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由贵州启利源科技自主研发的专利螺旋埋管地源热泵系统良好的解决了传统地源热泵系统U型管的换热衰减以及水平埋管的占地面积大等问题,成为了市场上最完美的地源热泵系统。

螺旋埋管地源热泵系统是创新发明的一种空调节能系统,它取消锅炉供热、冷却塔供冷的常规形式,且有很好的节能效果,最主要的特点就是运行没有能量衰减的问题,供热、供冷的能力可保持不变,是我国未来发展的空调节能系统。在北方取地下热量较多的地区、需用太阳能热水系统为地下温度场补充热量维持地下热平衡;在南方夏季排热加大的地区,用卫生热水系统用热以平衡地下温度场。在东北地区做地源热泵系统必须附加一套太阳能热水系统,用全年的太阳能作为地下热平衡的补偿设施,太阳能热水系统造价不会高,具体需要计算确定。螺旋埋管从08 年开始已经运用于建筑空调系统。该系统可以解决建筑空调需要的能源问题,工程造价比较低,工程增量投资回收年限一般在数年内完成。与U形管、水平埋管比较,基础桩螺旋埋管系统具有以下显著优点:(1)可根据使用要求和地形地质条件设计换热场的供回水温差,且在空调使用期间的温差趋于固定常数,地下换热场具有稳定的换热量。(2)利用结构基础桩施工进行管道布设, 螺旋埋管所占用的地下空间较小,施工工艺简便易行、工程质量可监可控。(3)由于桩基深度一般在1030m范围内,降低了工程造价,比U型管系统的造价降低50%以上。(4)螺旋埋管用于混凝土预应力管桩和做成换热管桩、可以进行工厂化制作和机械化施工,有利于保证施工质量和施工安全,提高施工速度。(5)螺旋埋管适用范围广,在任何地质构造区域均可实施。预制管桩可解决以冲积地质地貌为特征地区的地源热泵应用的技术问题。

螺旋埋管地源热泵施工做法
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施工方法(3张)将聚乙烯(PE)管螺旋盘旋于混凝土预应力管桩的钢筋骨架内,随其一起离心成型,按照混凝土预应力桩生产工艺加工成形,形成混凝土预应力“能量桩”即换热桩,借助于建筑物的结构承载力体系,形成地下温度场换热场。桩体之间通过干管管道连接送至空调主机房内,与地源侧分水器、集水器以及地源侧循环泵、用户(空调)侧循环泵与热泵主机连接、结合,形成完整的空调热泵系统,用水(或液体混合物)为载体把地下温度场可利用的温差能量,通过热泵主机转换成用于建筑物供暖、空调和供热的能量,满足建筑物冷、热负荷的需求,可实现“三联供”(供热、供冷、供热水)。施工主要工序包括:管桩盘管、成型、固定,压力试验,保压浇筑,水平干管连接、形成环路,与设备连接等。

螺旋埋管地源热泵比较
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按照埋管形式,国内已有 U 型埋管和水平埋管地源热泵系统,其基本技术是建立在欧洲技术体系下的地源热泵系统。U 型管地源热泵系统在小型建筑中(1000m左右)运用没有问题,随着实施规模的增大,U 型管地源热泵系统也暴露出不少缺点:(1)它必须有很大的埋管深度要求,一般在 80m~150m 之间,浪费地下空间,也可能对城市地下基础设施的建设和使用造成不利影响;(2)供、回水管的距离太近,在直径 150mm 的圆孔内敷设供回水管,回水逆向换热的长度随着使用时间的加长而延长,随着使用时间的增加,换热效率逐步降低,热干扰变得严重以至效率低,系统温差无法给以保障,系统需要辅助冷热源;(3)钻孔及埋管隐蔽施工,质量检测与保证的难度较大;(4)由于缺乏有效的换热模型支撑,只有用加大埋管间距(最小为 3m×3m 的管间距)来保证换热效果,故占地面积较大;(5)水平管道的水力平衡不易完成;(6)在以岩石为承载力的地区,工程建设造价高,因此,U 形管或水平埋管的地源热泵技术,受技术、造价、施工质量、地质和地理条件等的限制,其推广应用、尤其是在大型建筑中的应用有一定的局限性。与U型埋管系统比较,水平埋管系统有稳定的换热量,有均匀的温度场,热干扰较小,造价较低,系统基本成熟。但水平埋管由于需要较大的场地,占地面积大,大面积规模实施也有一定难度。由贵州启利源工程技术人员研发的螺旋埋管地源热泵技术,已建立了相应的热工计算模型及设计计算软件。通过在多项工程中的应用和实践,其施工工艺不断完善,施工安全和质量得到有效提高和保证,系统热工性能良好,节能、节约投资的效果显著。是地源热泵技术转型和创新的一种新型的系统形式。该项技术属国内外首创。
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