中国地源热泵技术发展与展望(3)

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建筑科学

４）施工工艺

国内地埋管热泵系统施工工艺研究主要集中在

第２９卷

的换热研究、针对不同地表水特定设备研发逐渐成为研究的热点内容。

１）地表水水体的温度变化规律

地表水水体温度是决定系统可行性和经济性的关键因素。在这方面，国内目前缺乏各地区水体极端温度的总体实测数据。一些研究分析了水体温度与室外温度的关系。中国建筑科学研究院在ＴＲＮＳＹＳ平台上，对不同气象条件下水体平均温度的全年变化建立了模型。另外，国内部分高校对开式系统中水体的水平温度场进行了数值模拟，如重庆大学对重庆地区开式湖水源热泵系统动态水温特征分析等”１。因此对全国各地水体的温度变化规律研究依然为将来的地表水源热泵应用的热点问题之一。

２）地表水热泵系统的换热研究

国内对特定水体的换热能力的研究也较少，仅有的一些计算分析也是建立在静态分析的基础上。在设计时多数参考国外的设计推荐值和经验数据。在地表水换热器的研究中，主要针对开式间接连接的系统，即对板式换热器和容积式换热器的设计计算和工况计算，对闭式系统的换热研究较少，其中有文献对闭式Ｕ型地表水换热器传热数值模拟与实验研究∽１。但地表水热泵系统换热研究不够细致

Ｈｅａｔ

钻井成井工艺、回填材料选择、洗井技术及回填工艺等方面。钻井工艺在近年来有了长足的发展，各种新型钻探工艺如反循环钻探、冲击钻探、浅孔锤钻探、欠平衡钻探等纷纷出现并得到了应用。灌浆回填材料一般为膨润土和细砂（或水泥）的混合浆或其他专用灌浆材料。膨润土的比例宜占４％～６％。钻孔时取出的泥沙浆凝固后如收缩很小时，也可用作灌浆材料。如果地埋管换热器设在非常密实或坚硬的岩土体或岩石情况下，宜采用水泥基料灌浆，以防止空隙水因冻结膨胀损坏膨润土灌浆材料而导致管道被挤压截流。钻井完成后下ｕ形管之前必要时应首先进行洗井作业，并且洗井应在钻井完成后立刻进行，目的是清洗井内粘度较大的泥浆，以便下管，但应控制好清洗的强度。回填材料应采用网孔不大于１５

ｍｉｌｌ×１５

ｍｍ的筛进行过筛，保证回填料

不含有尖利的岩石块和其他碎石。为保证回填均匀且回填料与管道紧密接触，回填应在管道两侧同步进行。国内文献研究表明：选择合适的钻井成井工艺，确定合适的回填材料及回填工艺是保障地埋管系统有效运行的根本曲。。２．２地表水地源热泵系统

地表水源热泵系统（ＳＷＨＰｓ，ＳｕｒｆａｃｅＷａｔｅｒ

Ｐｕｍｐｓ

化，特定的换热器换热性能具体效果如何，有待于实验的考证。

３）针对不同地表水特定设备研发

这方面主要是研究特定的项目中，地表水种类不同，水质各异。以海水作热泵水源的为例，我国一些沿海城市利用海水作工业冷却水源已有多年历史。近年来，国内有用海水作热泵水源的研究，开式海水换热系统要考虑与海水连通的所有设备、部件及管道必须具备过滤、清理的能力，能有效防堵防蚀；闭式海水换热系统要考虑与海水接触的所有设备、部件及管道必须具备防腐、防生物附着的能力。其次，陆地上的地表水，即江、河、湖、水库水均比海水和地下水矿化度低，但含泥沙等固体颗粒物、胶质悬浮物及藻类等有机物较多，含砂量和浑浊度较高，须经特定设备处理方可作热泵水源，又如污水源热泵除污机的开发等。因此，需根据地表水源不同特性开发相应的设备与之相适应。２．３地下水地源热泵系统

地下水源热泵系统（ＧｒｏｕｎｄＷａｔｅｒ

Ｈｅａｔ

Ｐｕｍｐ

Ｓｙｓｔｅｍ）是地源热泵的一种系统方式。它是

利用地球表面水源如河流、湖泊或水池中的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。地表水水源包括江水、湖水、海水、水库水、工业废水、污水处理厂排出的达到国家排放标准的废水、热电厂冷却水等。根据不同的地表水水源，地表水源热泵系统可分为污水源热泵系统（也称为再生水源热泵系统）、海水源热泵系统以及淡水源热泵系统。地表水换热系统分为２种：开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。开式地表水换热系统是将地表水在循环泵的驱动下，处理后直接流经水源热泵机组或通过中间换热器进行热交换的系统。闭式地表水换热系统是将封闭的换热盘管按照特定的排列方法放入具有一定深度的地表水体中，传热介质通过换热管管壁与地表水进行热交换的系统，与土壤源热泵一样，冬季北方地区应进行防冻处理Ｈ１。近年来，地表水水体的温度变化规律、地表水热泵系统

万方数据