中国空调制冷设备论坛

 找回密码
 立即注册

扫一扫,访问微社区

QQ登录

只需一步,快速开始

本站赞助商,制冷设备调剂商的网络名片,点击扫一扫,自动添加http://www.eszhileng.com
查看: 19|回复: 2

地源热泵水平埋管优势的最全面分析---1

[复制链接]

86

主题

86

帖子

3万

积分

论坛元老

Rank: 8Rank: 8

积分
33277
发表于 2018-5-16 09:18:52 | 显示全部楼层 |阅读模式


水平地下换热器探讨




一般来说垂直型地下换热器(GHX)的闭环回路是唯一适合大型商业项目的配置。在很多情况下都是这样的,但是有些项目,在供暖和制冷负荷相当大的设施中,即使不是全部,部分使用某种形式的水平地下换热器更适合。这些项目中,水平地下换热器比垂直地下换热器更具优势。


例如学校的建筑,除了那些位于人口稠密城区的学校,一般的学校都配备有一个体育场,这就为水平地下换热器提供了足够的场地。在适当的地质条件下,水平地下换热器相对于垂直地下换热器,可以减少初投资。对于其他可能的项目,鉴于地质条件或当地法规,水平地下换热器可能是更好的选择。




初投资
为了控制的初投资,可能有很多因素支持使用水平地下换热器,而不是垂直型,主要包括:所需的设备、地质条件的可行性信息、完成项目所需的众多许可和审批、项目所处地点及地下换热器承包商之间的竞争等等。


设备的成本是安装地下换热器系统的初投资中一个主要因素。用于安装垂直地下换热器的钻机和专用钻孔设备、泥浆泵、空气压缩机等,购置和维护成本都很高。此外,单一类型的钻机可能不适合某些地区范围内的各种钻井条件。钻井承包商可能不得不投资几种不同类型的钻机,以适应项目区域内的各种地质条件。由此,会影响到项目是考虑垂直地下换热器系统还是更倾向于使用水平地下换热器系统。


除了所需的设备之外,项目的可行性信息同样影响初投资。为项目准备的地质技术报告通常用于估算地下换热器的安装成本。掌握了项目土壤条件的详细信息,对于水平地下换热器系统施工方,就有了所需的信息来提交安装的准确报价。相同的信息,对于安装垂直地下换热器系统的施工方来说,可能无法获得相关地下深层情况的完整信息,因而无法准确估计成本。另一个影响初投资的因素,是一些管理机关为了保护用于供水和灌溉的蓄水层而实施的许可和审批管理。水平地下换热器很少会对含水层产生潜在的影响,所以安装水平地下换热器的承建方无需负担这些审批和许可的额外成本。


项目地点也是选择水平地下换热器的一个决定性因素。有时,一个场地足够大,可以建造几个不同配置的地下换热器,包括水平挖沟和水平钻孔。设计一个地源热泵系统,允许承包商以不同类型的地下换热器投标,增强了投标的竞争力,增加了安装地源热泵系统而不是传统暖通空调系统的可能性。


水平定向钻孔(HDD)正越来越普遍地用于水平地源热泵系统的安装。在某些地区,这种技术可以提供优于垂直钻孔或露天挖掘的优势,包括:对地下换热器上方的地面和管道周围的土壤几乎没有干扰。在地下换热器场地的一端,环路供水、回水集管与建筑物的连接处,开挖一个小沟即可,因此只需要进行很小的景观修复。


水平管道可以安装在9米多的深度,并且可以安装几层管道,减少所需的土地面积。水平定向钻孔的成本根据地质情况的不同和当地水平钻井承包商的情况而有很大差异。在一些国家,水平定向钻孔的成本可能比垂直钻孔或水平挖掘的成本要低,特别是在项目需要地表恢复的情况下。所有类型的地下换热器都要考虑到地质情况和安装地下换热器可用的土地面积。图1显示了一个典型的水平定向钻孔地下换热器的横截面。图2展示了连通垂直钻孔与建筑物所需的水平沟挖掘量,与采用水平钻孔时连接供水、回水集管所需的相对较少的挖掘量。
地下换热器性能
选择地下换热器系统时,还应考虑其性能以及不同配置的地下换热器与所处位置地质条件的相互影响。


热量在泥土和岩石中传导缓慢,这就是项目需要大型地下热交换器的原因。被释放到垂直地下换热器中的热量不会很快从钻孔中消失,钻孔周围的土壤温度会逐渐升高,到了夏末,温度可以轻易达到85-95华氏度(30-35摄氏度)。如果在接下来的冬季里提取的能量较少,那么根据地质情况,每年的温度可能会增加1~2华氏度。这被称为长期温度衰减。地下换热器建造的地点如果很少有地下水流动,或者由于土壤或岩石的类型而导致降雨或融雪不能渗入地下,则更有可能发生长期温度衰减。


相对于更深的垂直地下换热器,水平地下换热器更靠近地表面。室外的气温、降雨和春天的融雪对其温度的影响更大。


在夏季,太阳能和降雨会在水平地下换热器周围的地层中增加能量或冲走能量。在炎热的夏天,水平地下换热器上方的植物将水分蒸发到大气中以保护自己。这有助于保持其下方地面较低的温度。在冬季,可能会有热量辐射到其上方的冷空气中,如图3所示,建筑物的热量融化了小型水平地下换热器上方地表的积雪。由于室外气温以及雨水和融雪的影响,选择适当大小的水平地下换热器,降低了长期温度衰减的可能性。


选择垂直或水平地下换热器系统,必需考虑到提升系统性能和长期节能,以及潜在的长期温度衰减和所处场地的条件。


利用有利机会
偶尔会有机会安装非常划算的水平地下换热器。如果恰好有一个项目需要开挖和回填一个新学校的运动场,那么在回填2.5~3.0米的地基之前,铺设地下换热器管道可能非常简单。图4显示了重型设备正在排圈式地下换热器上方进行回填操作。


通过改变回填料的类型,可以增强地下换热器的性能,要确保使用高导热性的回填土,使地下换热器的性能最优化。在运动场上安装的灌溉系统可以通过湿润土壤来进一步提高系统的性能。


在温尼伯动物园,通过与“丘吉尔之旅”展览的设计师们密切合作,在北极熊、狼和麝牛展馆的假山下放置了水平地下换热器。地源热泵系统为一个餐厅和几个展馆供暖及制冷,同时为熊和海豹的海水泳池提供冬季供热和夏季制冷。景观下方的管道,与位于停车场下方的水平定向钻孔地下换热器,共同为该热泵系统提供了大约25%的能量。图5展示了一只走过展区的森林狼以及在水池里游泳的北极熊

回复

使用道具 举报

439

主题

1043

帖子

5925

积分

论坛元老

Rank: 8Rank: 8

积分
5925
发表于 2018-5-17 07:11:54 | 显示全部楼层
我头有点疼~~~~~~~~~~~~~~~
回复 支持 反对

使用道具 举报

91

主题

187

帖子

3万

积分

论坛元老

Rank: 8Rank: 8

积分
33698
发表于 2018-7-12 16:31:45 | 显示全部楼层
老天顺我老天昌,老天逆我叫它亡!
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

QQ|Archiver|手机版|小黑屋|中国空调制冷设备论坛 ( 苏ICP备16048160号-1 )

GMT+8, 2018-11-13 15:03 , Processed in 0.039248 second(s), 23 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表