高效节能型地源热泵系统的设计方案
高效闭环地源热泵系统设计和实施

3 监测
系统安装全年的实时监测系统。地下循环的流量、温度,
以及能量供应,地上系统的运行温度,机组的运行时间,功率消
32
2007 年最具价值专题
地源热泵专题
The Subj ect of GSHP
雨排、通讯、电力等管线,最后做地面的道路和绿化。地下埋管 耗等重要参数均被记录。这部分数据将有利于未来的中国地
不会对后面的工作带来影响,也不影响地上面积的使用。
源热泵工程师的工程设计,企业的市场推广和有关政府部门
2 设备
园的开发和管理者对清洁环境有特别的追求,期望能为无烟 产业 - 软件产业创造一个真正的绿色社区。因此,可再生能源 的利用在这里一直得到鼓励。
主体结构于 2004 年 11 月完成
* 徐云生, 1962 年 10 月生。1990 年 在华中理工大学获工程博士学位, 随即进 入清华大学工程热物理流动站从事博士 后研究工作, 1992 年晋升为副教授。
来充分的自然光线,但另一方面加重了建筑的能源负荷。该建 寿命能够保持在 50 年以上,预期寿命可达 100 年。这意味着
筑的冷负荷为 2 600kW ,热负荷为 2 800kW 。实际设计和机组 地下系统可以和建筑同寿命,并和 3~4 代地上设备相匹配。
选型按热负荷进行。
地 下 埋 管 的 主 管 使 用 直 径 为 5" 的 进 口 原 料 生 产 的
的决策。监测设备和人工费用由美国能源部和北京市建委提
在华夏科技大厦中,除了对主体办公空间采用大型螺杆 供。不久前由北京市节能中心出具的检测报告显示,系统节能
热泵机组以外,在公寓部分采用了 20kW 以下的小型水 - 水 效果显著。目前,北京市节能中心仍然在在中国建筑科学研究
地源热泵供暖方案

地源热泵供暖方案1. 引言地源热泵(Ground Source Heat Pump, GSHP)是一种利用地热能进行供热和供冷的系统。
相比传统的采暖设备,地源热泵能够提供更高效、更环保、更节能的供暖方案。
本文将介绍地源热泵供暖方案的原理、优势以及应用实例。
2. 原理地源热泵供暖系统的主要原理是利用地下的恒定温度作为热源,通过地源热泵将地下的低温热能提取出来,经过压缩升温后用于供暖。
地源热泵供暖的工作流程如下:1.地源热泵从地下采集热能:通过埋入地下的地热井或水井,将地下的低温热能吸收到地源热泵系统中。
2.地源热泵系统中的制冷剂:地源热泵系统通过回路中的制冷剂将地下的低温热能带到蒸发器中。
3.制冷剂的压缩:通过压缩机对制冷剂进行压缩,使其升温。
4.制冷剂的解压:经过压缩后的制冷剂进入冷凝器,通过放热使其冷却,并进一步降低温度。
5.室内供暖:冷却后的制冷剂进入室内,通过换热器将热能释放到供暖系统中,实现室内的供暖。
3. 优势相比传统的供暖方式,地源热泵供暖具有以下优势:3.1 高效节能地源热泵供暖系统利用地下的恒定温度作为热源,在低温条件下能够提供足够的热量,提高了供暖系统的热效率。
根据统计数据,地源热泵供暖系统的能效比通常为4-5,远高于传统的采暖设备。
3.2 环保低碳地源热泵供暖过程中不会产生烟尘、废气等污染物,不会对环境造成污染。
由于地下能源的使用,也不需要使用化石燃料,减少了温室气体的排放,具有较好的环保性。
3.3 稳定可靠地源热泵供暖系统的热源来自地下,地温较为稳定,不受气候变化的影响。
因此,地源热泵供暖系统在运行过程中能够提供稳定的供热效果,不受室外温度的影响。
4. 应用实例地源热泵供暖方案已经在许多国家和地区得到广泛应用。
以下是几个地源热泵供暖的实际应用实例:4.1 家庭供暖地源热泵供暖系统适用于各种类型的建筑,包括住宅、别墅等。
它可以提供稳定的供暖效果,同时具有高效节能和环保的特点,受到越来越多家庭的青睐。
地源热泵供暖方案

地源热泵供暖方案
在冬季,取暖是每个家庭最关心的问题。
传统的采暖方式虽然使用方便,但是往往存在着燃气过度消耗、燃烧产生的有害气体排放等问题。
而地源热泵供暖方案则成为越来越多家庭的首选。
地源热泵供暖方案是一种以地热能为能源,通过地下热泵的抽吸加热,将热能传递至室内,以达到供暖目的的技术。
该方案不仅是一种绿色环保的节能供暖方式,而且还具有方便、安全、舒适、健康等优点。
首先,地源热泵供暖方案是一种高效节能的取暖方式。
以南方温带为例,地下深度在30至50米处的温度稳定在15至20摄氏度,而地源热泵利用地热能的方式实现高效的供暖。
其能耗只有传统采暖方式的三分之一左右,对于节能环保有着重要意义。
其次,地源热泵供暖方案还具有安全稳定的优点。
由于取暖方式的变更,原有的炉灶、煤气将被淘汰,取而代之的是地下热水管路、地下热泵等设备,其质量稳定、设备运行稳定和维修保养便利有保障,使得供暖方式更加稳定可靠。
再次,地源热泵供暖方案还有舒适、健康的诸多优点。
由于是通过地下热泵对室内空气进行加热、温度均衡,使得室内温暖均匀,没有干燥、烟尘、氧气浓度降低等不良影响,从而满足了人们对健康、舒适的需求。
另外,地源热泵供暖方案也存在一些问题和不足。
由于地热源的安装需要土地调查、地面修复、钻井和设备安装等复杂工序和成本,相比传统供暖也稍显昂贵。
同时,一些低温高湿的区域能量表现不佳。
综合而言,地源热泵供暖方案作为一种高效、节能、安全、舒适、健康的取暖方式,对环保、经济、人体健康等都有着非常重要的意义。
随着这一技术的不断进步和完善,可以预见地源热泵供暖方案在未来将得到更广泛的应用。
别墅地源热泵设计方案

别墅地源热泵设计方案地源热泵技术作为一种可持续发展的清洁能源利用技术,被越来越多的人所关注和使用。
在别墅建设中,地源热泵作为一个高效节能的供暖和制冷系统,不仅能够提高居住舒适度,还能减少能源消耗,对环境友好。
本文将为您介绍一种别墅地源热泵设计方案。
一、方案概述本地源热泵设计方案针对别墅建筑独特的供暖和制冷需求,充分考虑了地区气候条件以及用户舒适度要求。
方案选用地下水作为地热能源,通过地源热泵系统进行热能的回收和利用,实现供暖和制冷。
二、设计方案1. 收集地下水在别墅建筑旁边设置地下水井,用以收集地下水。
地下水具有稳定的温度,适合作为地热能源。
收集地下水需要根据建筑规模和使用需求进行水量计算,并确保地下水的水质符合要求。
2. 地源热泵系统采用地下水源热泵系统,通过水井将地下水引入地源热泵机组进行能源转换。
地源热泵机组由压缩机、换热器、膨胀阀和冷凝器等组成。
在供暖季节,地源热泵通过地下水吸收热能,经过能源转换后将热量传递给别墅供暖系统;在制冷季节,地源热泵通过地下水吸收热量,将冷量传递给别墅制冷系统。
3. 供暖系统别墅地源热泵供暖系统采用水暖循环供暖方式。
地源热泵机组通过换热器向供暖系统提供热能。
供暖系统应包括供暖管道、供暖阀门和供暖终端设备等。
供暖系统的设计应根据别墅建筑面积和房间分布进行合理布置,确保每个房间都能获得充分的热量。
4. 制冷系统别墅地源热泵制冷系统采用空调制冷方式。
地源热泵机组通过换热器向制冷系统提供冷量。
制冷系统应包括制冷管道、制冷阀门和制冷终端设备等。
制冷系统的设计应根据别墅建筑面积和房间分布进行合理布置,确保每个房间都能获得舒适的制冷效果。
5. 控制系统别墅地源热泵设计方案还应包括一个完善的控制系统,用于监测和控制整个系统的运行。
控制系统可以实现温度、湿度等参数的监测和调节,使系统运行更加智能化和高效。
三、效果评估通过使用别墅地源热泵设计方案,可以获得以下效果:1. 高效节能:地源热泵系统可以将低温地下水中的热能转化为高温热能,实现高效供暖和制冷,节能效果显著。
地源热泵设计方案及运行费用分析实例

地源热泵设计方案及运行费用分析实例时间:2006-2-19 9:24:58 作者:天津大学机械工程学院热能工程系朱强汪健生浏览次数:4666摘要:本文对津晋高速公路津港收费站地源热泵系统的设计进行了分析与计算,并对系统的实际运行费用进行了分析。
与以空气作为热源的一般空调器在相同的供热、供冷负荷下运行相比,地源热泵系统具有显著的节能效果。
关键词:热泵供热制冷引言地源热泵作为热泵技术应用的一个新的分支,由于其节能和优越的环保性能,近年来正在得到广泛的应用。
地源热泵是利用土壤的良好蓄热及蓄冷特性进行的热力学逆循环的一种工程应用;在冬季供热时,热泵系统通过预埋在地下的管道将储存在地下的热通过传热介质吸收,作为逆循环中的低温热源,由热泵完成逆循环并向热用户提供热量;在夏季供冷时,利用地下环境温度较低的特点使制冷系统中的冷凝温度降低,从而提高系统的制冷系数,与冷凝器直接与空气环境进行热交换的普通空调器制冷相比,有一定的节能效果。
由于地源热泵系统在运行工作过程中除驱动热泵的动力外,无需其他热源或动力,而驱动热泵的动力主要是电能。
因此,如不考虑电能的来源,地源热泵系统是城市供热及供冷的一种清洁能源,它不需要建立一般城市供热所需的锅炉房,同样也不存在由于燃料燃烧(燃煤、燃油)而带来的城市环境污染问题,可以实现冷热联供。
此外,在实际使用中,对于一些受客观条件限制而无法采用其他供热、供冷方式的场所,如高速公路收费站、人员设备相对较少的科考站、边防哨所,地源热泵则更体现出其特有的优越性;基于以上特点,本文对津港高速公路收费站地源热泵系统的设计及实际运行效果进行了系统分析。
一、地源热泵系统负荷计算1.1 热泵系统负荷计算津晋高速公路天津段自天津起至大港,全长35公里,建有三个收费站。
津港收费站包括综合楼、综合楼附属用房及7个收费亭。
其中综合楼建筑面积为744m2;综合楼附属餐厅为80m2;7个收费亭合计建筑面积47m2;津港收费站合计总建筑面积为871m2。
地源热泵供暖方案

地源热泵供暖方案摘要本文介绍了地源热泵供暖方案的原理、设计要点和操作流程。
地源热泵是一种利用地下储存的热能进行供暖的可持续能源系统。
通过地下水和地下土壤中的热能,地源热泵可以提供高效、环保的供暖解决方案。
本文结合实际案例,详细说明了地源热泵供暖方案的优势和具体操作流程。
1. 引言地源热泵供暖是一种低碳环保的供暖方案,通过利用地下热能实现室内供暖。
相比于传统的供暖方式,地源热泵供暖不仅能够节约能源,减少温室气体的排放,还能降低供暖成本。
本文将详细介绍地源热泵供暖方案的原理和设计要点,帮助读者更好地了解和使用这种先进的供暖技术。
2. 地源热泵供暖的原理地源热泵供暖利用地下储存的热能,通过地下水或者地下土壤的热交换,将低温热能转化为高温热能,然后利用热泵系统将高温热能输送到室内供暖。
具体来说,地源热泵供暖方案包括以下几个部分:2.1 热能采集地源热泵系统首先需要采集地下的热能。
常用的采集方式包括水源热泵和地源热泵。
水源热泵通过水井或人工湖泊等方式,将地下水引入系统进行热能交换;地源热泵则通过埋设地下换热器,直接与地下土壤进行热能交换。
2.2 热能转换热能采集后,地源热泵系统通过热泵设备将低温热能转换为高温热能。
热泵设备包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀等关键组件。
在工作过程中,热泵通过循环工质的变化状态,实现热能的转换和传输。
2.3 热能分配热能转换后,地源热泵系统将高温热能通过暖气片、地暖系统等方式分配到室内空间,实现供暖效果。
同时,系统还可以通过换热器,将废热回收利用,提高供暖系统的能效。
3. 地源热泵供暖方案的设计要点地源热泵供暖的设计要点包括以下几个方面:3.1 地源选择地源的选择对地源热泵供暖系统的性能影响巨大。
地下水源应具备足够的地下水流量和热容量,地下土壤应有较好的导热性能。
在设计中,需要进行详细的地质勘察,选择合适的地源。
热泵系统的设计包括热泵设备的选型和布置,以及管道网络的设计。
热泵设备的选型应考虑到供暖负荷和环境温度的变化,以及热泵的效能曲线。
地源热泵 设计方案

地源热泵设计方案地源热泵是一种利用地下水或土壤中的地热进行供热和供冷的技术。
地源热泵利用地下热量进行热交换,既节能环保,又能满足室内的舒适需求。
下面是一个地源热泵的设计方案,具体内容如下:1. 系统概述:设计一个地源热泵系统,包括室内机组、地源换热器、循环水泵等组成部分。
系统利用地热进行供暖和供冷,提高能源利用效率,降低能源消耗。
2. 设计目标:系统设计目标是满足室内舒适度要求的同时,尽量降低能源消耗和运行成本。
3. 地源换热器设计:选择合适类型和规格的地源换热器,根据实际情况确定地下水或土壤中的地温,通过换热器和地源热交换,将地下热量转移至系统中。
4. 循环水泵设计:选择合适的循环水泵,保证水流量和水压稳定,同时降低能源消耗。
5. 室内机组设计:根据室内面积、热负荷和所需温度范围,选择合适的室内机组。
室内机组应具备供暖和供冷功能,能够满足不同季节和环境条件下的需求。
6. 控制系统设计:设计一个智能控制系统,能够根据室内温度和外部环境变化进行自动调节,保持室内舒适度。
控制系统应具备温度、湿度、风速等参数的监测和调节功能,实现能源的最优利用。
7. 运行和维护:系统投入使用后,需要进行定期的维护和检查,确保系统的正常运行。
同时,根据实际运行情况,进行能效评估和优化,提高能源利用效率。
在设计过程中,需要考虑地下水资源和土壤情况,选择合适的地源换热器,合理安排各个组成部分之间的协调工作,确保系统的高效稳定运行。
同时,还需要考虑系统的经济性和环保性,选择高效节能的设备和材料,减少对环境的影响。
综上所述,地源热泵设计方案需要考虑地源换热器、循环水泵、室内机组和控制系统等多个方面,目标是提高能源利用效率和舒适度,降低能源消耗和运行成本。
系统的设计和运行需要综合考虑水资源、土壤条件和系统的经济性和环保性等因素,确保系统的稳定高效运行。
地源热泵方案

地源热泵方案1. 简介地源热泵是一种利用地下热能进行供暖和制冷的能源系统。
它通过地下的稳定温度来转移热能,实现室内温度的调节。
地源热泵方案是在设计和搭建地源热泵系统时所遵循的一系列步骤和技术。
2. 系统组成2.1 热泵组件地源热泵系统由以下主要组件组成:•压缩机:用于提高地下热能的温度,使其能够用于供暖或制冷目的。
•蒸发器:用于从地下吸收热能。
•冷凝器:用于释放热能,实现供暖或制冷效果。
•膨胀阀:用于控制制冷剂的压力和流量。
•管道系统:用于循环制冷剂,将热能从地下带到室内或将室内热能排出到地下。
2.2 地热集热系统地热集热系统是地源热泵系统的重要组成部分,用于从地下获取热能。
常用的地热集热系统包括水井、水平地热回水管和垂直地热回水管。
•水井:通过钻探水井并将水抽入地热回水管,然后将其引入热泵系统。
•水平地热回水管:将一根或多根水管埋在地下,通过循环水来吸收地下的热能。
•垂直地热回水管:通过钻探垂直井,将地下的热能传输到地热回水管中。
2.3 系统控制地源热泵系统的控制系统确保系统运行效率和室内舒适度。
它包括温度传感器、风扇控制器、水泵控制器和制冷剂压力传感器等。
3. 设计步骤3.1 初步评估在设计地源热泵方案之前,需要进行初步评估来确定系统是否适用于特定场所。
评估包括考虑地下温度、地质条件、能源需求等。
3.2 热负荷计算进行热负荷计算以确定地源热泵系统的规模和性能。
该计算考虑房间的尺寸、绝缘效果、窗户和门的数量等因素。
3.3 地热集热系统设计根据地下温度和热负荷计算结果,设计合适的地热集热系统。
选择合适的地热回水管类型、数量和长度。
3.4 管道系统设计设计管道系统以实现热能的循环。
确定管道的直径、长度和布置方式。
3.5 控制系统设计设计系统控制系统以确保系统的正常运行。
确定传感器的位置、控制逻辑和报警系统设置。
4. 安装和调试安装地源热泵系统并进行调试。
包括地热集热系统的建设、管道系统的铺设和连接,以及控制系统的安装和调试。
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高效节能型地源热泵系统的设计方案
摘要:地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术,它既不会污染地下水,又不会影响地面沉降。
本文对地源热泵户式空调系统设计的几个关键问题进行了探讨,对系统的设计方法和运行控制技术进行了分析。
一、引言
地源热泵的历史很悠久,美国早在上世纪初就开始了对地源热泵的性能研究,目前在美国地源热泵已经成为了一种成熟的,完全产业化技术。
到2001年止,已安装了400000台地源热泵,且还在以每年10%速度稳步增长。
在北欧如瑞典这些国家,90%的房屋装有地源热泵。
相对而言,我国对地源热泵的研究则要晚得多,直到上世纪80年代才有一些单位对它开始进行系统研究。
国内开始对土壤源热泵的探索性研究,但在如何有效地降低系统初投资、保证系统的可靠运行等方面的研究一直没有突破。
其主要的原因是已开展的研究绝大多数都局限于对所建立的实验系统进行性能测试并与传统的空气热源热泵性能进行技术经济比较,从而得出土壤源热泵节能的一般性结论。
由于缺乏对埋地换热器在土壤中复杂的传热、传质综合传递过程的深入研究,使得这些结论只适用于某一具体实验系统,所提供的基础数据较少而不能作为设计依据。
因此在地源热泵机组及系统开发和设计上还有许多尚待解决的问题。
本文将对户式水-水式地源热泵机组、土壤热交换器及整个空调系统等的开发与设计进行简单探讨。
地源热泵是地下土壤层为冷(热)源对建筑物进行供暖、供热水和空调供应的技术。
众所周知,地层之下一年四季均保持一个相对稳定的温度。
在夏季,地下的温度要比地面空气温度低,在冬季却比地面空气温度高。
地源热泵正是利用大地的这个特点,通过埋藏在地下的换热器,与土壤或岩石交换热量。
地源热泵全年运行工况稳定,不需要其它辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热、夏季供冷。
所以,地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术,它既不会污染地下水,又不会影响地面沉降。
在冬天,管道内的液体将地下的热量抽出,然后通过系统导入建筑物内,同时蓄存冷量,以备夏用;在夏天,热量从建建筑物内抽出,通过系统排入地下,同时蓄存热量,以备冬用。
地源热泵一年四季均能可靠的提供高品质的冷暖空气,为我们营造一个非常舒适的室内环境。
因此,地源热泵空调得到了广泛的发展,尤其适合作为户式中央空调的冷(热)源。
户式高效节能型地源热泵系统设计
二、地源热泵空调系统设计
1.地源热泵系统循环简介及选择
地源热泵系统按其循环形式可分为:闭式循环系统、开式循环系统和混合循环系统。
1.1闭式循环系统
封闭循环系统是指冷(热)源侧的循环水在机组室外换热器与地源换热器间形成封闭循环。
管道可以通过垂直井埋入地下150-200英尺深,或水平埋入地下4-6英尺处,也可以置池塘的底部。
在冬天,管
中的流体从地下抽取热量,带入建筑物中,而在夏天则是将建筑物内的热能通过管道送入地下储存;所用管道为高密度聚乙烯管或其他防腐管道作为输送和地源热交换器材料。
大部分地源热泵冷(热)源侧换热系统是采用封闭循环。
1.2开式循环系统
开式循环系统是其管道中的水来自湖泊、河流或者竖井之中的水源,在以与闭式循环相同的方式与建筑物交换热量之后,水流回到原来的地方或者排放到其它的合适地点。
1.3混合循环系统
对于混合循环系统,地下换热器一般按热负荷来计算,夏天所需的额外的冷负荷由常规的冷却塔来提供。
1.4循环系统选择
闭式循环系统是一中比较稳定可靠的常规循环系统,对地下水、地下环境没有污染,一般设计应优先考虑该循环系统。
对于地下设计热交换空间不够充分,或垂直埋管困难等地下特殊情况,可考虑设计混合循环系统。
2.系统设计参数讨论
关于(冷)热源侧水流量,要由最大得热量和最大释热量确定的。
埋管中水流速的选取取决于埋管循环流程长度、埋管材料、管径大小、当地地源条件以及机组的特性要求。
一般,如提高水流速度可适当增加换热系数,强化换热量,减小换热面积和换热管的耗材,但流速太快会增加循环水泵能量消耗。
一般可取流速为0.65-1.5m/s。
具体可当地条件进行优化分析与设计,其优化设计考虑的参数关系如下。
复合能耗N=f(长度LLT、埋管材料Ma、管径D、地源温度Te,地源热指标Ke,机组特性Type)
在机组选择上,设定地埋管进水温度,根据测井测出的进出水温差推算出地埋管出水温度,进而确定热泵机组中工质冬季的蒸发温度和冷凝温度。
总之,我国幅员辽阔,地处温带,在不同地区气候条件差异很大,其负荷也迥然不同。
因此不能照搬国外的技术成果,而要开发适合我国气候特点的技术。
三、机组的设计
地源热泵的形式比较多,其中商用化最为广泛的是蒸汽压缩式热泵。
对于户式地源热泵系统,以水-水系统为例,由一个室外机组和多个室内机组组成。
该系统可以对每个空调室进行单独调节,满足各个空调室的要求,具有较好的节能效果。
而变频户式地源热泵空调系统加上独立的新风系统是一很有发展前景的理想的节能舒适型户式中央空调系统。
因而其优化设计具有极其重要的价值。
传统的制冷系统设计方法是基于经验加实验为主。
通常经验设计方法简便易行,对理论知识和实验条件等依赖性相对较小。
然而经验设计方法不可避免地具有直接和可靠性低、稳定性差的缺点,只适于产
品的初步开发。
而基于理论预测的优化设计技术可以有效。
最优化方法就是在一切可行方案中选出最优方案的方法。
在最优化设计中,表征方案的一切独立变量为设计变量。
最优化方法就是研究如何合理地确定这些变量的方法。
而评价方案优劣的指标决定于该方案所选定的设计变量,即该指标为设计变量的函数-
目标函数。
在系统优化设计中,设计变量的取值常常受到种种条件的限制,即约束条件。
变频户式地源热泵空调系统由变频压缩机、冷凝器、蒸发器、电子膨胀阀、室内机、制冷剂管路和水泵水管路系统组成。
根据制冷系统热力学理论,利用参数动态分布、相互关联的方法,建立系统各部件数学模型和运行参数动态方程,组成系统运行参数的方程组,并对该系统进行动态模拟。
模拟系统的动态特性,为优化设计提供依据。
为满足空调系统的节能、热舒适性及制冷制热好的效果,空调系统的能效比、降(升)温速率和降(升)温幅度要达到指标要求。
因而在优化设计时,分别选取能效比、降(升)温速率和降(升)温幅度为目标函数的多目标优化方法。
同时考虑满足冷凝器和蒸发器结构、面积范围、迎面风速范围、系统温度和压力变化范围、水和制冷剂流量范围、过冷过热度范围和室内机数量等约束条件的要求,利用优化方法进行对上述目标多目标优化计算,从而达到针对不同地域的地源热泵系统的优化设计的目的。
四、地源热泵地下换热器形式与布设
土壤热交换器是地源泵机组设计的关键。
地源热土壤换热器有多种形式,如水平埋管、竖直埋管等。
这两种埋管型式各有自身的特点和应用环境。
在中国采用竖直埋管更显示出其优越性:节约用地面积,换热性能好,可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能,甚至可在建筑物桩基中设置埋管,见缝插针充分利用可利用的土地面积。
下面就竖直埋管换热器的设计进行简单的探讨。
1.竖直埋管材料和深度
埋管材料最好采用塑料管,因与金属管相比,塑料管具有耐腐蚀、易加工、传热性能可满足换热要求、价格便宜等优点。
可供选用的管材有高密度聚乙烯管(PE管),铝塑管等。
竖直埋管的管径也可有不同选择,如DN20、DN25、DN32、DN50等。
竖直埋管可须根据当地地质条件而定,可以从20m-200m。
确定深度应综合考虑占地面积、钻孔设备、钻孔成本和工程规模。
如果地表土壤层很厚,钻孔费用相对便宜,宜采用较深的竖直埋管,反之,采用浅埋。
埋管间距一般以5-6米及以上,要综合考虑当地的地质及土壤的传热情况。
2.竖直埋管换热器回填、灵敏度
竖直埋管换热器的形成是从地面向下钻孔达到预计深度,将制作好的U型管下入孔中,然后在孔中回填不同材料。
在接近地表层处用水平集水管、分水管将所有U型管并联构成地下换热器。
根据地质结构不同,回填材料可以选用浇铸混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。
材料选择要兼顾工程造价、传热性能、施工方便等因素。
从实际测试比较浇铸混凝土换热性能最好,但造价高、施工难度大,但可结合建筑物桩基一起施工。
3竖直埋管换热器中传热的衰减
竖直埋管换热器中流动的循环水的温度是不断变化的。
夏季供冷工况进行时,由于蓄热地温提高,机组运行时水温不断上升,停机时水温又有所下降,当建筑物得热达到最大时水温升至最高点。
冬季供热工况运行时则相反,由于取热地温下降,当建筑物失热最多时,换热器中水温达到最低点。
对于签埋管尤其严重。
设计时,首先应设定换热器埋管中循环水最高温度和最低温度。
同时,由于埋管换热器的表面结垢等影响,设计时要考虑衰减。
设定值应通过经济比较选择最佳状态点。
五、结论
对地源热泵户式空调系统设计的几个关键问题,系统选择、热泵和土壤热交换器进行了讨论,对系统的设计方法和运行控制技术进行了分析。