德州埋管式地源热泵打孔钻井

德州埋管式地源热泵打孔钻井

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德州埋管式地源热泵打孔钻井,由于地源热泵系统实际消耗的仍是电能,加上需要支付的地热开采费、水源抽取费、排放费等,综合起来运行成本并不低地下水资源在某种程度上是国家的一种战略物资,而且一些水文地质界的专家对当前地下水源热泵的发展也持保留意见,因此,对于在我国大面积推广这种系统应采取慎重的态度。相关部门应加强对地热资源的管理和保护,对地热资源的开采应严格把关和监控,

详细介绍

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地下水热泵系统

德州埋管式地源热泵打孔钻井也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出,通过二次换热或直接送至水源热泵机组,经提取热量或释放热量后,由回灌井群灌回地下。

无论是深井水,还是地下热水都是热泵的良好的低位热源。地下水位于较深的地方,由于地层的隔热作用,其温度随季节气温的波动很小,特别是深井水的水温常年基本不变,对热泵的运行十分有利。深井水的水温一般月比当地气温高1—2℃。单井换热热井,也就是单管型垂直埋管地源热泵,在国外常称为“热井”。在这种方式下,在地下水位以上用钢套作为护套,直径和孔径一直;在地下水位以下为自然孔洞,不加任何固井设施。热泵机组出水直接在孔洞上部进入,其中一部分在地下水位以下进入周边岩土换热,其余部分在边壁处与岩土换热。换热后的流体在孔洞底部通过埋至底部的回水管被抽取作为热泵机组供水。这一方式主要应用于岩石地层,典型孔径为150mm,孔深450m地表水热泵系统

德州埋管式地源热泵打孔钻井由潜在水面以下的、多重并联的塑料管组成的地下水热交换器取代了土壤热交换器,它们被连接到建筑物中,并且在北方地区需要进行防冻处理。利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵冷热源。它不象上述系统那样采用中间介质水来传递热量,而是直接将热泵的蒸发器直接埋入地下进行换热,即制冷剂直接进入地下回路进行换热,由于取消了板式或者套管式式换热器,换热效率有所提高,但是由于制冷剂使用量比较大,整体经济性和安全性不高。

分散系统

用*水泵,采用水环路方式将水送到各用户作为冷热源,用户单独使用自己的热泵机组调节空气。一般用于办公楼、学校、商用建筑等,此系统可将用户使用的冷热量*反映在用电上。便于计量,适用于目前的独立热计量要求。将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统,混合系统与分散系统非常类似,只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉。

南方地区,冷负荷大,热负荷低,夏季适合联合使用地源和冷却塔,冬季只使用地源。北方地区,热负荷大,冷负荷低,冬季适合联合使用地源和锅炉,夏季只使用地源。这样可减少地源的容量和尺寸,节省投资。

分散系统或混合系统实质上是一种水环路热泵空调系统形式。

水环路热泵空调系统

它由许多台水源热泵空调机组成。这些机组由一个闭式的循环水管路连在一起,该水管路既作空调工况下的冷源,又作供暖工况下热泵热源。水环路的冷热源可以是地源,或锅炉、冷却塔联合方式。

夏季运行:全部或大多数机组为供冷,热量由水环路排至室外的冷源,如地源或冷却塔。

春季/秋季运行:对有内区与周边区的建筑物,会出现内区需要供冷而周边区需要供热,内区的热量就可被周边区所利用,即内区空调的排热与周边区热泵供热所需热量接近平衡时,室外的冷热源可以停运。这种制冷供热同时进行,能量在建筑物内部转移,运行费用zui少,节能效果明显。

地源热泵机组供冷、供暖运行原理夏季:冷凝器一侧:(如前地源热泵空调系统运行原理所讲)将从深井取出的低温水,或者是与深井低温水(土壤中的含水层)换热后的冷水直接通过水泵送入冷凝器,如下图从进水口1进入,低温水在冷凝器中与高温高压的氟里昂进行热交换,把氟里昂的热量带走,降低氟里昂的温度。得到热量后温度升高的水源从冷凝器出水口1出来回灌至地下(或者再次与地下水换热,得到低温冷水)。完成一次冷却过程/循环。

蒸发器一侧:用户端循环水进入蒸发器,如图从进水口2进入,蒸发器中氟里昂蒸发吸热,带走水中的热量,使循环水温度降低(按国家标准一般降至7℃),冷冻水经过水泵做功送至用户端,达到制冷的效果。

冬季:冷凝器一侧:通过外管路切换,用户端循环水进入冷凝器,如图从进水口1进入,低温水(约40℃左右)在冷凝器中与高温高压的氟里昂进行热交换,把氟里昂的热量带走,降低氟里昂的温度。得到热量后用户端管路水温度升高,热水(一般在40-60℃之间)再经过水泵做功送至用户端,给建筑物供暖。

蒸发器一侧:将从深井取出的低温水,或者是与深井低温水换热后的冷水直接通过水泵送入蒸发器,如图从进水口2进入,蒸发器中氟里昂蒸发吸热,带走水中的热量,使井水温度降低(一般可以降至7℃),然后从出水口2出来回灌至地下(或者再次与地下水换热,得到较高温度的水源)。完成一次取热过程/循环。。

地埋管取能方式适用于缺乏水源的项目,虽然前期投资相对较大,但建成后一劳永逸,系统可以正常使用50年左右。采用地埋管取能方式,前期需要注意计算建筑物周边是否具有足够的埋管场地。如果冬夏冷热负荷量差距较大,还需考虑采用冷却塔或备用热源进行负荷调节。

持低温。夏季高温差的散热和冬季低温差的取热,使得地源热泵系统换热效率很高。因此在产 生同样热量或冷量时,只需小功率的压缩机就可实现,而且冬季运行不需要任何辅助热源和除霜,大大地减少电能消耗和除霜的损失,从而达到节能的目的,其耗能仅为普通*空调加锅炉系统的50%-60%。  地源热泵技术在很大程度上为国家节省能源,缓解电荒,同时也为用户节省了大量的运行费用。地源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物,地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源,而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求,减少了设备的初投资。地源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调地源热泵机组由于工况稳定,所以可以设计简单的系统,部件较少,机组运行简单可靠,维护费用低;自动控制程度高,使用寿命长可达到20年以上。地源热泵机组采用标准构件,需要时各部件的修配和更换很方便。因为设计简单,并不需要高技术的操作工程人员的服务。*需要经常保养的是空气过滤网和凝结水盘的清洁。 

系统设计简单,灵活、安装快速。机组己在工厂组装好并自带温度控制装置,现场工作只是少量低压风管、电气连接装置和不需要保温的水管的连接。管道可采用钢管、铜管或塑料管。维修方便快捷,机组结构坚固,寿命*。热泵机组的功率系数(COP)可达到4以上,即1千瓦电输入,有4千瓦多冷量输出的高效率。系统是由下列部分所组成:室外换热器、地源热泵机组、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室内温控器等。

地源热泵系统优势 

A. 地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和湖泊中的巨大能量,循环再生,实现对建筑物的供暖和制冷。因而运行费用较低。 

B. 地源热泵比风冷热泵节能40%,比电采暖节能70%。比燃气炉效率提高48%。所需制 冷剂比一般热泵空调减少50%。 

C. 地源热泵系统运动部件要比常规系统少,因而减少维护,系统安装在室内,不暴露在风雨中,也可免遭损坏,更加可靠,延长寿命。 

D. 地源热泵系统在运行中无需燃烧,因此不会产生有体,也不会发生爆炸。

E. 由于地源热泵系统的供冷、供热更为平稳,降低了停、开机的频率和空气过热和过冷的峰值。这种系统更容易适合供冷、供热负荷的分区。 

F. 地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管,寿命可达50年。 

G. 一年四季任何时间都可以随时提供空调,可以随意设定室内温度,不会受室外天气的影响,达到五星级要求。

H. 提供新风,保证室内空气新鲜。

I. 设计简单灵活,安装快速。 综述  

使用特性:高度环保、无污染、健康、宁静、空气清新、温度均匀、安全可靠和*空 调享受;  

功能特性:高效节能、运营费低、独立控制、使用简单灵活、节省占地空间、不影响建 筑外观、室内外美观和一机多用  

可靠性:质量保证、寿命长、维护费低和售后服务保证小型热泵机组安装在吊顶内或小机房 内。没有冷水机组,不需大机房各热泵机组只须一般空调技师检查安装正确,便可开机,完成较快只须一般空调安装工人,工序简单,热 泵机供货期较短,调试方便,完成较快各热泵机组是采用密封式压缩机,不用保养,只须普通技工进行清洗过滤网工作。当热泵机组产生故障时,只须将备用热泵机组更换,需时很短,不影响其它机组运行,损失轻微。每台热泵机组可于任何时间选择供冷 或供热。温度控制舒适风机盘管须进行清洗过滤网工作,直燃式机组需要*的密封性,而且溴化锂溶液具有很强的腐蚀性,所以机组部件较易被腐蚀,机器寿命不能保证,当机组产生故障时,整个系统停止运行,影响较大。损失较大。可以分期投资,可先安装好循环水管系统,各户水源热泵机组可分期投资,一次性投资费用少。小型热泵机组安装在各户房间吊顶内或小机房内,不需大机房。只需提供水泵放置场所,节省了宝贵的主机占地面积。各热泵机组只须一般空调技师检查安装正确,便可开机,完成较快每台机组均有智能接口,易于进行智能化控制(如时控、遥控等);每台热泵机组可于任何时间选择供冷或供热。温度控制舒适。两管制的设计,可达四管制的效果机组主机分散布置,可灵活控制机组启停,能量卸载范围广,精度高可独立装表计量,用户根据使用空调时间的长短来交纳运行费用可利用水风式地源热泵系统运行原理将建筑内外区能源平衡或回收。也能进行智能化控制,但主机和末端控制点多,系统复杂, 工程量大;四管道风机盘管在冷水,热水同时供应下,方可选择供冷或供热采用这种方式,要根据项目所在地水文地质的实际情况确定适宜的水井深度,开凿试验井,再根据试验井的单井出水量、项目设计总需水量确定出水井数量。为保证井水的循环再生利用效果,根据试验井的含水层状况,出水井要配置适当数量的回水井,辅以异层抽灌、加压回灌、真空回灌、单井回灌等措施,确保井水*可靠地回灌。根据当地地层构造情况以及地下水的流动特性,合理选择井间距。间距太近,可能会造成地下串水或温度场的相互影响,使得出水水温来不及恢复,不能长时间满足系统运转;间距太远,可能造成场地不够或回灌速度太慢等情况。具体设计也要根据试验井的含水层状况确定。

该取能方式特别适合滨海城市、旅游观光点、滨海酒店、海岛边防站等项目。海水取能方式的原理和井水取能方式的原理相同,只是这里用海水代替了井水。这种方式需要直接抽取海水,采用海水性水源热泵机组进行换热。

钻机技术特点

1、 钻机采用转盘回转形式,主要使用于第四级中、细土壤和软岩石地层的水井钻掘。 2、 钻机全部采用机械传动,操作简单容易,使用可靠,维修保养方便。钻机设计多次根据实践修改,非常成熟。

3、 钻机动力为电机或者柴油机。可用满足用户野外施工不同要求

钻机机构组成:

1、液压油泵:为双联式,大排量泵为动力头提供动力,小排量 泵为四个支腿油缸、起落桅杆油缸、加力/提升滑车油缸提供动力。

2、四个支腿:小型打井设备由液压油缸和固定架组成。可在工作现场调整机体的水平度,起到支撑和稳定机体的作用。 3、桅杆:为巨型钢管、槽钢和角钢 组合焊接的框架结构,以两侧槽钢的内槽为动力头上下运行的轨道,保证钻孔的垂

钻机机构组成:

1、液压油泵:为双联式,大排量泵为动力头提供动力,小排量 泵为四个支腿油缸、起落桅杆油缸、加力/提升滑车油缸提供动力。

2、四个支腿:小型打井设备由液压油缸和固定架组成。可在工作现场调整机体的水平度,起到支撑和稳定机体的作用。

3、桅杆:为巨型钢管、槽钢和角钢 组合焊接的框架结构,以两侧槽钢的内槽为动力头上下运行的轨道,保证钻孔的垂直度。打井桅杆的起落由液压油缸完成。

4、动力头:采用齿轮减速箱的机构,其低速轴中间有一个大孔的芯轴,芯轴的上口可与混凝土灌注设备的胶管接口连接,进行灌注混凝土;芯轴的下口通过法兰盘连接钻杆、钻头。高速轴由大扭 矩液压马达驱动。

钻机技术特点

1、 钻机采用转盘回转形式,主要使用于第四级中、细土壤和软岩石地层的水井钻掘。

2、 钻机全部采用机械传动,操作简单容易,使用可靠,维修保养方便。钻机设计多次根据实践修改,非常成熟。

3、 钻机动力为电机或者柴油机。可用满足用户野外施工不同要求。

4、 转盘具有三档转速,可满足不同地层的钻进要求,有利于提高钻进效率。

5、 主副卷扬机都采用行星齿轮机构,操作方便、可靠。

6、 钻机均可以自主起塔,无需吊车,方便野外作业施工。另外散装钻机均有起塔保护装置,多年实践证明非常安全。

7、 机构紧凑,布局合理,部件重量轻,拆迁、安装方便。

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