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地表水 源热泵应用中存在的技术问题及解决措施

来源: www.  作者: 浙江天 洲制冷机电有限公司  时间: 2013-10-12

  根据我 国已有的地表水源热泵工程的运行情况来看,主要存 在的技术问题有如下几点:

  (1)进水温度过低,机组保护停机。就目前 水源热泵系统在我国的实际运行来看,夏季制 冷工况较为良好,冬季由 于地表水温度偏低,所以冬 季供热时普遍存在大流量,小温差,热水出 水温度低的问题。冬季,特别是北方地区,地表水温度很低,甚至结冰。这种温 度很低的水源进人系统换热后温度进一步降低,如果换热温差过大,就会出 现冰冻堵塞或者胀裂管道的危险,从而影 响整个系统的运行。为防止 这种故障的发生,热泵系 统一般都会设置进水温度保护装置,当水温低于设定值时,机组保护停机,水温恢 复到设定值以上时,机组重新开机。如果水温反复变化,水源热泵机组就会出现频繁的开、停机,严重影响了机组寿命。此时可 采取加辅助热源的方式保证系统正常运行。辅助热源有锅炉、电加热和太阳能等。也可设置蓄水箱,用夜间 低谷电价加热蓄水箱中的水,用于白 天的进水加温后对系统实现供热。

  (2)结垢、腐蚀与 微生物大量繁殖的问题。为实现 水质较差的地表水源热泵的应用,只能对 地表水作粗效预处理,以解决 污物对流通断面的阻塞问题,地表水 依然含有大量小尺度污物、溶解性 化合物及各种微生物,是一种固液两相、固相多组分流体,其流动换热问题,目前的研究尚未深人,相关的 理论模型与计算方法并不成熟,这是地 表水源热泵可靠应用的基础理论问题。

  解决这 一问题的有效途径是对进水进行水质处理,对含沙量较大的水体,进行水 质处理之前要先用漩流除砂器或沉降法去除泥沙,水质处 理方法有化学处理法、静电处理法、磁化处理法、离子交换法、高频电子法等。在实际工程应用中,对水质要进行分析,根据不 同的水质选择合适的水处理方法。除了水处理以外,还可以 针对不同的水质选择不同的管材,提高管 道中的水流速度等方法来阻止结垢、腐蚀和 微生物大最繁殖三大危害的发生。

  (3)水处理不当,引发二次污染。自然水 体一般都含有各种各样的杂质,这些水 源在进人热泵系统前要进行处理。目前空 调水处理很多是用投放磷系化合物的方法,在运行过程中,如果出现泄露、不经处理排放,含磷物 质就会进人自然水体,磷本身 就是富含营养的物质,它能使 水中的植物迅速生长并消耗掉水中的氧气,导致水 中动物因缺氧而死亡。二次污 染对环境的影响不容忽视,在空调水处理时,要尽量 避免使用化学方法。即使使用化学方法,排放物 也要经过处理达到排放标准才能排放。

  (4)安装管理不当,损坏换热盘管。地表水 源热泵闭式系统主要的换热装置是浸在水中的换热盘管。这些换 热盘管如果放置在公共水域中,很容易 遭到人为的破坏,导致盘管变形或破裂。如果水 域中水流速度过大,也会导 致盘管变形或破裂。换热盘 管变形会影响换热效果,导致机组出力不足。如果破裂,闭环系 统中的防冻液就会泄漏出来,不仅影 响了系统的正常运行,还会造成环境污染。因此,工程实 际使用中可以在放置盘管的地方设置警示牌,并且把 换热盘管放置在流速适当的地方,从而削 减水流速度过大带来的负面影响。

  (5)取水、排水口位置不当,机组运行效率降低。地表水源热泵制冷时,经过换 热的水再次排放到水体中,如果取 水口和排水口设置位置不当,排出的 水还没有经过充分的自然冷却义从取水口进人系统,无疑降 低了热泵的效率,制热工况亦然。

  通常情况下,取排水 口的布里原则是上游深层取水,一定距 离处下游浅层排水,在水库、池塘水体中,取水口 和排水口之间的距离最好要大于1OOm,保证排 水再次进人取水口之前温度能最大限度的恢复。在工程建设之前,要用CFD软件对 系统工况进行模拟,选择最 佳的取水和排水口位置。

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