做好地源热泵系统运行维护 展现热泵系统的优越性

        热泵系统以其经济、可靠、环保、用途广、维护简便、占地面积小、使用寿命长等优点得以广泛应用,然而随着热泵市场不断发展,热泵项目的优点并未得到充分展现,特别是其经济性在实际运行中并不理想,据调查,其原因包括盲目选择热泵系统、系统设计不合理、施工存在偷工减料、运行队伍不专业等。

    尤其是运行维护队伍素质较低并长期得不到相关单位的重视,未对运行人员进行专业的培训,使得运行人员对系统不了解,设备保养不到位,在设备的投入与调节上基本不做,对部分安装的自动控制系统基本不用,造成系统在大流量小温差的工况下运行,为系统的经济性带来负面影响,给热泵系统的发展带来严重阻碍,地大热能将站在一个良好的热泵系统上,从运行维护的角度阐述怎样发挥热泵系统的潜能,展现热泵系统的优越性。 

    一、应用范围广

    从目前热泵功能上看，可提供建筑物冬季供暖；夏季制冷及全年生活热水。从热泵出水温度上分，可分为低温热泵、高温热泵，目前出水温度从制冷工况下的7℃到制热工况下的98℃，甚至有国外企业已开始着手研制130℃的蒸气热泵。从应用领域上可适用于公共建筑、民用建筑、工业生产、食品业的采暖、制冷及热水供应；北方农业大棚的采暖；矿井的制冷等。随着热泵科技的不断发展与创新，热泵系统的应用范围将进一步向其它领域延伸。

    二、热泵系统的现状

    缺乏系统的管理与培训，监管和管理力度仍需提高。水地源热泵系统的应用、设计和运行都需要专业的设计和施工和运行团队，但是行业目前缺乏统一的培训，从业人员的素质、技术人员的能力等参差不齐。市场监管、政府对行业的监管、产品质量和产品部件的监管都存在缺口，这些都有待于提高和完善。

    各个专业、各部门的配合不得力，缺乏共同参与的精神。水地源热泵的技术有待进一步提升，同时设计人员、甲方、厂家之间配合不到位，各自为利所驱。对于设计人员来说，水地源热泵工程设计要求较高，并不是所有设计人员都能运用自如，因此大部分设计人员倾向于选择设计简单、方便的产品且后期运行稳定型也较高。

    对于甲方来说，自身意识水平也没有达到某种高度，大部分是因为补贴的驱动而选择使用，若在前期投入中应用麻烦、补贴不到位等也会放弃对该产品的使用。最后，对于集成厂家来说，更需要在技术和研究资料上更加完善，应该把样板工程的树立放在更重要的位置。

    湖北地大热能科技有限公司由中国地大大学（武汉）控股，是一家专业的地热开发利用公司，依托中国地质大学的学术优势，组建了一批由海内外学者组成的世界一流的交叉人才团队，聚集了十大优势学科领域（地质学、矿产勘查、地球物理、地球化学、水文地质学、工程地质、环境地质、地理信息系统、管理科学与工程、旅游资源管理）三十多位专家学者，定期研讨地热科学问题、问诊地热实际难题，能专业的解决地源热泵中的所有难题。

    三、热泵系统实际问题的处理

    （1）系统结垢

    结垢的主要原因一是由Ca2+、Mg2+等成垢离子在水温升高时沉积在设备及管网内壁形成水垢；二是水中的泥沙及各种菌藻微生物的生长繁殖，在系统中产生微生物粘泥，附着在设备及管网内壁与水垢混合在一起形成生物性污垢；三是水中的溶解氧及盐类对金属材质产生氧腐蚀和化学腐蚀。

    结垢和腐蚀会使系统传热效率下降，水阻增大，能耗大幅增加，运行成本上升，热泵机组冷凝效率下降，缩短系统设备及管件寿命，降低系统供暖、制冷效果，特别是在过渡季停机一段时间后会堵塞水泵，严重时造成水泵烧毁。

    防治结垢的主要方法有：（1）配备有效的软化水系统，定期对设备进行检查及维护保养，并对软化水进行化验，确保系统水质；（2）配备脱气设施，降低水中空气浓度及溶解氧浓度，保证系统运行，减少系统腐蚀；（3）有计划的为系统添加缓蚀剂、杀菌灭藻剂及阻垢剂，保护设备及管件，降低腐蚀，杀灭水中细菌及藻类，减少粘泥生成，阻止水垢的生成；（4）定期对系统进行排污，定期清洗系统过滤装置。

    （2）系统除沙

    系统水含沙量较大，影响系统换热性能，增加系统运行成本和维护成本，对泵叶轮及机组壳管造成快速磨损，降低设备使用寿命，严重时堵塞水系统，造成系统瘫痪。针对因地质及施工工艺等原因造成的系统含沙量较大的工程，可适当增加除沙设备，并可多级串联使用，经常清理除沙设施，加密机组前过滤网并经常清洗，尽量防止含沙量较大的水进入机组。

    （3）系统水垂

    水锤产生的原因及条件：水泵扬程大；供水高差大；管线长且变化大；水流速度快；阀门开关速度过快；水泵突然停车或供电中断，由水本身的惯性导致水垂事故的发生。

    水锤的危害：水锤引起的系统压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。这种大幅度的压强波动，会引起管道强烈振动，管道接头断开，破坏阀部件及水泵，影响系统运行。严重的造成管道爆管，引起次生灾害。

    水锤的预防措施：在热泵取水系统中最常见的有启停泵水垂有和开关阀水垂启泵水垂影响较小，其治理方法是设置泵的软启动装置；在管道的转弯高处加装自动排气装置；启泵前先将阀门关至20%左右，开启水泵待水充满后再逐渐开启阀门。

    停泵水锤影响最大，其治理方法很多，如降低流速，增加管径及壁厚，加装惯性飞轮等，比较适用的方法有取消普通止回阀，加装缓闭止回阀，安装水垂消除器，甚至安装泄压安全阀也能产生一定的效果开关阀水垂在热泵系统中主要表现在泵停转后止水阀的突然关闭，可以与停泵水垂一并考虑，为防止突然停泵与止回阀的突然关闭，目前较好的方法是为泵加装变频装置，为泵的启停设置斜坡停车功能，斜率可根据系统高差及流速等水垂相关因素进行设定。为防止断电造成斜坡停车功能不能使用，再为系统增设缓闭止回阀，把水垂的事故降到最小。

    （4）水泵扬程过高的调整

    在设计过程中，由于计算或设计理念等原因，会使泵扬程大于实际扬程，如偏差过大，会造成系统水流量成倍增加、电机效率下降，电流上升，系统能耗大，轻则开关长延时保护，重则影响电机绝缘乃至烧毁电机，严重影响系统的安全性与可靠性。

    湖北地大热能科技有限公司首创地源热泵技术“打包”成功推向市场，成为了集地源热泵设计、施工、维护、地源热泵地热井维修、地源热泵设备维修、地源热泵运营托管等为一体的系统服务提供商，目前已累计有20多个业主单位，成功实施了100多个项目，最长的项目已经运行了十几年。