孫經(jīng)理
設(shè)備生產(chǎn)的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)從嚴(yán)寒地區(qū)至熱帶地區(qū)均適用,可為辦公樓、賓館、醫(yī)院、飯店、商店、超市、幼兒園、別墅、居民小區(qū)等各類建筑物提供冷暖兩用空調(diào)系統(tǒng),并可同時(shí)提供生活熱水。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的供暖和制冷費(fèi)用只相當(dāng)于普通空調(diào)系統(tǒng)供暖和制冷費(fèi)用的30-70%。本項(xiàng)目所研究的技術(shù)成果在技術(shù)上已成熟,作為替代傳統(tǒng)供熱和供冷模式,具有很大的發(fā)展?jié)摿?/span>
質(zhì)量承諾:公司承諾保證所提供的所有貨物是全新的未使用過(guò)的,是采用*的工藝和技術(shù)制造而成的,并且*符合國(guó)家規(guī)定的規(guī)格、性能質(zhì)量要求,我公司承諾合同設(shè)備經(jīng)過(guò)專業(yè)正確的安裝、調(diào)試、維修養(yǎng)護(hù)、合理操作在其使用壽命內(nèi)具有滿意的性能。
機(jī)組簡(jiǎn)介
安新地源熱泵一時(shí)報(bào)價(jià),“”水源熱泵*空調(diào)具有xian進(jìn)水平的健康、環(huán)保、節(jié)能型*空調(diào)系統(tǒng)。其利用地下水常年溫度保持在恒定范圍(10℃-25℃)的特點(diǎn),以地能(地下水、土壤)為主要能源,電能為輔助能源,通過(guò)*的水源熱泵*空調(diào)系統(tǒng),將地下取之不盡,但不能直接利用的低位能開發(fā)利用,成為可利用的高位能(冬季從地下吸收熱量,夏季向大地放出熱量,再由水源熱泵*空調(diào)系統(tǒng)向建筑物供冷供熱),滿足冬季供暖、夏季制冷的需要。該系統(tǒng)和常規(guī)的供熱空調(diào)系統(tǒng)相比大約節(jié)能50%,是一種利用可再生能源的高效、節(jié)能、健康、環(huán)保的既可供暖又可制冷的新型空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵集中控制器運(yùn)用智能芯片,結(jié)合節(jié)能理論的應(yīng)用,并采用*的集中控制模式,模塊化的控制單元,良好的人機(jī)交互系統(tǒng),豐富的通訊接口等技術(shù),將大大提高系統(tǒng)節(jié)能比例,降低運(yùn)行費(fèi)用,更有助于市場(chǎng)推廣新能源系統(tǒng),*國(guó)內(nèi)此領(lǐng)域的技術(shù)空白,新能源行業(yè)朝著注重建設(shè),更注重運(yùn)行的方向發(fā)展,確實(shí)實(shí)現(xiàn)新能源代替高排放能源的目標(biāo)
控制器六大優(yōu)勢(shì)
1、多種節(jié)能運(yùn)行方式,比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)節(jié)能30%
2、采用機(jī)組、泵組群控策略,連鎖自動(dòng)運(yùn)行機(jī)房?jī)?nèi)各設(shè)備
3、集成多種通訊方式:RS485、TCP/IP、3G無(wú)線通訊
4、三維立體展示系統(tǒng)原理圖,方便用戶操作,提供良好的人機(jī)交互界面
5、強(qiáng)大的擴(kuò)展能力,可支持多臺(tái)主機(jī)系統(tǒng)的集控產(chǎn)品
6、依據(jù)美國(guó)UL標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造,擁有UL、FCC等認(rèn)證
水源熱泵的概念
水源熱泵是利用地球水所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷、熱源,進(jìn)行轉(zhuǎn)換的空調(diào)技術(shù)。
水源熱泵可分為地源熱泵和水環(huán)熱泵。地源熱泵包括地下水熱泵、地表水(江、河、湖、海)熱泵、土壤源熱泵;利用自來(lái)水的水源熱泵習(xí)慣上被稱為水環(huán)熱泵。
水源熱泵的原理
安新地源熱泵一時(shí)報(bào)價(jià)地球表面淺層水源(一般在1000 米以內(nèi)),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太陽(yáng)進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰?,并且水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵技術(shù)的工作原理就是:通過(guò)輸入少量高品位能源(如電能),實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源,即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來(lái),釋放到水體中去,由于水源溫度低,所以可以高效地帶走熱量,以達(dá)到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的;而冬季,則是通過(guò)水源熱泵機(jī)組,從水源中“提取”熱能,送到建筑物中采暖。
適用項(xiàng)目
1、新建傳統(tǒng)水冷空調(diào)機(jī)房系統(tǒng);
2、新建地源熱泵機(jī)房系統(tǒng);
3、水冷空調(diào)機(jī)房系統(tǒng)節(jié)能改造;
4、地源熱泵機(jī)房系統(tǒng)節(jié)能改造;
5、主機(jī)廠家集控系統(tǒng)配套;
6、空調(diào)系統(tǒng)合同能源管理項(xiàng)目
水源熱泵的優(yōu)點(diǎn)
水源熱泵與常規(guī)空調(diào)技術(shù)相比,有以下優(yōu)點(diǎn):
1、高效節(jié)能
水源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比(COP值)zui高的制冷、制熱方式,理論計(jì)算可達(dá)到7,實(shí)際運(yùn)行為4~6。
水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為12~22℃,水體溫度比環(huán)境空氣溫度高,所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高,能效比也提高。而夏季水體溫度為18~35℃,水體溫度比環(huán)境空氣溫度低,所以制冷的冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式,從而提高機(jī)組運(yùn)行效率。水源熱泵消耗1kW.h的電量,用戶可以得到4.3~5.0kW.h的熱量或5.4~6.2kW.h的冷量。與空氣源熱泵相比,其運(yùn)行效率要高出20~60%,運(yùn)行費(fèi)用僅為普通*空調(diào)的40~60%。
2、屬可再生能源利用技術(shù)
水源熱泵是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器,收集了47%的太陽(yáng)輻射能量,比人類每年利用能量的500倍還多(地下的水體是通過(guò)土壤間接的接受太陽(yáng)輻射能量),而且是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng),地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對(duì)的均衡。這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無(wú)限的太陽(yáng)能或地能成為可能。所以說(shuō),水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。
3、節(jié)水省地
以地表水為冷熱源,向其放出熱量或吸收熱量,不消耗水資源,不會(huì)對(duì)其造成污染;省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲(chǔ)油房、冷卻塔等設(shè)施,機(jī)房面積大大小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng),節(jié)省建筑空間,也有利于建筑的美觀。
4、環(huán)保效益顯著
水源熱泵機(jī)組供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)?、然油等鍋爐房系統(tǒng),無(wú)燃燒過(guò)程,避免了排煙、排污等污染;供冷時(shí)省去了冷卻水塔,避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以,水源熱泵機(jī)組運(yùn)行無(wú)任何污染,無(wú)燃燒、無(wú)排煙,不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵,不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng),對(duì)環(huán)境非常友好,是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
5、一機(jī)多用,應(yīng)用范圍廣
水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào),還可供生活熱水,一機(jī)多用,一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物,水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源,而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿足供熱和供冷的要求,減少了設(shè)備的初投資。其總投資額僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的60%,并且安裝容易,安裝工作量比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)少,安裝工期短,更改安裝也容易。
水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑,小型的水源熱泵更適合于別墅、住宅小區(qū)的采暖、供冷。
6、運(yùn)行穩(wěn)定可靠,維護(hù)方便
水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定,其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng),水體溫度較恒定的特性,使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性;采用全電腦控制,自動(dòng)程度高。由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單、機(jī)組部件少,運(yùn)行穩(wěn)定,因此維護(hù)費(fèi)用低,使用壽命長(zhǎng)。
7、符合國(guó)家政策,獲得政策性支持
國(guó)家十分重視可再生能源開發(fā)利用工作,《中華人民共和國(guó)可再生能源法》已于2006年1月1日起實(shí)施;同時(shí),在《國(guó)家中*科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中,又把大力發(fā)展和規(guī)模化應(yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。從國(guó)家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度,對(duì)可再生能源的發(fā)展應(yīng)用予以強(qiáng)力推動(dòng)。
國(guó)家*、建設(shè)部已經(jīng)發(fā)文《關(guān)于推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實(shí)施意見》以及《可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金管理暫行辦法》,明確指出“十一五”期間,可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為25%以上,到2020年,可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為50%以上,這為我國(guó)水源熱泵的發(fā)展提供了良好的環(huán)境和強(qiáng)勁的動(dòng)力。
分類
1、利用地下水形式
說(shuō)明:就是通常所說(shuō)的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過(guò)建造抽水井群將地下水抽出,通過(guò)二次換熱或直接送至水源熱泵機(jī)組,經(jīng)提取熱量或釋放熱量后,由回灌井群灌回地下。無(wú)論是深井水,還是地下熱水都是熱泵的良好的低位熱源。地下水位于較深的地方,由于地層的隔熱作用,其溫度隨季節(jié)氣溫的波動(dòng)很小,特別是深井水的水溫常年基本不變,對(duì)熱泵的運(yùn)行十分有利。通常系統(tǒng)包括帶潛水泵的取水井和回灌井。
2、利用地表水形式
說(shuō)明:由浸泡在水面以下的、多重并聯(lián)的塑料管組成的整體,做為地下水熱交換器,它們被連接到建筑物中,并且在北方地區(qū)需要進(jìn)行防凍處理。利用包括江水、河水、湖水、水庫(kù)水以及海水作為熱泵冷熱源。
3、垂直地埋管形式
說(shuō)明:以U形管狀垂直安裝在豎井之中。通過(guò)中間介質(zhì)(通常為水或者是加入防凍劑的水)作為熱載體,使中間介質(zhì)在土壤耦合地?zé)峤粨Q器的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行熱交換的目的。
4、水平地埋管形式
說(shuō)明:以U形管狀水平安裝在地表挖的溝渠之中。通過(guò)中間介質(zhì)(通常為水或者是加入防凍劑的水)作為熱載體,使中間介質(zhì)在土壤耦合地?zé)峤粨Q器的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行熱交換的目的。
海水水源熱泵
機(jī)組簡(jiǎn)介
蒸發(fā)器為滿液式結(jié)構(gòu),冷凝器和蒸發(fā)器均采用特殊防腐材料制造, 其利用海水(或地下腐蝕性較強(qiáng)水質(zhì))常年溫度保持在恒定范圍(7 ℃ -25 ℃)的特點(diǎn),以 海水(或地下)為主要能源,電能為輔助能源,通過(guò)*的水源熱泵*空調(diào)系統(tǒng),將大海中(地下)取之不盡,但不能直接利用的低位能開發(fā)利用,成為可利用的高位能(冬季從海水/地下 吸收熱量,夏季向海水/地下中放出熱量,再由水源熱泵*空調(diào)系統(tǒng)向建筑物供冷供熱),可同時(shí)滿足冬季供暖、夏季制冷以及生活用水的需要。該系統(tǒng)和常規(guī)的供熱空調(diào)系統(tǒng)相比大約節(jié)能50% ,是一種利用可再生能源的高效、節(jié)能、健康、環(huán)保的既可供暖又可制冷的新型空調(diào)系統(tǒng)。(注:上述地下水指不能被用做生活用,不能飲用的帶有一定腐蝕性的地下水源,比如山東北部地區(qū)以及各沿海部分地區(qū)的地下水源都如此,此地區(qū)若采用打井方式安裝水源熱泵,也必須采用海水式機(jī)組。)
兩器說(shuō)明
海水機(jī)組不但要具備*的系統(tǒng)設(shè)計(jì),而且更好具備換熱器經(jīng)久耐用的特性,除機(jī)房以外的一系列防護(hù)措施外,機(jī)組內(nèi)部的冷凝器和蒸發(fā)器是海水機(jī)組的重要組成部分。兩器的耐腐蝕性和良好的換熱性,決定著整套系統(tǒng)的穩(wěn)定和機(jī)組的使用壽命。
1、海水冷凝器
采用橫置殼管式冷凝器,熱交換管為外螺紋合金管,冷凝器兩端蓋為可拆式,可拆下端蓋清洗銅管,冷凝器筒身上裝有安全閥,保證制冷系統(tǒng)安全工作。
2、滿液式海水蒸發(fā)器
滿液式蒸發(fā)器,熱交換管采用外螺紋合金管,提高機(jī)組的換熱面積,兩端蓋為可拆式,可拆下端蓋清洗銅管,蒸發(fā)器外表貼附進(jìn)口保溫材料,避免冷量損失。
水源熱泵*空調(diào)水系統(tǒng)中存在的問(wèn)題
1.由于水源熱泵機(jī)組采用地下水來(lái)作為外循環(huán)水,地下水含有一定量的泥沙和懸浮物,使其在進(jìn)入設(shè)備時(shí)會(huì)對(duì)機(jī)組、管、閥造成一定的損傷,含沙量高和渾濁度高的地下水,若在使用過(guò)程中未處理,則回灌時(shí)會(huì)造成含水層堵塞,使回水量逐漸降低。
2.地下水還含有不同的離子、分子、化合物和氣體,是地下水具有酸堿度、硬度和腐蝕性等化學(xué)性質(zhì),會(huì)對(duì)機(jī)組材質(zhì)造成一定的影響,特別是在冬季制熱情況下,水溫常常在50℃以上,水中的鈣、鎂離子容易析出結(jié)垢,影響換熱結(jié)果
地源熱泵*空調(diào)之水處理方案
如果水源的水質(zhì)不適于地源熱泵使用時(shí),可以采取相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行水質(zhì)處理,使其符合機(jī)組要求。在水源系統(tǒng)中經(jīng)常使用的水處理技術(shù)有以下幾種:
1.當(dāng)水源水中含啥量較高時(shí),可在水源水管路系統(tǒng)中加裝旋流除砂器降低水中含砂量,避免機(jī)組和管閥遭受磨損和堵塞
2.有些水源渾濁度較大,當(dāng)水質(zhì)處理不當(dāng),回灌時(shí)會(huì)造成含水層堵塞,回灌水量逐漸降低,影響供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命??梢园惭b“全程處理器”解決系統(tǒng)中的水質(zhì)問(wèn)題。
地源空調(diào)系統(tǒng)的社會(huì)效益
我國(guó)大部分地區(qū)冬冷夏熱,夏天大量地使用風(fēng)冷空調(diào),造成某些大城市供電緊張,形成電荒,為了確保不會(huì)造成斷電等問(wèn)題出現(xiàn),有些城市夏天限制用電量。另外,因?yàn)椴糠值貐^(qū)沒(méi)有暖氣供應(yīng),冬天使用電爐取暖,造成電力供應(yīng)緊張。因此,冬天供暖價(jià)格的上調(diào)使供暖的運(yùn)行費(fèi)用有所提高,再加上供暖造成的污染嚴(yán)重,讓我們不得不思考采用一些節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)品。
地源熱泵機(jī)組制冷、供暖所需能量3/4左右來(lái)自地下,另外1/4左右來(lái)自電力輸入,從而減少一次性的礦物能源消耗;不向室外排冷、熱風(fēng),減少城市熱島效應(yīng)。對(duì)環(huán)境非常友好。
地源熱泵空調(diào)是一種使用可再生能源的高效節(jié)能、環(huán)保型的工程系統(tǒng)。冬季向建筑物供熱,夏季又可供冷??蓮V泛應(yīng)用于各類建筑中,如商業(yè)樓宇、公共建筑、住宅公寓、學(xué)校、醫(yī)院等。隨著21現(xiàn)在,我國(guó)對(duì)建筑節(jié)能的要求越來(lái)越高。減少我國(guó)冬季采暖和夏季供冷所造成的大氣污染,降低供暖空調(diào)系統(tǒng)的能耗、節(jié)約能源是每個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)。特別是近幾年來(lái),大中城市為改善大氣環(huán)境,大力推廣使用包括可再生能源的清潔能源。隨著人們生活水平的提高,建筑物不僅要滿足冬季采暖的要求,而且需要夏季空調(diào)降溫,地源熱泵技術(shù)提供了這一問(wèn)題的有效解決方案。
地源熱泵豎直地埋管換熱器的熱平衡問(wèn)題及解決方案
地源熱泵是以大地為熱源對(duì)建筑進(jìn)行供熱或制 冷的技術(shù)。作為一項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能技術(shù)正在 逐步走向成熟,它有著空氣源熱泵不可比擬的優(yōu)點(diǎn),地埋管地源熱泵系統(tǒng)只會(huì)引起土壤溫度的變化,而不 會(huì)引起地下水位下降和地面的沉降,也不存在地下水 污染和回灌不*等問(wèn)題。是一種對(duì)環(huán)境比較安全的 取、放熱方式。 地源熱泵系統(tǒng)中的地埋管換熱器分為水平地埋管換熱器和豎直地埋管換熱器,水平地埋管換熱器通 常距離地面 1~2 m,由于埋深較淺,可以和地面進(jìn)行 充分的熱交換,因此,不存在地下土壤的熱平衡問(wèn)題。 豎直埋管換熱器通常埋深在 30~100 m 之間,其熱交 換對(duì)象是深層土壤,而深層土壤又不可能與地表環(huán)境 進(jìn)行充分的熱交換,就容易使得土壤出現(xiàn)取、放熱的 不平衡。
1 、地下土壤熱失衡的原因
冬季通過(guò)熱泵提取地下的低位熱能給建筑物供 暖,同時(shí),地下埋管周圍的溫度降低;夏季通過(guò)熱泵把 建筑物中的熱量傳輸給大地,對(duì)建筑物降溫,同時(shí),地 下埋管周圍的溫度升高。顯然,這種溫度的升高或降 低,對(duì)當(dāng)年采暖(或空調(diào))季的地埋管換熱器的傳熱性 能有一定影響。如果在 1 年中冬季從地埋管換熱器中 抽取的熱量與夏季向地埋管換熱器輸入的熱量平衡, 則地埋管換熱器在數(shù)年的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,地下的年平 均溫度沒(méi)有變化,對(duì)地埋管換熱器的性能沒(méi)有影響。 在夏熱冬冷地區(qū),供冷和供暖的天數(shù)相差無(wú)幾, 冷熱負(fù)荷基本相等,因此,垂直地埋管地源熱泵的使用區(qū)域是夏熱冬冷和冬夏冷熱負(fù)荷相當(dāng)?shù)牡貐^(qū)。 在寒冷地區(qū)由于其冬季熱負(fù)荷大于夏季冷負(fù)荷,造成 熱泵從地下土壤的吸熱量大于夏季向土壤的排熱量, 致使土壤溫度逐漸降低、設(shè)備耗功率上升、供熱性能 系數(shù) COP 降低,一般情況下,土壤溫度降低 1 ℃,會(huì) 使制取同樣熱量的能耗增加 3%~4%。同理,對(duì)于南 方地區(qū),由于夏季空調(diào)冷負(fù)荷大于冬季熱負(fù)荷,可能 造成地下土壤的溫度升高 ,進(jìn)而致使機(jī)組的冷凝溫 度提高、制冷量減少、設(shè)備耗功率上升。因此,維持垂 直埋管地源熱泵地下?lián)Q熱系統(tǒng)的吸、放熱平衡是熱泵 系統(tǒng)正常、高效運(yùn)行的可靠保證。
2、利用太陽(yáng)能的可行性
在嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū),垂直地埋管熱泵的地下 換熱系統(tǒng)冬季向土壤吸收的熱量遠(yuǎn)大于夏季向土壤 的排放熱量。此時(shí),為了使土壤能夠維持熱平衡狀態(tài)、 保證熱泵的運(yùn)行效率,就需要增設(shè)一個(gè)向系統(tǒng)提供熱 量的輔助熱源。太陽(yáng)能作為一種取之不盡、用之不竭 的綠色環(huán)保能源,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人們利 用太陽(yáng)能的技術(shù)趨于成熟,從而使其應(yīng)用于建筑物的 采暖制冷系統(tǒng)中成為可能。另外,太陽(yáng)能利用比較靈活,規(guī)??纱罂尚?,在日照條件好的情況下,以太陽(yáng)輻 射熱作為蒸發(fā)器熱源的熱泵系統(tǒng)可以獲得比空氣源 熱泵更高的蒸發(fā)溫度,其系統(tǒng)的能效比(COP)可達(dá)到 4 以上??梢?,以太陽(yáng)能作為地源熱泵的輔助熱源土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
1、土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的組成
主要由地源熱泵空調(diào)機(jī)組、土壤源熱泵換熱器、循環(huán)水泵、末端裝置、管路系統(tǒng)及相關(guān)附件組成。
2、土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)
土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng),就是在地下埋設(shè)管道作為換熱器,管道與熱泵機(jī)組連接形成閉式環(huán)路,管道中有液體流動(dòng)通過(guò)循環(huán)將熱泵機(jī)組的凝結(jié)熱通過(guò)管道散入地下(供冷工況),或從大地吸取熱量供給熱泵機(jī)組向建筑物供熱(供熱工況)。土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要部分為土壤源熱泵換熱器的設(shè)計(jì),故下文就以換熱器的設(shè)計(jì)進(jìn)行展開。
3、豎直埋管換熱器型式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
⑴、豎直埋管換熱器型式
土壤源熱泵換熱器有多種型式,按埋管方式分水平埋管、豎直埋管、螺旋埋管等。這三種埋管型式各有自身的特點(diǎn)和應(yīng)用環(huán)境。在國(guó)內(nèi)采用豎直埋管更顯示出其*性:節(jié)約用地面積,換熱性能好,可安裝在建筑物基礎(chǔ)、道路、地、廣場(chǎng)、操場(chǎng)等下面而不影響上部的使用功能,甚至可在建筑物樁基中設(shè)置埋管,見縫插針充分利用可利用的土地面積。地下熱交換器中流體流動(dòng)的回路形式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種,串統(tǒng)管徑較大,管道費(fèi)用較高,并且長(zhǎng)度壓降特性限制了系統(tǒng)能力。并統(tǒng)管徑較小,管道費(fèi)用較低,且常常布置成同程式,當(dāng)每個(gè)并聯(lián)環(huán)路之間流量平衡時(shí),其換熱量相同,其壓降特性有利于提高系統(tǒng)能力。因此,實(shí)際工程一般都采用并聯(lián)同程式。結(jié)合上文,即常采用U型管并聯(lián)同程的熱交換器型式。zui常用的豎直埋管換熱器型式就是由垂直埋入地下的U型管并聯(lián)同程的熱交換器型式。
⑵、豎直埋管深度
豎直埋管可深可淺,須根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件而定,如20m、30m ……直到200m以下。確定深度應(yīng)綜合考慮占地面積、鉆孔設(shè)備、鉆孔成本和工程規(guī)模,熱傳導(dǎo)效果等。例如天津地區(qū)地表土壤層很厚,鉆孔費(fèi)用相對(duì)便宜,宜采用較深的豎直埋管,因深埋管的成本低、換熱性能好、并可節(jié)約用地。但據(jù)相關(guān)研究表明:U型管的換熱主要是在進(jìn)水支管內(nèi)完成的,隨著鉆孔深度的增加,出水支管引起的溫升降低,支管間的熱短路加劇。因此在滿足工作功率的前提下,縮短鉆孔深度不但能降低成本,還可以減少熱短路的影響。因此建議鉆孔深度不超過(guò)150米為宜。
⑶、豎直埋管材料
一般來(lái)講,一旦將換熱器埋入地下后,基本不可能進(jìn)行維修或更換,這就要求保證埋入地下管材的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定并且耐腐蝕。常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中使用的金屬管材在這方面存在嚴(yán)重不足,而塑料管具有耐腐蝕、易加工、傳熱性能可滿足換熱要求、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。由于需要埋入地下的管道的數(shù)量較多,故應(yīng)該優(yōu)先考慮使用價(jià)格較低的管材。所以土壤源熱泵系統(tǒng)中一般采用塑料管材。目前zui常用的是聚乙烯(PE)和聚丁烯(PB)管材,它們可以彎曲或熱熔形成更牢固的形狀,可以保證使用50年以上;而PVC管材由于不易彎曲,接頭處耐壓能力差,容易導(dǎo)致泄漏,因此,不*用于地下埋管系統(tǒng)。
⑷、確定管徑
在實(shí)際工程中確定管徑必須滿足兩個(gè)要求:
①、管道要大到足夠保持zui小輸送功率;
②、管道要小到足夠使管道內(nèi)保持紊流以保證流體與管道內(nèi)壁之間的傳熱。
顯然,上述兩個(gè)要求相互矛盾,需要綜合考慮。一般并聯(lián)環(huán)路用小管徑,集管用大管徑,地下熱交換器埋管常用管徑有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm,管內(nèi)流速控制在1.22m/s以下,對(duì)更大管徑的管道,管內(nèi)流速控制在2.44m/s以下。
⑸、豎直埋管換熱器鉆孔孔徑及回填材料
豎直埋管換熱器的形成是從地面向下鉆孔達(dá)到預(yù)計(jì)深度,將制作好的U型管下入孔中,然后在孔中回填不同材料。在接近地表層處用水平集水管、分水管將所有U型管并聯(lián)構(gòu)成地下?lián)Q熱器。根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同,鉆孔孔徑可以是Ф100、Ф150、Ф200或Ф300,某些地區(qū)地表土壤層厚,為了鉆孔、下管方便多采用大孔徑。回填材料可以選用澆鑄混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料選擇要兼顧工程造價(jià)、傳熱性能、施工方便等因素。從實(shí)際測(cè)試比較澆鑄混凝土換熱性能,但造價(jià)高、施工難度大,但可結(jié)合建筑物樁基一起施工。回填沙石或碎石換熱效果比較好,而且施工容易、造價(jià)低,可廣泛采用。
5、豎直埋管換熱器的設(shè)計(jì)
?、?、選擇熱交換器形式 地埋管地源熱泵系統(tǒng)的熱交換器形式有水平(臥式)或垂直(立式)兩種形式,具體選擇那種形式應(yīng)根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)條件如場(chǎng)地大小、地質(zhì)條件等綜合考慮。
在現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上,考慮現(xiàn)場(chǎng)可用地表面積、當(dāng)?shù)赝寥李愋鸵约般@孔費(fèi)用,確定熱交換器采用垂直豎井布置或水平布置方式。盡管水平布置通常是淺層埋管,可采用人工挖掘,初投資一般會(huì)便宜些,但它的換熱性能比豎埋管小很多,并且往往受可利用土地面積的限制,所以在實(shí)際工程中,一般采用垂直埋管布置方式。
根據(jù)埋管方式不同,垂直埋管大致有3種形式:①U型管②套管型③單管型。套管型的內(nèi)、外管中流體熱交換時(shí)存在熱損失。單管型的使用范圍受水文地質(zhì)條件的限制。U型管應(yīng)用zui多,管徑一般在50mm以下,埋管越深,換熱性能越好:zui深的U型管埋深已達(dá)180m。U型管的典型環(huán)路有3種,其中使用zui普遍的是每個(gè)豎井中布置單U型管。然后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行圓整,若計(jì)算結(jié)果偏大,可以增加豎井深度,但不能太深,否則鉆孔和安裝成本大大增加。相關(guān)研究表明:U型管的換熱主要是在進(jìn)水支管內(nèi)完成的,隨著鉆孔深度的增加,出水支管引起的溫升降低,支管間的熱短路加劇。因此在滿足工作功率的前提下,縮短鉆孔深度不但能降低成本,還可以減少熱短路的影響。
⑵、豎直埋管總長(zhǎng)度、井間距以及豎直埋管布置形式
主要是以所選擇機(jī)組的總負(fù)荷,依據(jù)地質(zhì)特性參考每米深度的熱含量來(lái)確定總的打井深度(管長(zhǎng))。結(jié)合工程場(chǎng)地可一字型布置、L型布置或矩陣型布置均可,根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析,U型豎直埋管間距以4.5—6m為宜。關(guān)于豎井間距有資料指出:U型管豎井的水平間距一般為4.5m,也有實(shí)例中提到DN25的U型管,其豎井水平間距為6m,而DN20的U型管,其豎井水平間距為3m。
⑶、確定豎直埋管水流速度
豎直埋管中如提高水流速度則換熱量可適當(dāng)增加,但增加量不與流速提高量成比例。豎直埋管中水流應(yīng)為紊流狀態(tài),流速太快會(huì)增加循環(huán)水泵能量消耗,流速取1m/s左右為宜。<⑷、計(jì)算管道壓力損失
在同程系統(tǒng)中,選擇壓力損失zui大的熱泵機(jī)組所在環(huán)路作為zui不利環(huán)路進(jìn)行阻力計(jì)算??刹捎卯?dāng)量長(zhǎng)度法,將局部阻力件轉(zhuǎn)換成當(dāng)量長(zhǎng)度,和管道實(shí)際長(zhǎng)度相加得到各不同管徑管段的總當(dāng)量長(zhǎng)度,再乘以不同流量、不同管徑管段每100m管道的壓降,將所有管段壓降相加,得出總阻力。
⑸、確定水泵型號(hào)
根據(jù)上述計(jì)算zui不利環(huán)路所得的管道壓力損失,再加上熱泵機(jī)組、平衡閥和其他設(shè)備元件的壓力損失,確定水泵的揚(yáng)程,需考慮一定的安全裕量。根據(jù)系統(tǒng)總流量和水泵揚(yáng)程,選擇滿足要求的水泵型號(hào)及臺(tái)數(shù)。
6、地埋系統(tǒng)綜述
1、確定地源系統(tǒng)方案,并對(duì)打井、埋管等進(jìn)行精確計(jì)算,確保冬夏負(fù)荷平衡,使機(jī)組在工況下運(yùn)行。
2、永遠(yuǎn)不要拿用戶做試驗(yàn)
3、地源負(fù)荷設(shè)計(jì)時(shí),可以按總負(fù)荷的70%選取,前提是*行土壤熱交換率測(cè)試,同時(shí)保留適當(dāng)余量,同時(shí)要能保證90%的運(yùn)行時(shí)間窗體頂端
4、地下系統(tǒng)經(jīng)過(guò)幾年運(yùn)行后,土壤周邊溫度回有所上升,必須加以考慮。正常情況下每10年溫度提高1.5℃。
5、室外井口必須事先設(shè)立相對(duì)于建筑物的坐標(biāo)點(diǎn),施工完成后畫成地圖,以便日后檢修。
6、室外埋管必須是同程式設(shè)計(jì)。垂直埋管管徑為DN32,每組zui多16對(duì),合并總管zui大為。DN63。
7、垂直管埋好后,井孔必須填滿。可以用軟管插到井底,灌入細(xì)沙、泥土和適量水泥的混合物。沙的比例不要太高;
8、垂直埋管時(shí),同一井內(nèi)U型管間距不于強(qiáng)調(diào),>20mm即可。而井間距離至少在4m以上,一般設(shè)5~6m;
9、垂直井在下管前,管內(nèi)注滿水,用100kg重物,底部焊一鋼制叉形物,騎在U型管底部,可以加快下管速度;
10、管道埋設(shè)前必須試壓,埋好后第二次試壓,與水平管連接后第三次試壓,與集分水器連接后第四次試壓,與整個(gè)系統(tǒng)連接后,第五次試壓;
11、垂直埋管地源負(fù)荷:40~50w/m井深,雙U形管一般能提高6%的換熱效率;池塘或河道埋管:40w/m管材;靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)制熱1kw需15 m2水面面積,單冷1kw約需7.5m2水面面積;
12、防凍液可以用甲醇和乙醇混和物,先兌水后用防爆泵加入系統(tǒng)。 此方案與吸收地下水的不同點(diǎn)在于,水源熱泵是吸收地下水的能量,而地埋管是吸收地下土壤的能量,同樣都可以達(dá)到制熱的效果。