淺談地源熱泵中央空調的運行和維保

王同朋+王磊

摘 要：地源熱泵中央空調的運行管理不簡單是開關機、抄參數這么簡單。要根據負荷情況，工況參數，環境情況等綜合因素，做出合理的運行管理，合理的運行管理能有效的起到節能降耗，提供并維持舒適環境，延長機組使用壽命等諸多好處。與及時到位的維護保養同等重要。

關鍵詞：地源熱泵；地埋管；運行及維保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.264

地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源（也稱地能包括：地下水、土壤或地表水等），即可供熱又可制冷的高效節能空調系統。具有環保和經濟效益顯著、用應廣泛、維護費用低、使用壽命長、維持生態環境平衡、節省空間等諸多優點。從1997年，中國科技部和美國能源部（DOE）簽署了《中美能效與可再生能源合作議定書》開始地源熱泵項目的合作，到2006年國家建設部頒布《地源熱泵系統工程技術規范國家標準》；將沈陽作為地源熱泵技術推廣城市；建設部發布文件《“十一五”重點推廣技術領域》。作為新型高效的可再生能源技術的地源熱泵技術列入目錄。通過近20年的發展，地源熱泵中央空調在暖通空調中已占據了相當大的份額，作為21世紀最有效、最有發展潛力的供熱和制冷空調技術，對于他的運行和維保管理亦將更為重要和突出，下面我淺談一下以垂直式地源熱泵空調為例的運行及維保管理。

垂直式地源熱泵是通過垂直鉆孔將閉合換熱系統埋置在50-400米深的巖土體與土壤進行冷熱交換，此種系統適合于制冷供熱面積較大的建筑物，周圍有一定的空地，如別墅和寫字樓等。該系統初次投資較高，施工難度相對較大，但占地面積較小。

1 地源熱泵中央空調的運行管理

地源熱泵中央空調的運行管理不簡單是開關機、抄參數這么簡單。要根據負荷情況，工況參數，環境情況等綜合因素，做出合理的運行管理，合理的運行管理能有效的起到節能降耗，提供并維持舒適環境，延長機組使用壽命等。與及時到位的維護保養同等重要。

（1）需要專業、專人管理：配置專業的運行值班人員，值班人員最好是從空調安裝調試階段就介入進來，全面了解并掌握所管項目的空調情況，如管線布局走向、閥門位置、機房主機的各項參數指標等。懂原理會操作，有能處理中央空調應急突發事件的能力。若不能前期介入，在機組投入運行之前，要對運行管理人員做一次全面的理論及實踐操作和注意事項的培訓，并定期開展再培訓工作，（特別是運行人員更替時，要及時進行）達到溫故知新的目的。防止運行管理人員對機組不熟悉而出現責任事故。

（2）制定完善的制度、標準和流程等：中央空調是樓宇中的大型運行設備，其正常運行能為樓內工作人員提供一個舒適的工作環境，為此必須要有一系列的相關制度標準和流程等來規范、約束或指導運行管理人員去落實工作，例如：《滿液式地源熱泵中央空調運行記錄表》、《地源熱泵中央空調巡視巡查制度》及《流程》、《地源熱泵中央空調運行管理規程》、《中央空調機房管理規定》、《地源熱泵中央空調維保操作規程》、《地源熱泵中央空調應急突發事件處理預案》等。光有了完善的制度、標準和流程還是不夠的，要求運行管理人員要熟練掌握，融會貫通，熟練操作并落實到位。

（3）定時巡視：根據地源熱泵中央空調的實際情況，制定合理的巡視標準。一般每小時對機房內的主機、使用側和地源側（以下稱高低壓側）循環設備、高低壓側補水系統等進行巡視巡查一次，按時巡查至關重要，能及時了解掌握整個空調系統的運行情況，巡視時對所記錄的各運行參數進行綜合分析，并根據實時工況需要進行合理調整，以達到節能運行的目的，同時便于發現問題及時處理，將問題或事故消滅在萌芽狀態，以減少不必要的麻煩與損失，切勿以抄表寫記錄為目的而去巡視，以至于空調機組出現了故障仍未及時發現，而延誤了最佳處理時機，造成了更大的麻煩與損失。

（4）巡視工作要全面到位：中央空調系統的每一個環節的巡視都很重要，不要因為是一個小小的壓力表、一個排氣閥而去忽視。千里之堤毀于蟻穴。壓力表壞了就不能正確的讀取和反映系統的實際壓力，從而影響對系統的數據分析；排氣閥壞了導致系統內的氣體排不出去造成氣堵而影響機組運行。所以大到主機，小到末端的一個排氣閥，都要去巡視，只不過可以從巡視的頻率周期上做好區分。在巡視過程中要做到眼觀六路耳聽八方，例如：有無異常噪音、異味、異常溫升、跑冒滴漏等等，巡視人員要用心、細心、專心去巡視，說到底巡視人員的責任心很重要，節能運行的程度、問題發現及時與否都與巡視人員的責任心息息相關。

2 地源熱泵中央空調的維保

中央空調在運行過程中難免會出現這樣或那樣的故障，下面就地源熱泵中央空調所特有的地埋管管道破裂而跑水故障做一下分析處理：

（1）換季模式轉換水路切換時，高低壓側傳壓造成管道破裂：在機房內的高低壓側水路切換的8個大閥門（4個常開4個常閉），當切換不到位時造成的傳壓，此種現象較多出現在蝶閥當中，由于機房空間所限、設計或安裝成本等因素，很多項目采用了蝶閥作為水路系統的切換閥門。整改建議：1）若機房空間允許，將蝶閥更換為閘板閥，會相應避免或減少此種現象。2）采用盲板取代當季轉換需要關閉的4個閥門，用盲板封堵后會100%避免傳壓泄漏的現象。3）定期更換新蝶閥，若沒有空間更換閘閥，以定期更換新閥門為宜，（一般三年或五到六個運行季進行更換為宜，使用越久老化越嚴重，出現泄漏傳壓現象越頻繁）并在轉換時，將地源側的分集水器上的總閥門關閉，觀察靜壓時和高壓側運行時的地源側壓力情況，確保不傳壓才能開啟地源側運行。

（2）高低壓側共用補水系統傳壓而引起的管道破裂：由于機房空間所限、設計或安裝成本等因素，很多項目采用高低側壓系統共用補水系統，當高低壓兩側間的轉換閥門故障而發生傳壓時，高壓瞬間壓入低壓側造成管道破裂；另若自動補水，自動控制失控時，補水不止，亦能造成管道破裂。建議高低壓側補水系統分開，獨立補水，高壓側使用軟化水自動補水系統，低壓側采用高水箱靜壓補水。高水箱靜壓補水箱的設立，應考慮到水箱的高度、容量、補水量等因素，考慮到地源側的運行壓力為2Kg左右（不易超過3Kg），水箱設立在機房以上5-6米左右，容量5-6立方米，地埋管系統為閉式系統水量損失較少，且不受氣候溫度的影響，一般恒定。建議在靜壓補水管道上安裝水表一塊，定時巡視查看水表的流量數值，若出現突然補水量過大等異常現象，可推斷為地埋管系統有泄漏，應及時采取措施，防止事態擴大。

（3）安裝施工工藝不當造成的管道破裂：如：管道在鋪設時回填護砂層時夾雜了較大石塊而壓壞、焊接工藝不佳、管道在施工時造成硬傷未發現更換以及材質問題、回填沙土沉降不均等造成接頭開裂或破裂。以上情況為設計安裝時期出現的因素，只有在施工檔期加以注意避免，在運行管理期不能避免，只能在后期發生時補救。

（4）地源側循環泵的啟動運行方式不同，亦能造成管道破裂：有的循環系統循環泵在安裝時采用“三角形”接法直接啟動運行，由于地埋管系統相對較大，水的慣性勢能較大，從而對管道壁的沖擊力也較大，最終在較為薄弱的環節部位出現破裂而漏水。建議：改造為“星-三角”方式，星型低速啟動，三角高速運行，以減緩對管道壁的沖擊力，從而降低跑水事故。

（5）管道破裂的修復：不管是何種原因造成的管道破裂，當達到一定程度時，都會影響空調機組的正常運行。一般在初次出現地埋管破裂的時候，會選擇將此破裂管井所在的支路上的分集水器上的閥門關閉，一般每一個門集水器支路上約分配安裝7-10口地埋管井，隨著關閉的分集水器支路越來越多，空調機組的供暖制冷效果也越來越差，當關閉的支路地埋管井數量達到總設計的20%時，將直接影響開機數量，且效果直線下降，當達到30%時機組將無法開機運行。那么勢必要進行地埋管井的開挖檢修，根據相關經驗，地埋管破裂一般出現在匯集橫管（離路面約1.6米左右）或橫管下1米的范圍內，若漏水出現在綠化帶內，沿冒水處直接下挖一般就能直接找到管道破裂口，將破裂處做好修復處理即可。若破裂漏水處在硬化路面上，則要探找，可以采用水鉆鉆探方法進行初步確定，在開挖切割路面找出漏水口進行修復。若地埋管井的破裂口在較深的地方，不便施工，可以采取單獨將此管井封閉的方法，以便開啟被關閉的此支路的其他管井投入運行，因為在實際施工時，建設單位一般會考慮多于設計量而多打一部分備用管井，來預防此種現象，但是在檢修時要全力修復。在整體個檢修過程中，要嚴格按照相應規范的施工工藝進行施工，以完成開挖、管道修復、回填等施工，防止再返工。

以上觀點難免有不當之處，請各位老師及同行提出批評指正。總之，細致的運行管理和嚴謹的維護保養很是重要，是設備管理單位必須要做好的，隨著設備智能化，人性化的提高，我們所面臨的問題，亦將有所改變或復雜，這也激勵著我們空調管理人員不斷地探索與提高。