Klíčové detaily instalace pro systémy tepelných čerpadel země-voda

Vědecké plánování a přesná konstrukce zajišťují vysoce efektivní provoz

S postupující strategií duálního využívání uhlíku v Číně získávají systémy tepelných čerpadel země-voda (GSHP) na popularitě v rezidenčním, komerčním a průmyslovém sektoru díky své energetické účinnosti a environmentálním výhodám. Kvalita instalace však přímo ovlivňuje výkon, životnost a spolehlivost systému. Odborníci z oboru shrnuli kritické detaily instalace na základě reálných projektů, aby je provedli praxí.

I. Předběžný průzkum a návrh: Řešení na míru pro zmírnění rizik

1. Geologické a hydrologické posouzení
   Systémy GSHP vyžadují dostatečné zdroje vody s odpovídající kvalitou vody (např. suspendované látky ≤50 mg/l, obsah sedimentů ≤1/200 000). Pro nedostatečné zdroje vody lze použít hybridní systémy (např. zdroj vody + chladicí věž). Špatná kvalita vody vyžaduje zařízení pro předčištění, jako jsou pískové filtry nebo jednotky reverzní osmózy.
   Případová studieV rámci projektu na severu selhala zkouška tvrdosti podzemní vody, což vedlo k silnému usazování vodního kamene ve výměnících tepla a 30% poklesu účinnosti. Výkon byl obnoven po instalaci změkčovače vody.

2. Výpočet zatížení a výběr zařízení
   Přesné výpočty chladicího/topného zatížení na základě typu budovy (např. obytná, hotelová, tovární) jsou nezbytné, aby se zabránilo předimenzování. Například hotelový projekt s nadměrně velkým vybavením vedl k o 25 % vyšší spotřebě energie v důsledku dlouhodobého provozu s nízkou účinností.

3. Plánování rozvržení systému
   Strojovna by měla být umístěna v blízkosti vodních studní nebo polí zemního okruhu, aby se minimalizovala délka potrubí. Musí být vyhrazen prostor pro údržbu (např. 1,2 m volného prostoru kolem hostitelské jednotky).

II. Instalace a konstrukce: Standardizované operace pro zajištění kvality

1. Instalace tepelného výměníku zemní smyčky

• Hloubka a rozteč vrtůVertikální vrty se doporučují v hloubce 80–150 m s rozestupy 4–6 m, aby se zabránilo tepelnému ovlivňování.

• Zásypový materiálJemný písek s vysokou tepelnou vodivostí nebo specializované zásypové materiály zvyšují účinnost přenosu tepla.

• Tlakové zkouškyPo instalaci musí být provedena hydrostatická zkouška tlakem 0,8 MPa s 24hodinovým udržováním tlaku, aby se zajistilo, že nedojde k žádným únikům.

2. Výstavba studní

• Hloubka vrtu a průtokJednotlivé vrty jsou obvykle hluboké 80–150 m a jejich průtoky splňují požadavky hostitelské jednotky (např. 0,5 m³/h na 10 kW chladicího výkonu).

• Opatření proti zanášeníNa dno vrtu instalujte lapače sedimentů a na ústí vrtu filtry a pravidelně čistěte stěny vrtu.

3. Připojení potrubí a izolace

• Svařování a ochrana proti koroziOcelové trubky vyžadují po svařování antikorozní úpravu (např. epoxidový nátěr).

• Tloušťka izolace: Vyberte tloušťku izolace na základě okolní teploty (např. ≥50 mm gumoplastové izolace v severních oblastech).

4. Instalace elektrických a řídicích systémů

• Konfigurace napájecího zdrojePro hostitelské jednotky s vysokým výkonem jsou vyžadovány specializované kabely (např. měděné kabely o průřezu 16 mm² pro jednotky s výkonem 30 kW).

• Inteligentní ovládáníInstalace teplotních/vlhkostních senzorů, průtokoměrů a systémů dálkového monitorování pro optimalizaci spotřeby energie.

III. Uvedení do provozu a přejímka: Důkladné testování pro zajištění výkonu

1. Proplachování systému a odsávání vzduchu
   Po instalaci je nutné potrubí propláchnout (průtok ≥1,5 m/s), aby se odstranily nečistoty, a vzduch je nutné odvést automatickými odvzdušňovacími ventily.

2. Testování výkonu

• Účinnost vytápění/chlazeníMusí překročit 90 % návrhových hodnot (např. COP ≥4,0).

• Kolísání teploty vodyBěhem provozu by měla být regulována teplota v rozmezí ±2 °C.

3. Kritéria přijetí
   Inspekce musí splňovat Technický předpis pro inženýrství systémů tepelných čerpadel země-voda (GB 50366-2005) se zaměřením na těsnění potrubí, elektrickou bezpečnost a metriky energetické účinnosti.

IV. Budoucí trendy: Inteligence a integrace

S pokrokem v oblasti internetu věcí (IoT) se systémy GSHP budou vyvíjet směrem k inteligentnímu provozu a integraci více energií. Například algoritmy umělé inteligence předpovídají změny zátěže, aby automaticky upravily výkon hostitelské jednotky, nebo se integrují se solárními a akumulačními systémy pro zvýšení účinnosti.