تفاصيل التركيب الرئيسية لأنظمة المضخات الحرارية الأرضية
التخطيط العلمي والبناء الدقيق يضمنان التشغيل عالي الكفاءة
مع تقدم الصين في استراتيجية الكربون المزدوج، تكتسب أنظمة المضخات الحرارية الأرضية (GSHP) شعبية متزايدة في القطاعات السكنية والتجارية والصناعية بفضل كفاءتها في استخدام الطاقة وفوائدها البيئية. ومع ذلك، تؤثر جودة التركيب بشكل مباشر على أداء النظام وعمره الافتراضي وموثوقيته. وقد لخّص خبراء الصناعة تفاصيل التركيب المهمة بناءً على مشاريع واقعية لتوجيه الممارسين.
1. المسح والتصميم الأولي: حلول مصممة خصيصًا للتخفيف من المخاطر
التقييم الجيولوجي والهيدرولوجي
تتطلب أنظمة التناضح العكسي الجوفي مصادر مياه كافية بجودة مياه مؤهلة (مثل: مواد صلبة عالقة ≤ 50 ملغم/لتر، ومحتوى رواسب ≤ 1/200,000). في حال عدم كفاية مصادر المياه، يمكن استخدام أنظمة هجينة (مثل: مصدر مياه + برج تبريد). تتطلب جودة المياه الرديئة معدات معالجة مسبقة مثل مرشحات الرمل أو وحدات التناضح العكسي.
دراسة الحالةفشل مشروع شمالي في اختبار صلابة المياه الجوفية، مما أدى إلى تقشر شديد في المبادلات الحرارية وانخفاض كفاءتها بنسبة 30%. استُعيد الأداء بعد تركيب مُنقي مياه.حساب الحمل واختيار المعدات
تُعد الحسابات الدقيقة لأحمال التبريد/التدفئة، بناءً على نوع المبنى (سكني، فندقي، مصنعي)، ضرورية لتجنب تضخم الحجم. على سبيل المثال، أدى مشروع فندقي بمعدات ضخمة إلى زيادة استهلاك الطاقة بنسبة 25% نتيجةً لطول فترة تشغيله بكفاءات منخفضة.تخطيط تخطيط النظام
يجب أن تكون غرفة الماكينة قريبة من آبار المياه أو حقول الحلقات الأرضية لتقليل طول الأنابيب. يجب تخصيص مساحة للصيانة (مثلاً، مسافة ١٫٢ متر حول الوحدة الرئيسية).
ثانيًا: التركيب والإنشاء: عمليات موحدة لضمان الجودة
تركيب المبادل الحراري الحلقي الأرضي
عمق البئر والتباعد:يوصى بحفر الآبار العمودية على عمق 80-150 مترًا مع تباعد 4-6 أمتار لمنع التداخل الحراري.
مواد الردم:تعمل الرمال الناعمة ذات الموصلية الحرارية العالية أو مواد الردم المتخصصة على تعزيز كفاءة نقل الحرارة.
اختبار الضغط:يجب إجراء اختبار هيدروستاتيكي بضغط 0.8 ميجا باسكال بعد التثبيت، مع الاحتفاظ بالضغط لمدة 24 ساعة للتأكد من عدم وجود تسربات.
إنشاء آبار المياه
عمق البئر ومعدل التدفق:تبلغ عمق الآبار الفردية عادة ما بين 80 إلى 150 مترًا، مع معدلات تدفق تلبي متطلبات الوحدة المضيفة (على سبيل المثال، 0.5 متر مكعب/ساعة لكل 10 كيلو وات من سعة التبريد).
تدابير مكافحة الطمي:قم بتركيب مصائد الرواسب في قاع البئر والمرشحات عند رأس البئر، مع تنظيف جدار البئر بانتظام.
توصيل الأنابيب والعزل
اللحام والحماية من التآكل:تتطلب الأنابيب الفولاذية معالجة مضادة للتآكل (على سبيل المثال، طلاء الإيبوكسي) بعد اللحام.
سمك العزل:اختر سمك العزل بناءً على درجة الحرارة المحيطة (على سبيل المثال، عزل مطاطي بلاستيكي ≥50 مم في المناطق الشمالية).
تركيب الأنظمة الكهربائية والتحكم
تكوين مصدر الطاقة:تتطلب وحدات الاستضافة عالية الطاقة كابلات مخصصة (على سبيل المثال، كابلات نحاسية مقاس 16 مم² لوحدات 30 كيلو وات).
التحكم الذكي:تركيب أجهزة استشعار درجة الحرارة/الرطوبة، وأجهزة قياس التدفق، وأنظمة المراقبة عن بعد لتحسين الطاقة.
ثالثًا. التشغيل والقبول: اختبارات صارمة لضمان الأداء
تنظيف النظام وإخراج الهواء
بعد التثبيت، يجب تنظيف الأنابيب (معدل التدفق ≥ 1.5 متر/ثانية) لإزالة الشوائب، ويجب إخراج الهواء عبر فتحات التهوية الأوتوماتيكية.اختبار الأداء
كفاءة التدفئة/التبريد:يجب أن يتجاوز 90% من قيم التصميم (على سبيل المثال، شرطي ≥4.0).
تقلب درجة حرارة الماء:يجب التحكم في درجة الحرارة ضمن ±2 درجة مئوية أثناء التشغيل.
معايير القبول
يجب أن تتوافق عمليات التفتيش مع الكود الفني لهندسة نظام المضخات الحرارية الأرضية (بريطانيا العظمى 50366-2005)، مع التركيز على سد الأنابيب والسلامة الكهربائية ومقاييس كفاءة الطاقة.
رابعًا: الاتجاهات المستقبلية: الذكاء والتكامل
مع التطورات في إنترنت الأشياء، سوف تتطور أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية نحو التشغيل الذكي + التكامل متعدد الطاقة. على سبيل المثال، تتنبأ خوارزميات الذكاء الاصطناعي بتغيرات الحمل لضبط خرج الوحدة المضيفة تلقائيًا، أو التكامل مع أنظمة الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة لتحسين الكفاءة.