该逐层进行,且不得损伤管道,50厘米范围内应抵用轻夯压实等等,有具体的施工的规定,施工咱们在想讲到这里。
 
    第三部分说一下运行管理,总结了四个字,懂、调、制、新。第一个字是懂,在设计合理,施工规范的前提下,热泵系统是否节能并可靠地运行,与运行管理的关系十分关切。一般认为,地源热泵系统的地埋管换热器一旦安装、清洗、试压、调试完成以后,一般不需要进行管理维护地源热泵系统的运行管理与维护的主要工作,集中在空调与制冷贝贝、室内外循环水泵、水处理设备及其他附属社会上。所以很多单位对运行管理不够重视。在工作实践中我们发现,除了进行合同能源管理的公司或者大协单位的热泵系统有专业人员负责运行管理,其他的都没有规范的管理,这是普遍存在的现象。

    第二个是调,地源热泵系统运行管理中常见的问题有地源测流速的控制等等,第一部分咱们说一下地源侧流速的控制,地源侧流速是一个重要的计算参数,一般情况下,应该控制在合理的范围内,但实际项目中,这并不都是以设计的流速来运行的,主要是两个方面的原因。一是部分负荷的运行过程中,部分的地埋循环泵开启,而全部的地源孔仍为投入运行,从而造成地源流速过低。第二是不平稳的地源侧水利工况,导致地源孔流速部分降低。地源热泵系统中地源测流速对换热教过据有较大影响。在地源热泵系统的运行中,应尽可能地控制地源测流速。节能管理的具体错误是部分地脉泵停运的同时将相应的地源孔的阀门关闭。第二是负荷的调节。地源热泵系统主机自身的自控能力已较为完善,一种是以实际负荷为依据进行调解,一是以回水温度为依据进行调节。在节能管理中,应结合室内外温度的变化来调节。

    第三咱们讲一下制度,使用单位应该根据建筑物的功能类型特点,制定适宜的运行管理制度,实现最大化的节能。比如说写字楼办公楼这一类的,要控制时段,要制定一些制度。比如说医院,白天高峰时段的时候,可以负荷全开,夜间可以调低供水温度,学校什么的都有这些问题。第二对负责系统运行的专职人员进行定期培训,第三,培养管理人员及用户正确的用能意识,充分理解“行为节能”,把节能的习惯落实在每个人身上。最大限度地减少能源浪费,这是讲的制度。所以这个制度我只是简单地提了一下,其实每个单位可能都可以根据自己具体的情况制定一个比较详细的制度来达到最大化的节能。

    第四咱们讲一下新,新其实有很多,当然说一些新的技术,新的方法咱们都有很多,就是所以说咱们从设计或者运行或者施工的都应该进行学习,我这儿就举一个例子讲一下。比如说监控系统,第一个是说一个远程监控,目前很多专业的热泵公司,经过几年的实践,咱们这次参加论坛的有很多比较大的公司,有数家都可能,甚至数十家的项目进行使用,出现问题会疲于奔命,特别是实施合同能源管理的公司,每个项目都要配备懂得运行管理的人员,导致人员严重不足。运用远程监控即可很好解决这一问题。昨天讲的互联网的问题,互联网的问题跟地源热泵我觉得应该有一个很好的结果,现在远程监控用互联网的方法就可以很好地解决,我觉得不会很复杂。这个图片就是基于互联网对远程监控的示意图,企业设备维护中心,通过互联网,把数据及时地反馈回去,在企业内部,或者是公司内部,都可以做出监控,甚至做得好的,可能会运行参数做出反馈和控制。另外一个就是系统的监控,刚才讲的远程监控是对多的系统的一个统一管理,再一个就是对系统的管理,除了养成良好的节能习惯以外,也不排除通过系统监控按设定程序即使关闭末端。另外一个通过运行管理可以实时显示系统的工况,对参数等进行及时调整,这个有一个图,这是个界面,它可以实时地显示系统的温度、压力、流量都可以进行显示。我觉得就是说什么呢,就是在咱们地源热泵系统中,应该充分重视新技术的应用。

    这是昨天我在门口,就是陆特,就在门口拍的照片,你看这个照片就是它的系统监控的一个图片,就是说现在有些公司已经注重这个问题了。这样我觉得用新的技术来进行监控的话,可以节约很多的人力物力,而且你的管理水平可以得到提升。
 
    好,咱在说这么,土壤源热泵系统是一项新的技术,在国内应用的时间还不长,所以在各个方面出现问题也属于正常,我们业界同仁共同努力,问题一定会得到圆满解决。希望起到一个抛砖引玉的作为供大家参考,谢谢大家!
 
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