Kľúčové detaily inštalácie pre systémy tepelných čerpadiel zem-voda

Vedecké plánovanie a precízna konštrukcia zabezpečujú vysoko efektívnu prevádzku

S postupným rozvíjaním stratégie duálneho využívania uhlíka v Číne si systémy tepelných čerpadiel zem-voda (GSHP) získavajú na popularite v rezidenčnom, komerčnom a priemyselnom sektore vďaka svojej energetickej účinnosti a environmentálnym výhodám. Kvalita inštalácie však priamo ovplyvňuje výkon, životnosť a spoľahlivosť systému. Odborníci z odvetvia zhrnuli kritické detaily inštalácie na základe reálnych projektov, aby ich usmernili.

I. Predbežný prieskum a návrh: Riešenia na mieru na zmiernenie rizík

1. Geologické a hydrologické posúdenie
   Systémy GSHP vyžadujú dostatočné zdroje vody s kvalifikovanou kvalitou vody (napr. suspendované látky ≤ 50 mg/l, obsah sedimentov ≤ 1/200 000). Pri nedostatočných zdrojoch vody je možné použiť hybridné systémy (napr. zdroj vody + chladiaca veža). Nízka kvalita vody si vyžaduje zariadenia na predúpravu, ako sú pieskové filtre alebo jednotky reverznej osmózy.
   Prípadová štúdiaV rámci projektu na severe sa nepodarilo otestovať tvrdosť podzemnej vody, čo viedlo k výraznému usadzovaniu vodného kameňa vo výmenníkoch tepla a 30 % poklesu účinnosti. Výkon sa obnovil po inštalácii zmäkčovača vody.

2. Výpočet zaťaženia a výber zariadenia
   Presné výpočty chladiaceho/vykurovacieho zaťaženia na základe typu budovy (napr. obytná budova, hotel, továreň) sú nevyhnutné, aby sa predišlo predimenzovaniu. Napríklad hotelový projekt s naddimenzovaným zariadením viedol k o 25 % vyššej spotrebe energie v dôsledku dlhodobej prevádzky s nízkou účinnosťou.

3. Plánovanie rozloženia systému
   Strojovňa by sa mala nachádzať v blízkosti vodných studní alebo polí uzemňovacích slučiek, aby sa minimalizovala dĺžka potrubia. Musí sa vyhradiť priestor na údržbu (napr. 1,2 m priestoru okolo hostiteľskej jednotky).

II. Inštalácia a výstavba: Štandardizované operácie pre zabezpečenie kvality

1. Inštalácia tepelného výmenníka uzemňovacej slučky

• Hĺbka a rozostup vrtuVertikálne vrty sa odporúčajú v hĺbke 80 – 150 m s rozostupmi 4 – 6 m, aby sa zabránilo tepelnému rušeniu.

• Zásypový materiálJemný piesok s vysokou tepelnou vodivosťou alebo špeciálne zásypové materiály zvyšujú účinnosť prenosu tepla.

• Tlakové skúškyPo inštalácii sa musí vykonať hydrostatická skúška s tlakom 0,8 MPa s 24-hodinovým udržiavaním tlaku, aby sa zabezpečilo, že nedochádza k únikom.

2. Výstavba studní

• Hĺbka vrtu a prietokJednotlivé vrty sú zvyčajne hlboké 80 – 150 m a ich prietoky spĺňajú požiadavky hostiteľskej jednotky (napr. 0,5 m³/h na 10 kW chladiacej kapacity).

• Opatrenia proti zanášaniuNa dno vrtu nainštalujte lapače sedimentov a na ústie vrtu filtre a pravidelne čistte steny vrtu.

3. Pripojenie a izolácia potrubia

• Zváranie a ochrana proti koróziiOceľové rúry vyžadujú po zváraní antikoróznu úpravu (napr. epoxidový náter).

• Hrúbka izolácieHrúbku izolácie vyberte na základe okolitej teploty (napr. ≥50 mm gumovo-plastová izolácia v severných oblastiach).

4. Inštalácia elektrických a riadiacich systémov

• Konfigurácia napájacieho zdrojaPre hostiteľské jednotky s vysokým výkonom sú potrebné špeciálne káble (napr. medené káble s prierezom 16 mm² pre jednotky s výkonom 30 kW).

• Inteligentné ovládanieNainštalujte snímače teploty/vlhkosti, prietokomery a systémy diaľkového monitorovania pre optimalizáciu energie.

III. Uvedenie do prevádzky a prevzatie: Prísne testovanie na zabezpečenie výkonu

1. Preplachovanie systému a odsávanie vzduchu
   Po inštalácii je potrebné prepláchnuť potrubie (prietok ≥1,5 m/s), aby sa odstránili nečistoty, a vzduch je potrebné odvzdušniť cez automatické odvzdušňovacie ventily.

2. Testovanie výkonu

• Účinnosť vykurovania/chladeniaMusí prekročiť 90 % projektovaných hodnôt (napr. COP ≥ 4,0).

• Kolísanie teploty vodyPočas prevádzky by sa mala teplota regulovať v rozmedzí ±2 ℃.

3. Kritériá prijatia
   Kontroly musia byť v súlade s Technický predpis pre inžinierstvo systémov tepelných čerpadiel zem-voda (GB 50366-2005) so zameraním na tesnenie potrubí, elektrickú bezpečnosť a ukazovatele energetickej účinnosti.

IV. Budúce trendy: Inteligencia a integrácia

S pokrokom v oblasti internetu vecí sa systémy GSHP budú vyvíjať smerom k inteligentnej prevádzke a integrácii viacerých energií. Napríklad algoritmy umelej inteligencie predpovedajú zmeny zaťaženia, aby automaticky upravili výstup hostiteľskej jednotky, alebo sa integrujú so solárnymi a akumulačnými systémami energie pre zvýšenie účinnosti.