Kluczowe szczegóły instalacji systemów pomp ciepła wykorzystujących energię gruntową

Naukowe planowanie i precyzyjna konstrukcja zapewniają wysoką wydajność działania

W miarę jak Chiny rozwijają swoją strategię "dual carbon", systemy pomp ciepła gruntowych (GSHP) zyskują popularność w sektorach mieszkaniowym, komercyjnym i przemysłowym ze względu na ich efektywność energetyczną i korzyści dla środowiska. Jednak jakość instalacji bezpośrednio wpływa na wydajność, żywotność i niezawodność systemu. Eksperci z branży podsumowali kluczowe szczegóły instalacji na podstawie rzeczywistych projektów, aby pomóc praktykom.

I. Wstępne badanie i projekt: dostosowane rozwiązania w celu złagodzenia ryzyka

1. Ocena geologiczna i hydrologiczna
   Systemy GSHP wymagają wystarczających źródeł wody o odpowiedniej jakości (np. zawiesina ≤50 mg/l, zawartość osadu ≤1/200 000). W przypadku niewystarczających źródeł wody można zastosować systemy hybrydowe (np. źródło wody + chłodnia kominowa). Niska jakość wody wymaga urządzeń do wstępnego oczyszczania, takich jak filtry piaskowe lub jednostki odwróconej osmozy.
   Studium przypadku:Północny projekt nie przetestował twardości wód gruntowych, co doprowadziło do poważnego osadzania się kamienia w wymiennikach ciepła i 30% spadku wydajności. Wydajność została przywrócona po zainstalowaniu zmiękczacza wody.

2. Obliczanie obciążenia i dobór sprzętu
   Dokładne obliczenia obciążenia chłodzenia/ogrzewania w oparciu o typ budynku (np. mieszkalny, hotelowy, fabryczny) są niezbędne, aby uniknąć przewymiarowania. Na przykład projekt hotelu z przewymiarowanym sprzętem doprowadził do 25% wyższego zużycia energii z powodu przedłużonej pracy o niskiej wydajności.

3. Planowanie układu systemu
   Maszynownia powinna znajdować się w pobliżu studni wodnych lub pól pętli gruntowych, aby zminimalizować długość rur. Należy zarezerwować przestrzeń konserwacyjną (np. 1,2 m odstępu wokół jednostki hosta).

II. Instalacja i budowa: standaryzowane operacje dla zapewnienia jakości

1. Montaż wymiennika ciepła w pętli gruntowej

• Głębokość i rozstaw otworów wiertniczych:Zaleca się wykonywanie pionowych odwiertów na głębokości 80–150 m w odstępach co 4–6 m, aby zapobiec zakłóceniom termicznym.

• Materiał wypełniający:Wysoka przewodność cieplna dzięki drobnemu piaskowi lub specjalistycznym materiałom wypełniającym zwiększa efektywność wymiany ciepła.

• Testowanie ciśnieniowe:Po instalacji należy przeprowadzić próbę hydrostatyczną ciśnieniem 0,8 MPa, z 24-godzinnym utrzymywaniem ciśnienia, aby upewnić się, że nie ma wycieków.

2. Budowa studni wodnych

• Głębokość studni i natężenie przepływu:Pojedyncze odwierty mają zazwyczaj głębokość 80–150 m, a natężenie przepływu zaspokaja zapotrzebowanie jednostki macierzystej (np. 0,5 m³/h na 10 kW mocy chłodniczej).

• Środki zapobiegające zamulaniu: Zainstaluj osadniki na dnie odwiertu i filtry na głowicy odwiertu, regularnie czyść ściany odwiertu.

3. Podłączenie rur i izolacja

• Spawanie i ochrona antykorozyjna:Rury stalowe wymagają zabezpieczenia antykorozyjnego (np. powłoki epoksydowej) po spawaniu.

• Grubość izolacji: Grubość izolacji należy dobrać na podstawie temperatury otoczenia (np. ≥50 mm izolacji gumowo-plastikowej w regionach północnych).

4. Montaż instalacji elektrycznych i sterowania

• Konfiguracja zasilania:W przypadku jednostek głównych o dużej mocy wymagane są dedykowane kable (np. kable miedziane 16 mm² dla jednostek o mocy 30 kW).

• Inteligentne sterowanie: Zainstaluj czujniki temperatury/wilgotności, przepływomierze i systemy zdalnego monitorowania w celu optymalizacji zużycia energii.

III. Uruchomienie i akceptacja: rygorystyczne testy w celu zapewnienia wydajności

1. Płukanie układu i odpowietrzanie
   Po zakończeniu instalacji rury muszą zostać przepłukane (przepływ ≥1,5 m/s) w celu usunięcia zanieczyszczeń, a powietrze musi zostać usunięte przez automatyczne odpowietrzniki.

2. Testowanie wydajności

• Efektywność ogrzewania/chłodzenia: Musi przekraczać 90% wartości projektowych (np. COP ≥4,0).

• Wahania temperatury wody: Podczas pracy temperatura powinna być kontrolowana w zakresie ±2℃.

3. Kryteria akceptacji
   Kontrole muszą być zgodne z Kodeks techniczny dla inżynierii systemów pomp ciepła gruntowych (GB 50366-2005), skupiając się na uszczelnianiu rur, bezpieczeństwie elektrycznym i wskaźnikach efektywności energetycznej.

IV. Przyszłe trendy: inteligencja i integracja

Dzięki rozwojowi IoT systemy GSHP będą ewoluować w kierunku inteligentnego działania i integracji wielu źródeł energii. Na przykład algorytmy AI przewidują wahania obciążenia, aby automatycznie dostosowywać moc jednostki głównej, lub integrują się z systemami solarnymi i magazynowania energii w celu zwiększenia wydajności.