做好地源熱泵系統運行維護 展現熱泵系統的優(yōu)越性

        熱泵系統以其經(jīng)濟、可靠、環(huán)保、用途廣、維護簡(jiǎn)便、占地面積小、使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)得以廣泛應用,然而隨著(zhù)熱泵市場(chǎng)不斷發(fā)展,熱泵項目的優(yōu)點(diǎn)并未得到充分展現,特別是其經(jīng)濟性在實(shí)際運行中并不理想,據調查,其原因包括盲目選擇熱泵系統、系統設計不合理、施工存在偷工減料、運行隊伍不專(zhuān)業(yè)等。

    尤其是運行維護隊伍素質(zhì)較低并長(cháng)期得不到相關(guān)單位的重視,未對運行人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的培訓,使得運行人員對系統不了解,設備保養不到位,在設備的投入與調節上基本不做,對部分安裝的自動(dòng)控制系統基本不用,造成系統在大流量小溫差的工況下運行,為系統的經(jīng)濟性帶來(lái)負面影響,給熱泵系統的發(fā)展帶來(lái)嚴重阻礙,地大熱能將站在一個(gè)良好的熱泵系統上,從運行維護的角度闡述怎樣發(fā)揮熱泵系統的潛能,展現熱泵系統的優(yōu)越性。 

    一、應用范圍廣

    從目前熱泵功能上看，可提供建筑物冬季供暖；夏季制冷及全年生活熱水。從熱泵出水溫度上分，可分為低溫熱泵、高溫熱泵，目前出水溫度從制冷工況下的7℃到制熱工況下的98℃，甚至有國外企業(yè)已開(kāi)始著(zhù)手研制130℃的蒸氣熱泵。從應用領(lǐng)域上可適用于公共建筑、民用建筑、工業(yè)生產(chǎn)、食品業(yè)的采暖、制冷及熱水供應；北方農業(yè)大棚的采暖；礦井的制冷等。隨著(zhù)熱泵科技的不斷發(fā)展與創(chuàng )新，熱泵系統的應用范圍將進(jìn)一步向其它領(lǐng)域延伸。

    二、熱泵系統的現狀

    缺乏系統的管理與培訓，監管和管理力度仍需提高。水地源熱泵系統的應用、設計和運行都需要專(zhuān)業(yè)的設計和施工和運行團隊，但是行業(yè)目前缺乏統一的培訓，從業(yè)人員的素質(zhì)、技術(shù)人員的能力等參差不齊。市場(chǎng)監管、政府對行業(yè)的監管、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品部件的監管都存在缺口，這些都有待于提高和完善。

    各個(gè)專(zhuān)業(yè)、各部門(mén)的配合不得力，缺乏共同參與的精神。水地源熱泵的技術(shù)有待進(jìn)一步提升，同時(shí)設計人員、甲方、廠(chǎng)家之間配合不到位，各自為利所驅。對于設計人員來(lái)說(shuō)，水地源熱泵工程設計要求較高，并不是所有設計人員都能運用自如，因此大部分設計人員傾向于選擇設計簡(jiǎn)單、方便的產(chǎn)品且后期運行穩定型也較高。

    對于甲方來(lái)說(shuō)，自身意識水平也沒(méi)有達到某種高度，大部分是因為補貼的驅動(dòng)而選擇使用，若在前期投入中應用麻煩、補貼不到位等也會(huì )放棄對該產(chǎn)品的使用。最后，對于集成廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，更需要在技術(shù)和研究資料上更加完善，應該把樣板工程的樹(shù)立放在更重要的位置。

    湖北地大熱能科技有限公司由中國地大大學(xué)（武漢）控股，是一家專(zhuān)業(yè)的地熱開(kāi)發(fā)利用公司，依托中國地質(zhì)大學(xué)的學(xué)術(shù)優(yōu)勢，組建了一批由海內外學(xué)者組成的世界一流的交叉人才團隊，聚集了十大優(yōu)勢學(xué)科領(lǐng)域（地質(zhì)學(xué)、礦產(chǎn)勘查、地球物理、地球化學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地理信息系統、管理科學(xué)與工程、旅游資源管理）三十多位專(zhuān)家學(xué)者，定期研討地熱科學(xué)問(wèn)題、問(wèn)診地熱實(shí)際難題，能專(zhuān)業(yè)的解決地源熱泵中的所有難題。

    三、熱泵系統實(shí)際問(wèn)題的處理

    （1）系統結垢

    結垢的主要原因一是由Ca2+、Mg2+等成垢離子在水溫升高時(shí)沉積在設備及管網(wǎng)內壁形成水垢；二是水中的泥沙及各種菌藻微生物的生長(cháng)繁殖，在系統中產(chǎn)生微生物粘泥，附著(zhù)在設備及管網(wǎng)內壁與水垢混合在一起形成生物性污垢；三是水中的溶解氧及鹽類(lèi)對金屬材質(zhì)產(chǎn)生氧腐蝕和化學(xué)腐蝕。

    結垢和腐蝕會(huì )使系統傳熱效率下降，水阻增大，能耗大幅增加，運行成本上升，熱泵機組冷凝效率下降，縮短系統設備及管件壽命，降低系統供暖、制冷效果，特別是在過(guò)渡季停機一段時(shí)間后會(huì )堵塞水泵，嚴重時(shí)造成水泵燒毀。

    防治結垢的主要方法有：（1）配備有效的軟化水系統，定期對設備進(jìn)行檢查及維護保養，并對軟化水進(jìn)行化驗，確保系統水質(zhì)；（2）配備脫氣設施，降低水中空氣濃度及溶解氧濃度，保證系統運行，減少系統腐蝕；（3）有計劃的為系統添加緩蝕劑、殺菌滅藻劑及阻垢劑，保護設備及管件，降低腐蝕，殺滅水中細菌及藻類(lèi)，減少粘泥生成，阻止水垢的生成；（4）定期對系統進(jìn)行排污，定期清洗系統過(guò)濾裝置。

    （2）系統除沙

    系統水含沙量較大，影響系統換熱性能，增加系統運行成本和維護成本，對泵葉輪及機組殼管造成快速磨損，降低設備使用壽命，嚴重時(shí)堵塞水系統，造成系統癱瘓。針對因地質(zhì)及施工工藝等原因造成的系統含沙量較大的工程，可適當增加除沙設備，并可多級串聯(lián)使用，經(jīng)常清理除沙設施，加密機組前過(guò)濾網(wǎng)并經(jīng)常清洗，盡量防止含沙量較大的水進(jìn)入機組。

    （3）系統水垂

    水錘產(chǎn)生的原因及條件：水泵揚程大；供水高差大；管線(xiàn)長(cháng)且變化大；水流速度快；閥門(mén)開(kāi)關(guān)速度過(guò)快；水泵突然停車(chē)或供電中斷，由水本身的慣性導致水垂事故的發(fā)生。

    水錘的危害：水錘引起的系統壓強升高，可達管道正常工作壓強的幾倍，甚至幾十倍。這種大幅度的壓強波動(dòng)，會(huì )引起管道強烈振動(dòng)，管道接頭斷開(kāi)，破壞閥部件及水泵，影響系統運行。嚴重的造成管道爆管，引起次生災害。

    水錘的預防措施：在熱泵取水系統中最常見(jiàn)的有啟停泵水垂有和開(kāi)關(guān)閥水垂啟泵水垂影響較小，其治理方法是設置泵的軟啟動(dòng)裝置；在管道的轉彎高處加裝自動(dòng)排氣裝置；啟泵前先將閥門(mén)關(guān)至20%左右，開(kāi)啟水泵待水充滿(mǎn)后再逐漸開(kāi)啟閥門(mén)。

    停泵水錘影響最大，其治理方法很多，如降低流速，增加管徑及壁厚，加裝慣性飛輪等，比較適用的方法有取消普通止回閥，加裝緩閉止回閥，安裝水垂消除器，甚至安裝泄壓安全閥也能產(chǎn)生一定的效果開(kāi)關(guān)閥水垂在熱泵系統中主要表現在泵停轉后止水閥的突然關(guān)閉，可以與停泵水垂一并考慮，為防止突然停泵與止回閥的突然關(guān)閉，目前較好的方法是為泵加裝變頻裝置，為泵的啟停設置斜坡停車(chē)功能，斜率可根據系統高差及流速等水垂相關(guān)因素進(jìn)行設定。為防止斷電造成斜坡停車(chē)功能不能使用，再為系統增設緩閉止回閥，把水垂的事故降到最小。

    （4）水泵揚程過(guò)高的調整

    在設計過(guò)程中，由于計算或設計理念等原因，會(huì )使泵揚程大于實(shí)際揚程，如偏差過(guò)大，會(huì )造成系統水流量成倍增加、電機效率下降，電流上升，系統能耗大，輕則開(kāi)關(guān)長(cháng)延時(shí)保護，重則影響電機絕緣乃至燒毀電機，嚴重影響系統的安全性與可靠性。

    湖北地大熱能科技有限公司首創(chuàng )地源熱泵技術(shù)“打包”成功推向市場(chǎng)，成為了集地源熱泵設計、施工、維護、地源熱泵地熱井維修、地源熱泵設備維修、地源熱泵運營(yíng)托管等為一體的系統服務(wù)提供商，目前已累計有20多個(gè)業(yè)主單位，成功實(shí)施了100多個(gè)項目，最長(cháng)的項目已經(jīng)運行了十幾年。