地源热泵在建筑住宅中的运用

      随着,当今社会生活层次的发展,中央空调日益成为寻常百姓家居生活的一种常见品。而其中地源热泵空调,作为一种在国内较为新型的技术产品,具有着能耗低、效率高,污染小、运行成本低,可靠性强等优点,也使得其在住宅建筑应用中,特别是别墅,得到了广泛的欢迎。本文就地源热泵系统的优势特点,结合地源热泵产品在本人经手过的小区项目中的使用实例,进行论述。 

  地源热泵 

  什么是地源热泵?地源热泵是一种利用较浅地下水、地热资源,高效节能的中央空调技术。由于浅层地下水及地下土壤,在四季变换里温度波动范围小冬暖夏冷,困此浅层地下水级土壤的地热资源,既可以在冬天作为采暖的热源、又可以在夏天作为制冷的冷源。 

  即在天气寒冷的时候,将作为热媒的水泵送至地下管道,从浅层的地下土壤及地下水中采集热量,提高温度后供给主机,以此达到供暖效果;在天气炎热的时候,将作为冷媒的水泵送到地下管道,在浅层的地下土壤及地下水中释放热量,降低温度后泵回给主机,以此来达到制冷效果。 

  地源热泵的主要形式 

  目前在工程中应用的较多的地源热泵系统,有三种形式,分别为地下水热泵、河流湖水源热泵、土壤热泵。目前在江苏苏州等地区,在别墅住宅区内应用较为广泛的是土壤热泵形式的地源热泵。 

  这种形式的地源热泵是闭式系统。依靠垂直埋管或者是水平埋管在浅层地下水或土壤中。作为冷媒的水,是在管道中循环使用的,系统稳定可靠,受环境影响小,使用年限长。 

  地源热泵的系统组成、运行原理 

  其实简单一点讲,地源热泵系统就是集暖通空调技术、地埋管系统和热泵技术于一体。 

  和任何中央空调系统一样,它都有着以下三大系统: 1.进行能量采集的系统(即为地埋管系统);2.提升能量系统(水源热泵系统);3.释放能量的系统(末端系统) 

  在地源热泵系统工作的时候,地埋管系统内的冷媒(即封闭在管道内的循环水)在浅层的地下水及土壤中,吸收或是释放了热量;然后由中央空调系统从循环水中提取能量,通过靠电驱动的中央空调主机(热泵)进一步提升能量后,泵送到末端系统(风管、出风口,热水等),以此来满足中央空调用户的制热或制冷的需求。 

  系统示意图 

  下边我引用一张系统图来说明地源热泵系统的工作原理: 

  地源热泵的应用实例 

  本人有多个参与操作的项目使用地源热泵系统,其中有张家港的城投办公楼、半岛酒店、阳光怡庭别墅区、帝景豪园小区。下面仅就苏州张家港市生态园旁的帝景豪园小区为例。 

  在前期策划筹备时,帝景豪园小区将其定位于中高档住宅。小区总建筑面积约30W平方米,其中有高档别墅近200套。小区的主要面向客户群,为中高收入人群。为了提高小区形象档次,提升楼盘的竞争力,同时也为了业主日后的生活便利在综合比较了各种中央空调系统后,最终选择了地源热泵中央空调系统。 

  该地源热泵系统、为土壤热泵形式。按设计主要安装在小区内的别墅群内,而多层区及叠加别墅区,由于受地形限制,未加装该系统。 

  帝景豪园小区内的地源热泵系统,按以下措施施工: 

  1.地埋管系统:按设计要求,采用垂直钻井,内置80米长的管径32MM的PE管材作为垂直地埋管。根据的户型大小,分别布置5个至16个钻井位(230平方米户型5井位;280-300平方米户型7井位;370-430平方米12井位,670平方米独栋户型为16井位)。每个井位安放2根PE管为一组,端头采用U型接头连接。井位布置间隔,3.5米-4米,确保不小于3.5米以保证热能交换的效果。管井需保证垂直,不相互交叉。钻井钻头直径160MM,待垂直管安放落位完毕后,对钻井内PE管材旁的空隙,采用膨润土回填密实,防止日后周边土壤 

  下沉。 

  2.水平管系统:同样采用管径32MM的PE管材作为水平连接管,布置在深400MM,宽300MM的水平沟槽内,待连接完毕后,使用200MM厚的黄砂回填保护管材,最上方砂石覆盖并压实。 

  施工过程中,对管道的保压试压工作是至关重要的,因为地源热泵系统工程的特殊性,如果垂直地埋管一旦发生报废,后期几乎无法修理!故在施工过程中,一定要做好包压试压工作,确保垂直地埋管的完好畅通。 

  3.空调主机系统:采用美国美意地源热泵主机,根据户型面积大小的不同,配备不同功率的主机及水箱水泵等配件。 

  4.末端系统:建设方不予提供,由住户自己根据装修、生活需要自行布置。可自行选择开通厨卫间热水供应、冷热空调、地板采暖等等。 

  目前该小区已经于2011年年底交付客户,目前客户对地源热泵系统的运行使用情况,反馈良好。甚至有不少叠加别墅区未设计安装地源热泵系统的客户,前来房产公司要求加装。 

  而作为张家港地区第一批采用地源热泵系统的高档小区,该楼盘在开盘之后,地源热泵中央空调系统,也成了楼盘营销中的一大卖点。客户群对这种新鲜的技术都产生的浓厚的兴趣。帝景豪园小区别墅区的推出房源在开盘后不久便售光,临近的其余楼盘、房产商也纷纷上门考察。为该房产公司带来了非常好的经济效益和市场反响。 

  所以该房产公司在其后期开发建设的阳光怡庭别墅区,及阳光半岛酒店、办公楼等建筑群中,均采用了地源热泵系统。 

  对于客户来讲,选择地源热泵中央空调,可以在同比使用其他型号同功率的中央空调下,用更少的费用,来享受到更好的舒适性,更高的可靠性。这是真正的双赢!