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            淺層地表水源熱泵系統的混合應用與成井技術論文

            作者: 湖南省瑞隆科芯建設有限公司 皮金海、馬莉、胡志、敖召耀 來源: 中國制冷設備工程刊文
              湖南省湘資沅澧四水,洞庭湖水系,地表水資源豐富,蘊藏著豐富的低位熱能,在公用建筑和民用建筑領域可廣泛推廣地表水水源熱泵系統。
              
              地源熱泵包括土壤源熱泵,地下水源熱泵和地表水源熱泵。土壤源熱泵和地下水源熱泵在我國已經有一些比較成功的應用,但地表水源熱泵的混合應用上研究和應用還比較少。而我國南方地區的地表水資源豐富,存在著大量的江河湖泊。長江中下游地區、地表水總量在全國地表水總量中所占的比例就將近70%。與空氣溫度相比,南方地表水水面2 m以下的水溫在一天中變化很小,是水源熱泵較理想的低位熱源。
              
              2005年始,圍繞合理利用淺層地表水應用中央空調系統,列入公司節能科研創新課題,先后獲得一項發明專利,五項實用新型專利。
              
              湖南省常德市防汛指揮大樓,建造在沅江堤岸,水源離機房200m,采用河床面下沉井工藝取水每小時滿負250噸水源,設計兩臺一百萬大卡螺桿式水源熱泵機組進行整個大樓的供冷供熱,系統穩定。建造該系統前對運行時江水水溫進行了模擬分析,對系統投入運行以來每日的江水進水溫度進行了監測,對江水源熱泵與風冷熱泵、直燃機的能效比進行了測試,結果表明,該湖水源熱泵的能效比及運行穩定性均優于風冷熱泵與直燃機。
              
              2008年,武陵源青和錦江酒店采用兩提兩口七米深的沉井,引用索溪浴的地下河水解決四萬平方米酒店的冷暖空調和廢熱回收生活衛生熱水,可再生資源的合理應用,直接加分酒店的白金五星級賓館的評級。
              
              地表水源熱泵分為閉式,開式,混合三種形式。閉式系統將換熱盤管放置在湖底或河的底部,通過盤管內的循環介質與水體進行熱交換,冬季制熱時,一般采用防凍液作為循環介質,這種系統容量一般比較小。在開式系統中,從湖底或河的底部抽水,送入板式換熱器與循環介質換熱;在冬季水溫較高的南方地區,也可以將水處理后直接送入熱泵機組,換熱后在離取水點一定距離的地點排放。開式系統的換熱效率比閉式系統高,初投資低,適合于容量更大的商用中央空調系統,該系統為開式系統?;旌纤礋岜孟到y是利用成井取水源和湖河水源的混合使用 ,克服了地下成井水源不足用湖河水進行補充,同時又互補了冬季河水源水溫低于7度水溫下,機組不足3度溫差的自動保護,使系統運行更加穩定與節能。
              
              石門縣市民之家的混合水源熱泵系統,設計主機四臺,總制冷量850萬大卡,需取水量每小時800噸,中央機房位于主樓的地下層,與各建筑群的距離為100m左右,采用就近的澧水水源,距離機房240m,取水處在河床下深6m左右處,采用混泥土澆灌沉井,每水時可取水600噸以上。在機房100m處,成井11口,5提6回,井深34米,單口提水井取水量為60噸,井水為300噸,混合水源為每小時900噸以上。
              
              淺層地表水源熱泵系統的混合應用關健技術是對成(沉)井環節的技術施工,對水質的物理處理。在河水沉井環節采用一種雙層纏絲過濾器專利技術(見附圖一),圖中:l、過濾管,2、內墊筋,3、外墊筋,4、內濾絲,5、外濾絲,6、過濾孔,7、安裝槽,8、內濾絲槽,9、外濾絲槽,10、擋箍。
            湖南省瑞隆環境工程有限公司,長沙建筑機電安裝,建筑裝飾裝修工程
              包括過濾管、內墊筋、外墊筋、內濾絲和外濾絲,其特征在于:過濾管圓周上縱向均布有安裝槽,安裝槽內活動安裝有內墊筋,安裝槽之間的過濾管管壁上設置有過濾孔,內墊筋的外表面由上至下間隔狀設置有濾絲槽,內濾絲通過濾絲槽纏繞在過濾管圓周上,內濾絲外側的過濾管圓周上間隔置有外墊筋,外墊筋的內表面由上至下間隔設置有內濾絲槽,外墊筋通過內濾絲槽與內濾絲相互卡接:外墊筋的的外表面由上至下間隔設置有外濾絲槽,外濾絲通過外濾絲槽纏繞在過濾管圓周上,內墊筋和外墊筋兩端的過濾管上分別螺紋安裝有擋箍,內墊筋和外墊筋與擋箍接觸連接,使水源在井下充分過濾達到機組的水質要求。
              
              在提水井的供水管井中,設置供水管井密封器專利技術(見附圖二), 圖中:1、密封蓋,2、密封環板,3、密封圈,4、裝配筒,5、裝配環槽,6、穿管孔,7、穿線孔,8、密封層,9、管井井沿。具體實施方式
              
            湖南省瑞隆環境工程有限公司,長沙建筑機電安裝,建筑裝飾裝修工程
              采用了在穿管孔和穿線孔內設置密封圈,在穿管孔和穿線孔上方分別設置有密封環板的結構設計,采用該種設計后該密封器會對管井的出水管和電源線形成兩次密封,從而解決了現有密封器因密封不嚴,導致的外界的水流、空氣會沿著出水管和電源線隙流入到管井中,造成管井地下水的鐵錳氧化,減少對主機蒸發器和冷凝器污染,從而使系統運行更加穩定。
              
              河水和井水的潛水泵采用裝有過濾裝置潛水泵專利技術(見附圖三),通過頂蓋與導流管的過濾器,在管井過濾器出現破損時,通過安裝在潛水泵體上的過濾器二次對地下水進行過濾,并且通過導流管下端口內安裝的上濾片和下濾片再次對地下水進行過濾,同時將過濾的沙礫通過排沙孔排出,從而可有效地防止地下水所含的沙礫對水泵的磨損。解決了現有管井過濾器出現破損后無法修復,使流沙隨地下水一起被抽上來磨損水泵,增加管井使用成本的問題。由于蒸發器出水溫度低于4℃時機組會自動停機,以防止蒸發器表面結冰,冬季河水溫度低于7℃時, 井水恒溫為18℃,將河水和井水同時進入旋流除砂器,除去水中的顆粒物;將水溫升至13℃左右,確保系統正常運行。
              
              淺層地表水源熱泵系統進出水溫度由系統檢測顯示,機組和水泵的功率通過低壓配電柜顯示的電流、電壓及功率計算,COP值均能達到5.6以上。磁懸浮離心水源熱泵機組的COP值均能達到7.0以上。
              
              在綜合利用淺層地表水的回水使用上采用一種地下水過濾凈化裝置的專利技術(見附圖三四),圖中:1、導流管,2、過濾器,3、項蓋,4、安裝12],5、法蘭盤,6、連接螺栓,7、潛水泵體,8、潛水泵管,9、上濾片,10、下濾片,11、過水孔,12、排沙孔。
              
            湖南省瑞隆環境工程有限公司,長沙建筑機電安裝,建筑裝飾裝修工程

              包括旋流除砂器、水射曝氣器、凈化器、反沖洗泵、反沖洗排污管、連接管和出水反沖洗管,凈化器的底部通過出水反沖洗管連接有反沖洗泵;凈化器的項部通過連接管連接有旋流除砂器,連接管上裝有水射曝氣器;凈化器的一側設置有反沖洗排污管;其特征在于:所述的凈化器由支架、凈化器殼體、篩板、過濾凈化層構成,凈化器殼體的下部設置有支架,凈化器殼體內部設置有篩板,篩板上面裝有過濾凈化層,所述的過濾凈化層為石英砂濾料層或錳砂濾料層。將處理的回水用于噴泉用水,綠化用水、消防用水,打造海綿城市綠建項目。
              
              結論:淺層地表水源熱泵系統的混合應用與成井技術,充分利用可再生能源技術節能效率高,系統運行穩定。在南方地區可廣泛推廣應用。
              
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