Detalii cheie de instalare pentru sistemele de pompe de căldură geotermale

Planificarea științifică și construcția precisă asigură o funcționare de înaltă eficiență

Pe măsură ce China își avansează strategia de reducere a emisiilor de carbon ("dual carbon"), sistemele de pompe de căldură geotermale (GSHP) câștigă popularitate în sectoarele rezidențial, comercial și industrial datorită eficienței energetice și beneficiilor pentru mediu. Cu toate acestea, calitatea instalării are un impact direct asupra performanței, duratei de viață și fiabilității sistemului. Experții din industrie au rezumat detalii critice de instalare pe baza unor proiecte din lumea reală pentru a ghida practicienii.

I. Studiu preliminar și proiectare: Soluții personalizate pentru atenuarea riscurilor

1. Evaluare geologică și hidrologică
   Sistemele GSHP necesită surse de apă suficiente cu o calitate calificată a apei (de exemplu, solide în suspensie ≤50 mg/L, conținut de sedimente ≤1/200.000). Pentru surse de apă insuficiente, se pot adopta sisteme hibride (de exemplu, sursă de apă + turn de răcire). Calitatea slabă a apei necesită echipamente de pretratare, cum ar fi filtre de nisip sau unități de osmoză inversă.
   Studiu de cazUn proiect din nord nu a reușit să testeze duritatea apei subterane, ceea ce a dus la depuneri severe de calcar în schimbătoarele de căldură și la o scădere cu 30% a eficienței. Performanța a fost restabilită după instalarea unui dedurizator de apă.

2. Calculul încărcării și selecția echipamentelor
   Calculele precise ale sarcinii de răcire/încălzire bazate pe tipul clădirii (de exemplu, rezidențială, hotel, fabrică) sunt esențiale pentru a evita supradimensionarea. De exemplu, un proiect hotelier cu echipamente supradimensionate a dus la un consum de energie cu 25% mai mare din cauza funcționării prelungite cu eficiență scăzută.

3. Planificarea aspectului sistemului
   Camera mașinilor trebuie amplasată în apropierea puțurilor de apă sau a câmpurilor cu buclă de împământare pentru a minimiza lungimea conductelor. Trebuie rezervat spațiu pentru întreținere (de exemplu, 1,2 m distanță în jurul unității gazdă).

II. Instalare și construcție: Operațiuni standardizate pentru asigurarea calității

1. Instalarea schimbătorului de căldură cu buclă de masă

• Adâncimea și spațierea forajuluiSe recomandă forajele verticale la o adâncime de 80-150 m, cu o distanță de 4-6 m, pentru a preveni interferențele termice.

• Material de umplereNisipul fin cu conductivitate termică ridicată sau materialele de umplutură specializate sporesc eficiența transferului de căldură.

• Testarea presiuniiDupă instalare, trebuie efectuat un test hidrostatic de 0,8 MPa, cu menținerea presiunii timp de 24 de ore pentru a se asigura că nu există scurgeri.

2. Construcție puțuri de apă

• Adâncimea puțului și debitulPuțurile individuale au de obicei o adâncime de 80-150 m, cu debite care satisfac cerințele unității gazdă (de exemplu, 0,5 m³/h per 10 kW capacitate de răcire).

• Măsuri anti-colmatareInstalați capcane de sedimente la fundul sondei și filtre la gura sondei, curățând periodic pereții sondei.

3. Conectarea și izolația țevilor

• Sudură și protecție împotriva coroziuniiȚevile de oțel necesită tratament anticoroziv (de exemplu, acoperire cu rășină epoxidică) după sudare.

• Grosimea izolațieiSelectați grosimea izolației în funcție de temperatura ambiantă (de exemplu, izolație cauciuc-plastic ≥50 mm în regiunile nordice).

4. Instalare sistem electric și de control

• Configurația sursei de alimentarePentru unitățile gazdă de mare putere sunt necesare cabluri dedicate (de exemplu, cabluri de cupru de 16 mm² pentru unități de 30 kW).

• Control inteligentInstalați senzori de temperatură/umiditate, debitmetre și sisteme de monitorizare de la distanță pentru optimizarea energetică.

III. Punere în funcțiune și acceptare: Testare riguroasă pentru asigurarea performanței

1. Spălarea sistemului și evacuarea aerului
   După instalare, țevile trebuie curățate (debit ≥1,5 m/s) pentru a îndepărta impuritățile, iar aerul trebuie evacuat prin guri de aerisire automate.

2. Testarea performanței

• Eficiența încălzirii/răciriiTrebuie să depășească 90% din valorile de proiectare (de exemplu, COP ≥4,0).

• Fluctuația temperaturii apeiTrebuie controlat în limita a ±2℃ în timpul funcționării.

3. Criterii de acceptare
   Inspecțiile trebuie să respecte Cod tehnic pentru ingineria sistemelor de pompe de căldură geotermale (GB 50366-2005), concentrându-se pe etanșarea țevilor, siguranța electrică și indicatorii de eficiență energetică.

IV. Tendințe viitoare: Inteligență și integrare

Odată cu progresele IoT, sistemele GSHP vor evolua către o funcționare inteligentă + integrare multi-energie. De exemplu, algoritmii AI prezic variațiile de sarcină pentru a ajusta automat puterea unității gazdă sau se integrează cu sisteme solare și de stocare a energiei pentru o eficiență sporită.