Ključne podrobnosti namestitve za sisteme toplotnih črpalk zemlja-voda

Znanstveno načrtovanje in natančna gradnja zagotavljata visoko učinkovito delovanje

Medtem ko Kitajska napreduje s svojo strategijo dvojnega ogljičnega izkoriščanja "h, sistemi toplotnih črpalk zemlja-voda (GSHP) pridobivajo na priljubljenosti v stanovanjskem, komercialnem in industrijskem sektorju zaradi svoje energetske učinkovitosti in okoljskih koristi. Vendar pa kakovost namestitve neposredno vpliva na delovanje, življenjsko dobo in zanesljivost sistema. Strokovnjaki iz industrije so povzeli ključne podrobnosti namestitve na podlagi resničnih projektov, da bi jih usmerili.

I. Predhodna raziskava in načrtovanje: rešitve po meri za zmanjševanje tveganj

1. Geološka in hidrološka ocena
   Sistemi GSHP zahtevajo zadostne vire vode z ustrezno kakovostjo vode (npr. suspendirane trdne snovi ≤ 50 mg/L, vsebnost usedlin ≤ 1/200.000). Za nezadostne vire vode se lahko uporabijo hibridni sistemi (npr. vir vode + hladilni stolp). Slaba kakovost vode zahteva opremo za predobdelavo, kot so peščeni filtri ali enote za reverzno osmozo.
   Študija primeraPri projektu na severu ni bilo mogoče preizkusiti trdote podtalnice, kar je povzročilo močno nalaganje vodnega kamna v toplotnih izmenjevalnikih in 30-odstotni padec učinkovitosti. Delovanje je bilo obnovljeno po namestitvi mehčalca vode.

2. Izračun obremenitve in izbira opreme
   Natančni izračuni hladilne/ogrevalne obremenitve glede na vrsto stavbe (npr. stanovanjska, hotelska, tovarniška) so bistvenega pomena za preprečevanje predimenzioniranja. Na primer, hotelski projekt s preveliko opremo je zaradi dolgotrajnega delovanja z nizko učinkovitostjo privedel do 25 % večje porabe energije.

3. Načrtovanje postavitve sistema
   Strojnica mora biti nameščena v bližini vodnjakov ali ozemljitvenih polj, da se čim bolj skrajša dolžina cevi. Rezervirati je treba prostor za vzdrževanje (npr. 1,2 m prostora okoli gostiteljske enote).

II. Montaža in gradnja: Standardizirane operacije za zagotavljanje kakovosti

1. Namestitev ozemljitvenega toplotnega izmenjevalnika

• Globina in razmik vrtinNavpične vrtine so priporočljive na globini 80–150 m z razmikom 4–6 m, da se prepreči toplotna interferenca.

• Material za zasipanjeDrobni pesek z visoko toplotno prevodnostjo ali specializirani materiali za zasipanje povečajo učinkovitost prenosa toplote.

• Preizkus tlakaPo namestitvi je treba izvesti hidrostatični preizkus s tlakom 0,8 MPa z 24-urnim vzdrževanjem tlaka, da se zagotovi odsotnost puščanja.

2. Gradnja vodnjakov

• Globina in pretok vrtinePosamezne vrtine so običajno globoke 80–150 m, s pretoki, ki ustrezajo potrebam gostiteljske enote (npr. 0,5 m³/h na 10 kW hladilne zmogljivosti).

• Ukrepi proti zamuljenjuNa dno vodnjaka namestite lovilnike usedlin in na izliv vodnjaka filtre ter redno čistite stene vodnjaka.

3. Priključitev in izolacija cevi

• Varjenje in zaščita pred korozijoJeklene cevi po varjenju zahtevajo protikorozijsko obdelavo (npr. epoksidni premaz).

• Debelina izolacijeDebelino izolacije izberite glede na temperaturo okolice (npr. ≥50 mm gumijasto-plastične izolacije v severnih regijah).

4. Montaža električnih in krmilnih sistemov

• Konfiguracija napajalnikaZa gostiteljske enote z visoko močjo so potrebni namenski kabli (npr. bakreni kabli s premerom 16 mm² za enote z močjo 30 kW).

• Pametno upravljanjeNamestite senzorje temperature/vlažnosti, merilnike pretoka in sisteme za daljinsko spremljanje za optimizacijo energije.

III. Zagon in prevzem: Strogo testiranje za zagotavljanje delovanja

1. Izpiranje sistema in izpust zraka
   Po namestitvi je treba cevi sprati (pretok ≥ 1,5 m/s), da se odstranijo nečistoče, zrak pa je treba odzračiti prek avtomatskih odzračevalnih odprtin.

2. Testiranje zmogljivosti

• Učinkovitost ogrevanja/hlajenjaMora presegati 90 % projektnih vrednosti (npr. COP ≥ 4,0).

• Nihanje temperature vodeMed delovanjem je treba nadzorovati temperaturo znotraj ±2 ℃.

3. Merila sprejemljivosti
   Inšpekcijski pregledi morajo biti v skladu z Tehnični kodeks za inženiring sistemov toplotnih črpalk zemlja-voda (GB 50366-2005), s poudarkom na tesnjenju cevi, električni varnosti in merilih energetske učinkovitosti.

IV. Prihodnji trendi: Inteligenca in integracija

Z napredkom interneta stvari se bodo sistemi GSHP razvili v smeri inteligentnega delovanja + večenergijske integracije. Na primer, algoritmi umetne inteligence napovedujejo spremembe obremenitve, da samodejno prilagodijo izhodno moč gostiteljske enote ali se integrirajo s sončnimi in sistemi za shranjevanje energije za večjo učinkovitost.