暖通工程中的热源地泵技术的应用

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年7期   作者:张蕾
[导读] 近年来,社会进步迅速,
        张蕾
        中建二局安装工程有限公司 黑龙江省哈尔滨市150028
        摘要:近年来,社会进步迅速,我国的暖通工程建设的发展也有了很大的提高。随着全球性能源危机的加剧和环境的恶化,节能和环保成为世界各国发展的主题,可再生能源的利用与开发受到了广泛的重视。近年来,特别是冬季采暖季的连续雾霾天气极大危害了公众健康,作为清洁能源的代表,地源热泵技术在中国得到很大的发展。地源热泵技术在中国的发展经历了3个阶段,当前处在高速发展时期。然而,随着全国各地地源热泵项目的纷纷上马,也暴露出了很多运行能效低,可靠性差的问题。为此,本文分析了地源热泵技术的系统组成,对比传统的空气源热泵技术,分析了地源热泵技术的节能原理,并提出了地源热泵技术应用中的改进建议。
        关键词:暖通工程;热源地泵技术;应用
        引言
        地缘热泵技术是在一定的技术基础上发展起来的,在暖通工程施工过程中,热源地泵技术能够最大限度降低不必要的能源消耗,并且能够加快暖通工程的施工进度,同时,针对暖通工程施工建设过程中存在的部分问题,地源热泵技术也能够有效的将其解决掉,这不仅推动了暖通工程的发展,同时也有效的提升了暖通工程的施工质量,并在此基础上不断优化暖通工程的性能。
        1地源热泵技术的应用价值优势
        1.1提升可再生能源利用效率
        随着中国工业化进程的推进,中国能源使用量正在逐年提升,在此背景下,部分能源开始出现短缺,甚至有些能源正在面临能源枯竭危机,为此,发展可再生能源已经成为当前国家发展关注的重点,只有提升可再生能源的利用效率,才能够为其他能源的再生提升储备空间,以此弥补部分能源储量不足的问题。在暖通工程中,热源地泵技术能够发挥出可再生能源的最大生产效率,在充分利用地热能源的基础上,热源地泵技术不断完善施工设计方案,致力于降低不可再生能源的消耗,并进一步采用可再生能源来替代不可再生能源的使用占比,以此提升可再生能源的利用效率。
        1.2强化暖通工程整体环境效益
        由于地源热泵技术的应用,暖通工程的生产效率开始逐渐提升,能够为建筑提供持续不断的热能,可再生能源的大量使用,也使得暖通工程的环保性能得到增强,这不仅能够降低暖通工程施工作业过程中产生的污染,同时也能够最大限度保证暖通工程作业的过程中不会对周边环境造成影响,所以,在暖通工程中应用地源热泵技术能够有效的提升暖通工程的环境效益。
        1.3强化暖通工程整体经济效益
        暖通工程的整体经济效益由多个部分构成,地源热泵技术的应用价值就是其中一项,在现代城市建筑中,暖通工程的经济效益通常在建筑工程中占据主要位置,相关施工单位也一直在力求暖通工程经济效益的最大化。由于热源地泵技术在暖通工程中的应用,暖通工程的施工质量和管理效率都得到了有效提升,在热源地泵技术施工应用过程中,其运行效率得到了很大的提升,并且朝向集成化发展,能够实现冷、热两用,这有效的起到了节能减排的作用,同时也减少了暖通工程在运行过程中的维护费用,其运行成本有效降低,进而提升其整体经济效益。在暖通工程运行过程中,热源地泵技术发挥出的作用是很大的,其中提升暖通工程整体经济效益已经成为其代表性性能之一。
        2逻辑联锁控制
        2.1循环泵
        地源侧循环泵由3台变频泵组成,其中1#循环泵,2#循环泵分别对应1#,2#热泵机组,3#循环泵为备用泵。循环泵的操作分为就地和远程两种控制模式,在远程状态下即可手动操作启停也可根据“一键启停操作”的控制程序自动控制启停,同时,自动控制情况下可人工干预操作。地源侧循环泵和用户侧循环泵控制策略相同。用户侧循环泵的通过调节泵变频器的工作频率,满足系统需求。


        2.2补水泵
        地源侧补水泵和用户侧补水泵控制策略相同。补水泵操作分为就地和远程两种控制模式,在远程状态下,可手动操作启停。远程自动控制时根据系统循环水泵入口总管取压点的压力,当地源侧循环系统压力低于的最小工作压力时补水泵自动启动,向系统补水升压,当压力上升至最高工作压力时,补水泵停止运行。
        2.3“一键启停操作”控制
        “一键启停操作”指的是:在装置启动或者停止时,只需要通过操作一个HMI软键按钮,控制系统就会根据装置的要求自动、安全地启动或者停止运行。根据环境温度的变化,设计了冬季或者夏季两种工况运行,根据选定的工况,系统会自动按照工艺要求打开或者关闭对应的阀门。
        2.4控制回路
        依据工艺流程要求,无论是冬季工况,还是夏季工况,根据运行经验设置控制处理器的SP值,分水器和集水器的压差测量值作为控制处理器的PV值,控制输出值OP,通过一定的数学处理运算,经AO通道控制输出,改变变频泵的频率设定,以此来保证用户侧的循环工作压力,满足用户的温度调节的需求。在冬季工况下,随着环境温度的变化,当出现地源热泵提供的热量无法满足热能需要时,由锅炉补给系统,自动补给一部分热量,用于用户侧采暖。根据工况要求设定一个用户侧循环泵入口总管最低工作水温,作为VDF5调节阀控制器的SP设定值,实际的水温作为控制器的PV测量值,控制输出OP值经过输出处理运算,经卡件输出,控制VDF5调节阀的开度,通过板式换热器,实现采暖补热。当VDF5调节阀打开时,同时开启板式换热器二次侧循环出口阀门,提升用户侧循环泵入口总管的工作水温。
        2.5应用于分散系统
        暖通工程项目一直以来都是建筑工程项目在建设时非常重要的一部分,不仅会直接影响到建设质量,而且还会对后期的冷暖效果产生影响。在当前暖通工程建设过程中,暖通系统在其中的应用,需要依靠分散系统的辅助。通过对地热泵技术在应用时的现状进行分析,发现分散系统在其中的运用是一种比较常见的类型。这种分散系统在应用过程中,可以直接通过对水环路的合理利用,实现对其科学合理的处理。这样不仅能够从根本上促使该系统可以直接在中央水泵设备中实现合理的利用,还能够在水环路管道等方面实现合理的运行。通过这种方式,不仅可以促使暖通工程项目在施工以及运行过程中的水平得到有效提升,还能实现对空气的有效调节,满足人们在日常生活过程中的个性化需求。在暖通工程施工过程中,这种分散系统在其中的应用,需要地源热泵技术在其中起到良好的支撑效果。这样不仅可以在学校、商场等各个方面都实现合理的利用,而且还能够实现大范围的应用,促使地源热泵技术在使用时的作用和价值可以得到有效发挥。
        结语
        热泵机组无论是在制冷工况,还是采暖工况,都比空气源热泵能效高的主要原因是通过向温度相对恒定的地下冷/热源释放或者吸收热量,缩小了热泵内冷凝器与蒸发器的制冷剂温度差,从而实现了运行能效的提升。因此,为了提升地源热泵的运行能效,在夏季制冷工况,要求地下的土壤温度尽量低,在冬季采暖工况,要求地下的土壤温度尽量高,从而实现用较少的能耗就可以实现热量的迁移过程。理想模型下的地源热泵系统是,夏季制冷工况向地下传递的热量等于冬季采暖工况从地下吸收的热量,大地依靠其较差的导热特性起到了保温层的作用,从而实现了热量在时间与空间上的往复转移利用,达到人与自然的和谐相处。
        参考文献
        [1]韩钊.浅析地源热泵技术在暖通工程中的应用[J].建筑工程技术与设计,2016,000(017):270.
        [2]吕文刚.地源热泵技术在建筑工程暖通领域当中得到的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2017(08):62.
        [3]刘加栋.暖通工程中的地源热泵技术的应用研究[J].城市建设理论研究:电子版,2016(3).
        [4]李嘉.暖通工程中的地源热泵技术的应用研究[J].价值工程,2019,038(019):238-240.
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