国内外研究现状和发展趋势
随着地热的普及,地热管道结垢堵塞的问题日益突出,这种现象被地热的业内人士称为“城市地热脑血栓”。为此,国内外的学术和工程界的人士多将研发重点放在了地热清洗上,从而在地热工程实践中产生了多种不同门类的清洗设备和清洗工艺。
一、国外的研究现状和发展趋势
由于国外发达国家的基础设施比较完善,环保及能源监管体系比较健全;采暖水质问题不是非常突出,故相关研究报道很少。
有代表性的国家分别为:南韩和澳大利亚
在南韩:
地热清洗虽然也较多采用,但不是工程首选技术。他们的做法是:铺装地热管道时采用“明法”即将地热管直接铺设在混凝土浇筑的楼板表面,然后直接在上面铺设复合地板。当地热管因结生水垢影响采暖效果时,将复合地板起开,把地热管拆下清洗或直接更换地热管。现在又研发出一种拼接模板,施工工艺是:在楼板浇筑完工后,铺设这种表面带凹槽的活动拼接模板,然后再将地热管镶嵌至模板的凹槽中,最后在上面铺设复合地板。这样做的目的就是为更换地热管道或清洗地热管道更方便。
在澳大利亚:
他们的做法与我国大致相同,都是采用“暗铺”工艺,即将地热管道直接铺设在楼板上的水泥地面之下,当地热管道结生水垢时,采用空气压缩机向地热管道中发射“塑料软体子弹”, 通过摩擦作用来推出水垢。工程上称之为“干式清洗”。
二、我国的研究现状和发展趋势
1.与地热配套的过滤器种类
通过对工程实践的调查和参加地热行业展会的了解,我们发现:目前只有一种铜制外壳(或塑料材质外壳)内设一片筒状不锈钢网的角阀式“过滤器”。从工程实践的角度看,这只是一种结构简单的角阀。其实质只能用来阻止施工中误入供热管道内砂石和其他杂物、异物进入地暖管道的部件,而没有任何防止水垢形成的作用。
2.国内经常采用的地热清洗工艺方法和相关设备情况
湿法清洗:
采用有压力的水流或压缩空气,还有采用强酸或强碱介质的。缺陷是:有压力的水流或压缩空气只是将沉积性泥渣冲出,但是却无法清除粘结在地热管壁上的水垢的。而采用强酸或强碱介质清洗水垢虽然效果比较理想,缺陷是:会使地热盘管材质老化并迅速缩短地热使用寿命。
干法清洗:
使用压缩空气推动“塑料软体子弹”进入地热盘管,通过摩擦作用来推出水垢,这种做法的潜在危害是:当地热铺装时,如果地热盘管转弯半径不够,或施工工人强力铺设地热管道时,地热盘管在方向回转处就会形成“死角”,即地热管被折扁,那么“塑料软体子弹”将会永远留在地热盘管中,也就是说;这种清洗使地热盘管存在人为堵死的风险!
微波清洗:
使用产生微波的设备,通过微波振动来达到使水垢脱落的目的。由于水垢成分比较复杂,微波的波段很难准确确定,因此清洗的效果不得而知。
3.地热清洗的主要过程和常用设备
过滤角阀—供暖期间利用采暖用水冲洗—用泵抽—用化学清洗液+泵抽—空压机+化学清洗液+循环泵—干式射弹装置+空压机+连接装置+注水装置(澳大利亚技术)–清洗槽+空压机+微波发生器等。
4.地热清洗的主要特点
其一、清洗设备多、体积大、工艺繁琐、需很大操作空间、需要专业人员操作、善后工作量也大、费用高、用户不胜其烦。
其二、由于地热盘管管路长、管径细、阻力大、结生的水垢具有粘性特征且与管壁结合紧密等因素,故地热清洗只能使管道堵塞程度少量减轻,且作用不大、热效率无明显提高。也同样存在着不宜推广使用的因素。
5.上述现状说明两方面的问题:
一是地热管道结垢堵塞已是不争事实,而且已经发展成为地热行业的“瓶颈”。
二是所有技术手段都指向了“治疗“—即地热管道清洗。
三是设备越来越复杂,数量越来越大,操作人员越来越多和更趋专业化,整个地热行业和用户的运行成本也越来越高。
总之,上述技术手段和设备都是用来不断提高“地热清洗的彻底程度的”,是“治疗城市地热脑血栓”的范畴。
环保节能型民用地热水质过滤器的技术关键及主要创新
一、环保节能型民用地热水质过滤器的技术关键是:
通过物理过滤给地热采暖用水作“透析”,使水质得到净化,同时通过加入化学试剂来阻断水中易形成水垢物质的生成。
二、环保节能型民用地热水质过滤器主要创新
1.技术原理的立足点是:“预防城市地热脑血栓”。
2.使过滤截留并排出的物质在化学试剂的作用下达到对环境无污染,所采用的化学试剂对环境的影响也是安全的。
(因为每年夏季各地供暖用过的水都要放掉,不经过处理的水由于含有大杂质和结生的水垢类沉积物会对地下水和土壤形成污染。)
3.环保节能型民用地热水质过滤器因为能有效阻止地热管道结生水垢,在很大程度上提高了地热的“热交换率”,从而使地热系统“热能利用率”大幅提升,做到了使地热系统节能、经济、高效、安全的运行。
4. 由于它是安装在地热行业的终端—即地热用户的室内,还由于该产品的日常使用、维护工作,用户自己可独立完成,所以将一个行业的复杂和专业化的问题变得越来越简单了,而且可操作性非常强,用户可主动参与,从而促进并完善了地热产业。
5.为解决地热管道堵塞问题提供了一个新的思路并提供了一个成功的工程实践案例。
总之,从任何科学技术不断发展和自我完善的规律而言,积极主动的预防地热管道结垢堵塞的技术路线将是未来的主流,必将取代被动清洗除垢的技术手段。相信不远的将来,环保节能型民用地热水质过滤器一类的产品会越来越多且功能结构成本方便性会不断提升。
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