地埋管换热器常见设计问题分析
某工程地埋管换热系统若干问题分析
某工程地埋管换热系统若干问题分析吕亮上海市地矿工程勘察院摘 要: 介绍了地源热泵系统的技术原理, 其在节能环保方面具有不可替代的优势。
分析了地源热泵行业存在的 一些问题和实际使用的效果。
结合实际工程案例介绍了地源热泵空调系统地埋管设计与施工比较常见的问题, 并 结合现场安装经验对这些问题做出分析。
关键词: 地源热泵空调系统 地埋管 设计和施工Analysis of GroundSource Heat Pump SystemLV LiangShanghai Institute of Geological Engineering ExplorationAbstract: This paper introduces the technical principle of ground source heat pump system,which has an irreplaceable advantage in energy saving and environmental protection.The paper analyzes some problems and actual effect of GSHP bined with practical engineering case,this paper introduces some common problems of ground source heat pump pipe design and construction,combined with the experience of field installation,analysis of these problems.Keywords: groundsource heat pump,ground heat exchanger,design and construction收稿日期:2017521 作者简介: 吕亮 (1989~), 男, 硕士, 中级工程师; 上海市闸北区灵石路 930号地质大厦507室 (200072);Email:lv3675@ 0 引言地源热泵空调系统是利用地下浅层地热能资源 作为冷热源的空调换热系统, 它是一种通过输入少量 的电能, 实现从浅层地能 (土壤热能、 地下水中的低位 热能或地表水中的低位热能) 向高位热能转移的热泵 空调系统。
地埋管换热器的设计与施工
• 引言 • 地埋管换热器的基本原理 • 地埋管换热器的设计 • 地埋管换热器的施工 • 地埋管换热器的应用案例 • 地埋管换热器的未来发展与挑战
01
引言
背景介绍
地埋管换热器是一种高效、环保 的地源热泵系统中的关键部件, 用于实现地下土壤中的热量与冷
量的提取和排放。
随着全球能源危机和环境问题的 日益严重,地源热泵系统作为一 种可再生能源利用方式,受到广
03
地埋管换热器的设计
设计原则
01
02
03
04
高效性
地埋管换热器应具有较高的传 热效率,确保热量能够快速、 有效地从地下提取或排放。
可靠性
设计时应考虑各种工况和环境 因素,确保换热器的长期稳定
运行。
经济性
在满足功能和安全性的前提下 ,应尽量降低换热器的成本, 包括材料、施工和运行费用。
环保性
设计时应考虑减少对周围环境 和地下水资源的负面影响,选
放线定位
根据设计图纸,确定地埋管换 热器的位置和走向,并进行放 线定位。
管材安装
将预制好的管材按照设计图纸 铺设在沟槽内,确保管材连接 牢固、密封良好。
质量检测
对安装好的地埋管换热器进行 压力测试、气密性检测等质量 检测,确保施工质量合格。
质量检测与验收
外观检测
对地埋管换热器的外观进行检查,确保无明 显损伤、锈蚀等现象。
择环保材料和施工方法。
设计流程
需求分析
明确地埋管换热器的 用途、规模和性能要 求,了解当地地质、 气候等条件。
方案设计
根据需求分析,制定 多个设计方案,进行 初步的技术和经济评 估。
详细设计
选定方案后,进行详 细的结构设计、热工 计算和材料选择。
土壤热泵垂直u型埋管换热器传热分析
重庆建筑大学的刘宪英等人从 1999 年开始在国家自然科学基金的资助下进行了 浅层竖直埋管换热器地源热泵的采暖和制冷特性研究 他们结合我国的国情,把实验的 重点放在埋深 L=10m 的浅埋换热器方面 并介绍了套管式换热的传热模型[14]
地能产业化将更具规模 国家已经制订 2001— 2010 年新能源和可再生能源产业 规划 “十五”清洁能源科技发展计划 地能开发规模和科学技术将取得重大突破
总之 热泵技术在我国虽然起步较晚 但有着广阔的前景 随着热泵及其各种驱 动装置的研制和热泵系统的试验研究工作的深入开展 热泵技术将在我国得到越来越 广泛的应用 在节能工作中将发挥日益重大的作用
2 土壤的蓄能特性实现了冬 夏能量的互补 大地本身就是一个巨大的储能体 具有较好的储能特性 通过埋地换热器 夏季 利用冬季蓄存的总储量进行空调制冷 同时将部分热量蓄存于土壤中以备冬季采暖 用 冬季与夏季刚好相反 利用夏季蓄存的热量供暖 同时蓄存部分冷量以备夏季空 调用 这样就实现了冬夏能量的互补性 另一方面也提高了热泵的性能系数 达到了 明显的节能效果
垂直埋管占地面积少 且土壤深度越深 温度越稳定有利于系统的换热 但是其 安装费用也越高 垂直系统根据埋设方式的不同 大体上可分为三种形式 U 型管形 式 套管型和单管型 如图 2-2 所示 垂直埋管热泵系统按其埋管的深度又可分为深 埋管和浅埋管两种 浅埋深度一般为 8m 至 15m 深埋的钻井深度由地质条件及经济 条件决定 一般为 33m 至 180m 不等 埋深越深 换热性能越好 若地面可利用面积 较小 用竖埋管作为热交换器 可建成为大型建筑服务的土壤源热泵系统[16][17]
地埋管地源热泵系统常见问题及解决措施
地埋管地源热泵系统常见问题及解决措施─—整理自徐伟主编《中国地源热泵发展研究报告(2008)》目前,地埋管地源热泵系统的工程应用中存在的问题是在现场测试、设计方法、施工质量控制与检测等方面存在一些问题。
以下就对这三方面的问题及对应解决措施进行分析。
一、现场测试1、存在问题地埋管地源热泵系统的现场测试存在的问题主要体现在四个方面:(1)如果按照每延米换热量进行系统设计,测试过程应该模拟土壤源热泵系统的哪一种工况,单独模拟一种工况是否具有足够的代表性;(2)如果按照每延米换热量进行系统设计,测试孔的孔数应该如何确定;(3)在某一特定工况下测试所得的每延米换热量的数据是否需要做相应的修正以用来作为系统设计的依据,如果需要修正又该如何修正;(4)实测过程测试仪器的制热及制冷功率、地埋管换热器内的水流速度该如何确定。
2、解决措施在某一特定工况及气候条件下测试得出的每延米换热量的值,若没有科学合理的方法被修正为设计值,也就没有达到现场测试为力求设计精确性的本来目的,这样的测试是没有必要的。
通过分析现场测试数据计算出的应是某一相对固定的设计参数,这一参数应不受外界环境因素及系统运行工况的影响或影响较小,否则即使某一参数是通过分析实测数据计算所得也必须经过修正。
实测得到的每延米换热量不能够直接用于换热器系统的设计,而应首先做科学合理的修正,因此,获取的现场测试数据应被用于计算不受外界环境因素及系统运行工况影响或影响较小的参数,这也就是岩土的热物理参数,包括岩土的导热系数、比热容以及岩土的密度等。
自2009年6月1日起实行的《地源热泵系统工程技术规范》(GB50336-2005)局部修订的条文(以下简称规范),重点增加了岩土热响应的具体试验方法及相关内容的规定,并在此基础上对相关条文进行了修订,以正确指导地埋管地源热泵系统的设计和应用,如:当地埋管地源热泵系统的应用建筑面积在3000~5000㎡时,宜进行岩土热响应试验;当应用面积大于或等于5000㎡时,就进行岩土热响应试验等等。
地埋管地源热泵系统的热失衡及解决措施
统 ,它 也有 自己 的 缺 点 。 首 先 ,它 投 资 高 。 因为 地
下钻井 埋管 和打井都需要高额的 费用 ,有 的工程 地
【 Ab s t r a c t 】 Th i s a r t i c l e i n t r o d u c e s t h e b a s i c p i r n c i p l e a n d c h -
( 4 )复合式系统管理运行不 当。运行操作人员
嫌麻 烦 ,空 调 季 随 着 负 荷 增 长 不 及 时 甚 至 完 全 不 开 调 峰 设 施 , 或 经 常 在 空 调 负荷 不 大 时 只 开 调 峰 设 施 而 不 运 行 地 埋 管 地 源 热 泵 系 统 , 都 将 影 响 调 峰 设 施 的冷 热 平 衡 功 能 , 进而导致冬夏季取放热量不平衡 , 使 土 壤 出项 热 堆 积 。
i mb a l a n c e , c o nt u e m e r a s u r eபைடு நூலகம்s
负荷 X( 1 + 1 / E E R ) ]+ ∑输 送 过 程 的热 量 + ∑水 泵 释 放 热 量 。地源 热 泵 系 统 冬季 最 大 吸 热量 = ∑[ 空 调 分
引 言
近年来 ,在节能环保和能源紧缺 的大环境 下, 地埋 管地源 热泵系统在我 国北方尤其是夏 热冬冷 地 区逐渐受到 了设计院 、政府及建 设方 的青睐,几乎 成为夏热冬冷地 区全年供 冷、供 热的最佳选择 。它
( 5 )运行管理不善 ,过渡依赖于 自控系 统。任
何 控 制 系统 都 不 是 万 能 的 ,都 需 要 人 来 调 控 和 监 视
下钻井 埋管 的费 用甚至 与地 上空 调系 统 的费用接
地源热泵地下管群换热器设计施工问题
地源热泵地下管群换热器设计施工问题日期:2005-4-28 23:00:34 来源:原创查看:[大中小] 作者:未知热度: 1787[ 摘要 ]阐述地源热泵地下管群换热器的常用型式、实验装置及其设计施工方法,并对建设造价和运行情况作了简单介绍。
[ 关键词 ] 地源热泵管群1 概述地源热泵以大地作为热源和热汇,热泵的换热器埋入地下,与大地进行冷热交换。
由于地源热泵具有可持续发展性,国内外近年来正在加强对它的系统研究。
地源热泵原理如图 1 所示,埋入地下钻孔中的换热管一进一回形成回路与大地进行换热。
夏热冬冷地区地温平均温度在 15-20 ℃左右,通常冷凝器的夏季出水温度在 35- 40 ℃之间,与岩土换热温差可达 20-25 ℃。
有利于提高制冷系数,而且不会把热量、水蒸汽及细菌等排入大气环境,造成对环境的损害。
冬季运行时,冷凝器作为蒸发器,进行地下换热后蒸发器出水温度一般均高于室外气温,可显著提高供系数,不存在空气源热泵随气温下降供热系数显著减少及除霜等问题。
地源热泵在于夏季利用冬季蓄存的冷量供冷同时蓄存热量,以备冬用 ; 冬季利用夏季蓄存的热量供热,同时蓄存冷量,以备夏用。
夏热冬冷地区供冷和供暖天数大致相同,冷暖负荷基本相当,可用同一地下埋管换热器实现建筑的冷暖联供,实属一种节能又保护环境的绿色空调。
笔者结合国家自然科学基金课题,在地下单管换热器的实验基础上,建设一个 8kw 地源热泵的地下埋管管群换热器,目的在于研究地下岩土换热的全年动态特性,为地源热泵的设计与运行提供理论依据和可靠的基础数据。
本文仅对地下管群换热器的设计及施工问题作一讨论。
2 埋管形式的确定换热器埋管形式一般有两种形式,即竖埋管和横埋管由于横埋管占地面积较大,且换热指标小于竖埋管,因此,在实验中,我们以竖埋管研究为主。
竖埋管一般可分为 U 型管和套管型两种。
其结构形式见图 2 。
在前期的实验中,我们已经得到结果,套管型换热器热能力大于 U 型管换热器,因此,在管群实验中,我们以竖直套管型换热器作为主要研究对象。
地源热泵系统之地埋管换热器设计与实施要点26
当Q空/N4.5时,说明热泵机组能效比还可以,地埋管换热器系统设计合格,否则需要检查系统,考虑增加地埋管管井及地埋管,以保证系统低耗运行。
5结束语
地源热泵系统设计与施工的优劣决定了系统运行的高效与否及后期维保费用的高低,优秀的系统设计及施工应完善好当中的每个环节,确保万无一失。
2工程设计
2.1影响换热器设计的因素及换热器的主要应用分类
地埋管换热器传热的过程是换热器中流动的工质与岩土体的换热,整个换热过程属于非稳态蓄热换热,换热器与岩土体的换热效率与岩土体的物性系数有关,换热器的传热系数和传热温差(循环工质的平均温度与岩土温度的差值)随时间和空间而变化;换热器的结构的结构布置与换热负荷对交换效果有较大影响;循环液进出口温度的设定、地热换热器面积、热泵机组的换热性能均有较大影响。
(3)应考虑冻土层及由于天气季节变化、交通运输等外界因素的影响确定水平层埋管深度,水平埋设时,水平主管顶部距防冻层高度不应小于0.6m,距地面不应小于1.5m。
(4)回填料的特性
回填料的特性包含:渗流特性、力学特性和传热特性。渗流特性包括渗透系数,随温度的升高而降低,一般取值1.58*cm/s;力学特性研究回填料与U形管之间的结合力、回填料的弹性模量、剪切模量、泊松比。但须考虑有利与泥浆泵的可泵性,当硅砂的含量达到70%时,膨润土基灌浆的导热系数可达2.08—2.42W/m·K。地下水位常年保持较高,地下水流较好的地区,易在灌浆材料中增加膨润土的比例,膨润土在饱水状态下吸水膨胀,可使灌浆材料与钻孔孔壁以及换热管道密切接触,有效降低接触热阻,提升换热效率。
地源热泵系统之地埋管换热器设计与实施要点
摘要:地源热泵系统利用利用热量相对稳定的大地(土壤、地层、地下水)介质作为热源,夏季将室内的热量通过空调系统工质转移到地下;冬季将土壤中的低品位热量通过系统工质转移到室内的一套稳态热泵空调系统。
影响地源热泵中央空调地埋管系统换热效率的主要因素
1、根据工程现场的岩土热物性测试数据和设计院给出的机组换热量数据,从而可以
确定出地源热泵机组地埋井数量,从理论上看是没有什么问题的,但根据相关工程施工经验,并了解了正在使用的地源热泵项目地埋井的运行状况,地埋井使用中存在换热量不足的问题
2、实际换热量并不能满足使用要求
其原因是实际换热量与理论换热量并不相符,我们看到的数据,大多是理论数据或者是实验数据,表面看满足使用时没有问题的,但在实际应用过程中,理论数据往往并不能达到其预期效果,实验数据也可能存在误差,比如水源热泵机组理论能效比是可以达到7的,但实际上任何厂家的机组也是达不到的这个能效比的,可往往施工是严格安装设计进行的,所以才导致实际换热量并不能满足使用要求
3、地下水源和地质条件的变化引发的换热量不足
由于该地区某一时段内的长期干旱和地下水源无节制使用等原因会使地源井的换热量下降,起初能满足要求的换热井突然不能满足机组换热的需要
4、地埋井长期使用存换热量的衰减问题
原因是冷热负荷不均恒,地埋面积有限,大多项目空调夏季向地源侧中释放的热量多,而冬季则从地源侧吸收的热量少,虽然地下热量通过水的流动地表冷热辐等方式在不断地平衡,但是差别过大,这些多余的热量还是不能被平衡掉的,长此以往,地下本来恒定的地质条件被破坏,将导致换热量的下降
5、施工破坏等原因使地埋井数量减少换热量不够
后期施工因不了解地埋情况破坏地埋系统的也不少见,因为考虑到初投资成本许多工程往往不考虑换热井的余量问题,导致正在使用的机组不能工作
6、室外地埋部分水量换热量和后期的稳定性
室外地埋部分水量越大,换热量也就越稳定,后期运行也相应稳定。
地源热泵地埋管设计
地源热泵地埋部分设计一、管材一般来讲,一旦将地下埋管系统换热器埋入地下后,基本不可能进行维修或更换,因此地下的管材应首先要保证其具有良好的化学稳定性、耐腐性。
1、聚乙烯〔PE〕和聚丁烯〔PB〕在国外地源热泵系统中得到了广泛应用。
2、PVC〔聚氯乙烯〕管的导热性差和可塑性不好,不易弯曲,接头处耐压能力差,容易导致泄漏,因此在地源热泵系统中不推荐用PVC 管。
3、为了强化地下埋管的换热,国外有的提出采用薄壁〔0.5mm〕的不锈钢钢管,但目前实际应用不多。
4、管件公称压力不得小于1.0Mpa,工作温度应在-20℃~50℃范围内。
5、地埋管壁厚宜按外径与壁厚之比为11倍选择。
6、地埋管应能按设计要求长度成捆供给,中间不得有机械接口及金属接头。
二、连接1、热熔联接〔承接联接和对接联接,对于小管径常采用〕2、电熔联结三、流体介质及回填料流体介质南方地区:由于地温高,冬季地下埋管进水温度在0℃以上,因此多采用水作为工作流体;北方地区:冬季地温低,地下埋管进水温度一般均低于0℃,因此一般均需使用防冻液。
〔①盐类溶液——氯化钙和氯化钠水溶液;②乙二醇水溶液;③酒精水溶液等〕。
埋管水温:1、热泵机组夏季向末端系统供冷水,设计供回水温度为7—12℃,与普通冷水机组相同。
地埋管中循环水进入U管的最高温度应<37℃,与冷却塔进水温度相同。
2、热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同,在满足供热条件下,应尽量减低供热水温度,这样可改善热泵机组运行工况、减小压缩比、提高cop值,并降低能耗。
地埋管中循环水冬季进水温度,以水不冻结并留安全余地为好,可取3—4℃。
当然为了使地埋管换热器获得更多热量,可加大循环水与大地间温差传热,然而大地的温度是不变的,因此只有将循环水温降至0℃以下,为此循环水必须使用防冻液,如乙二醇溶液或食盐水。
但这样会提高工程造价、增加对设备的腐蚀。
在严寒地区不得不这样做,而在华北地区的工程中用水就可满足要求,不一定要加防冻液。
地埋管地源热泵系统的热平衡问题分析
地埋管地源热泵系统的热平衡问题分析马福一刘业凤(上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093)摘 要通常,地埋管地源热泵年运行的吸排热不平衡,这会导致热堆积,引起系统性能下降。
结合浅层地热资源的性质和地域特性,综合分析了地埋管地源热泵热平衡问题的由来,及其对热泵运行和生态环境的影响,并结合热平衡问题的影响因素提出了解决热平衡问题的技术思路。
关键词地源热泵热平衡地域特性生态环境ANALYSIS OF HEAT BALANCE IN GROUND-SOURCE HEAT PUMPMa Fuyi Liu Yefeng(College of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093, P.R.China)Abstract Usually,the annual absorbing and releasing load are always different in Ground-source heat pump running which will lead to heat accumulation, and the heat pump performance will degrade. Based on nature of shallow geothermal resources and regional characteristic, the cause of ground heat imbalance in Ground-source heat pump is analyzed. And heat imbalance impacting on heat pump operation and the ecological environment are also analyzed. Combined with the influencing factors of imbalance, the technical considerations for solving this problem is put forward.Keywords Ground-source heat pump Heat balance Regional characteristic Ecological environment.0 引言地源热泵系统主要利用储存于地表浅层近乎于无限、不受地域限制的低焓热能,属于可再生能源利用技术,具有高效节能、低运行成本和良好的社会环保效益等优点[1]。
土壤源热泵系统中地埋管换热器热平衡问题及解决方案
黑龙江冶金
Heilongjiang Metallurgy
Vol. 31 No. 1换热器热平衡 问题及解决方案
范龙华1 ,王 勇2
( 1. 哈尔滨华洁有限责任公司,哈尔滨 150001; 2. 哈尔滨物业供热集团有限责任公司)
摘 要: 本文介绍了土壤源热泵导致的土壤吸、放热不平衡以及解决这种热失衡的两种方案。 关键词: 地源热泵; 地埋管换热器; 性能系数 COP; 能效比 EER
系统的运行方式地源热泵的供冷可采取串联运行当室外温度很低建筑的热负荷较大单独采用地埋管换能采集的热量存储在蓄热水箱中地埋管中的水先在土壤中吸收部分热量然后再经过蓄热温从而提高其进入蒸发器时的温度随着蒸发器温度的提高热泵机组的性能系数cop也随之相对提高系统可以向用户提供更多的热量以满足采暖要求
第 31 卷 第 1 期 2 011 年3 月
地源热泵是以地表为热源的绿色节能技术。 竖直埋管换热器通常埋深在 30 ~ 100m 之间,其热 交换对象是 深 层 土 壤,而 深 层 土 壤 又 不 可 能 与 地 表环境进行 充 分 的 热 交 换,就 容 易 使 得 土 壤 出 现 取、放热的不平衡。
1 地下土壤热失衡的原因
我国幅员 辽 阔,各 地 域 建 筑 物 在 一 年 之 中 的 冷、热负荷 相 差 甚 大。 冬 季 通 过 热 泵 提 取 地 下 的 低位热能给建筑物供暖,同时,地下土壤的温度降 低; 夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地, 对建筑 物 降 温,同 时,地 下 土 壤 的 温 度 升 高。显 然,这种温度的升高或降低,对当年采暖( 或空调) 季的地埋管换热器的传热性能有一定影响。如果 在 1 年中冬季从地埋管换热器中抽取的热量与夏 季向地埋管 换 热 器 输 入 的 热 量 平 衡,则 地 埋 管 换 热器在数年 的 长 时 间 运 行 后,地 下 的 年 平 均 温 度 没有变化,对 地 埋 管 换 热 器 的 性 能 没 有 影 响。 在 夏热冬冷地区,供冷和供暖的天数相差无几,冷热
地埋管系统土壤换热器设计
地埋管系统土壤换热器设计1 引言土壤换热器的设计是土壤源热泵系统设计的关键部分。
由于土壤源热泵设计的特殊性,在设计前期必须对该工程所在地做土壤的热响应测试实验,为后期进行地下换热器系统设计提供比较准确的数据依据。
地埋管热泵系统中冷、热源是地下土壤中蕴含的能量,这种能量通过与地埋管中的流体进行热交换,并以该流体为载体进入地埋管热泵机组实现制冷与供热。
这时地埋管与其中的流体就构成的地埋管热泵系统中的换热器,它属于非稳态不仅涉及时间跨度长而且空间区域大。
换热器的换热特性对地埋管热泵系统性能起着决定性的作用,直接影响地埋管换热器的设计,进而决定了地埋管热泵系统的经济性和运行的可靠性。
地埋管热泵系统的地下换热器的形式主要有水平埋管、竖直埋管两种,本为以竖直埋管换热器为例研究进水温度和流量对换热器换热能的影响。
在实际工程中最常用埋管形式的是竖直埋管,竖直埋管换热器管长的设计主要依据文献[1]中的公式:夏季制冷工况时埋管长度的计算公式(1)冬季供热工况时埋管长度的计算公式(2)上式表明,在一定的换热负荷条件下决定地埋管长度的主要是土壤层热物性。
地埋管处于地下土壤中,属地下隐蔽工程,其热物性的测量不能直接进行,主要是结合导热反问题和参数估计法来确定。
本次测试数据的处理采用热线源理论(钻井周围的构造都处于不受热扰动影响的温度场内,经过一定的时间,可得到向钻井散出的热量的热扩散率,从而求出导热系数)。
在线热源理论和模型中。
有以下公式:2 实验装置简介2.1 实验装置组成实验装置是利用安徽建筑工业学院建筑节能研究院的土壤热物性测试仪,测试仪原理如图1所示。
该仪器已经完成在安徽建筑工业学院南区的原始地温测试、冬季供热工况测试。
该装置实验台在测试运行期间,工况稳定,运行正常。
实验系统主要装置配置如图2所示。
1 阀门2 测温传感器3 压差传感器4 回水箱5阀门6风冷热泵机组7 阀门8 供水箱9 水泵10 阀门11 流量传感器12压差传感器13测温传感器14 阀门该系统主要由热泵机组、循环水泵、温度传感器、数据采集系统和相关附件组成,其进、出水管路系统与冷热源机组和数据采集系统相连。
管式换热器常见故障原因分析及处理方法
管式换热器常见故障原因分析及处理方法1.管道堵塞:管道堵塞是管式换热器最常见的故障之一、堵塞可能是由于流体中的颗粒物或沉积物在管道内聚集,导致流通截面变小。
解决方法包括定期清洗管道,使用过滤器或安装泄压阀以减少沉积物聚集。
2.管子泄漏:管子泄漏是管式换热器的另一个常见故障。
泄漏可能是由于管子的腐蚀或磨损引起的。
解决方法包括定期检查管道,更换受损的管子,并采取防腐措施来延长管道的使用寿命。
3.温度不均匀:管式换热器在运行过程中,有时会出现温度不均匀的情况。
这可能是因为管道内部的流体流动不均匀或流速过快引起的。
处理方法包括调整进出口阀门的开度,增加流体的流动速度,并确保管道内没有阻碍流动的物体。
4.传热效果下降:管式换热器的传热效果可能会下降,导致换热效果不理想。
这可能是由于管道内的泛沫或局部结垢引起的。
解决方法包括定期清洗管道内的积垢物,并使用合适的添加剂来减少局部结垢的发生。
5.管子振动:管子振动是管式换热器常见的故障之一,可能会导致管子疲劳破裂。
振动可能是由于流体流动过快或管道支撑不稳定引起的。
处理方法包括调整流体的流速,增加管道的支撑点,并安装减振器以减少振动的发生。
6.泄漏气体:在管式换热器中,由于管道密封不严或焊接破裂,可能会发生泄漏气体的情况。
解决方法包括检查并修复管道的密封性,进行焊接修复,并安装泄漏气体传感器以及时检测泄漏。
总之,管式换热器常见的故障可以归结为管道堵塞、管子泄漏、温度不均匀、传热效果下降、管子振动和泄漏气体等问题。
对于这些故障,我们可以采取一系列的处理方法,如定期清洗管道、更换受损管子、调整流体流速和安装泄漏气体传感器等来解决。
这些处理方法可以保证管式换热器的正常运行和长期使用。
地源热泵垂直埋管换热器换热效率下降因素分析
73地源热泵垂直埋管换热器换热效率下降因素分析文_范惠文 同济大学建筑设计研究院摘要:地源热泵系统的成功应用,取决于土壤的换热性能。
土壤的换热性能影响地埋管出水温度,温度升高会影响热泵机组的运行效率。
地源热泵使用寿命主要取决于埋管周围土壤的换热性能是否衰减。
本文运用ANSYS软件,通过稳态换热模型模拟了恒热流情况下管井周围的温度场,分析了管井热阻影响因素,以及土壤含水率对土壤换热系数的影响。
关键词:地源热泵;ANSYS; 数值模拟;导热系数;土壤含水率The Effect Factors of Decreasing Efficiency on Vertical Geothermal Heat ExchangeFAN Hui-wen[ Abstract ] The successful application of the GSHP system depends on the performance of vertical geothermal heat exchanger. The grout heat transfer performance affects the outlet water temperature of the pipe, and the increase of outlet water temperature affects the COP of the heat pump unit. The service life of GSHP mainly depends on the attenuation of the grout heat transfer performance around the pipe. In this paper, ANSYS software is used to simulate the temperature field of the borehole through the steady-state heat transfer model. The factors on borehole heat resistance and soil moisture content on soil heat transfer coefficient are analyzed.[ Key words ] ground-source heat pump;ANSYS;heat transfer; thermal conductivity;soil moisture content目前,国内地源热泵项目的应用已经非常普遍,许多专业分包单位根据经验值进行埋地换热器的设计。
地源热泵埋管方式及埋管深度常见问题
地源热泵埋管方式及埋管深度常见问题地源热泵地埋管在整个系统中起着集热散热的重要作用,地埋管要是安装不好就会直接对整个系统的效果造成影响。
现在随着人们生活的不断提高,人们对自己家庭的生活质量也有了新的要求。
现在人们普遍使用地源热泵,可是对于地源热泵埋管的方式却很少有人知道。
地源热泵埋管-地源热泵埋管的注意事项1、若建筑物周围可利用地表面积充足,应首先考虑采用比较经济的水平埋管方式;相反,若建筑物周围可利用地表面积有限,应采用竖直U型埋管方式。
2、尽管可以采用串联、并联方式连接埋管,但并联方式采用小管径,初投资及运行费用均较低,所以在实际工程中常用,且为了保持各并联环路之间阻力平衡,最好设计成同程式。
3、选择管径时,除考虑安装成本外,一般把各管段压力损失控制在4mH2O/100m (当量长度)以下,同时应使管内流动处于紊流过渡区。
4、地源热泵地埋管换热系统在设计时应该首先对当地的地质实际情况进行计算,并根据条件作出准确的判断,完成整个换热量的计算。
5、地源热泵地埋管换热器最好要设泄漏警报和自动补水系统,需要防冻的地方还要设置防冻保护装置,避免后期系统运行时出现各种问题。
6、在换热系统上最好是采用变流量的设计,管内传热介质流速最好不要低于最低流速限值。
7、关于地源热泵地埋管的安装最好是要靠近机房或是以机房为中心设置,避免过远导致热量在管路中的散失。
8、地源热泵管路在没有安装之前尽量避免阳光直射,最好是避光存放,以防止管道受热发生热形变问题。
9、若是地源热泵的使用地冬夏对热量的取放不均,那么可以根据具体的实际情况通过采用辅助冷源或热源的方式实现调节目的。
地源热泵地下埋管的几种形式目前地源热泵地下埋管换热器主要有两种形式,即水平埋管和垂直埋管。
水平埋管主要有单沟单管、单沟双管、单沟二层双管、单沟二层四管、单沟二层六管等形式,由于多层埋管的下层管处于一个较稳定的温度场,换热效率好于单层,而且占地面积较少。
水平埋管主要有单沟单管、单沟双管、单沟二层双管、单沟二层四管、单沟二层六管等形式,由于多层埋管的下层管处于一个较稳定的温度场,换热效率好于单层,而且占地面积较少,因此应用多层管的较多。
中深层地埋管群的传热分析
中深层地埋管群的传热分析中深层地埋管群的传热分析摘要:在地源热泵和热储能的应用中,多个地埋管换热器通常构成一个集群。
文章提出了一个中深层地埋管群的传热模型,考虑到不均匀的地层及地温梯度,同时摒弃了传统模型中孔壁温度和热流均匀的简化假设,并在数学上证明了叠加原理对该模型是有效的,因此可将中深层地埋管群的三维传热问题分解为多个单孔地埋管的二维传热问题。
在此基础上,提出了一种用于模拟中深层地埋管群内传热的降维算法,该算法具有较高的精度,并使计算效率有数量级的提升。
关键词:地源热泵;地埋管换热器;传热;叠加原理;降维0、引言地埋管地源热泵供热空调系统是以大地为冷、热源,使作为中间介质的热载体在埋设在岩土中的封闭环路中循环流动,与大地进行热量交换,并进而通过热泵实现对建筑物的供热和供冷。
地源热泵技术对建筑节能、CO2减排和防治大气污染都起到了重要作用。
地源热泵供热空调系统由地埋管换热器、热泵主机以及建筑物内的末端系统组成。
地埋管换热器是地埋管地源热泵空调系统区别于其他供热空调系统的最大特点,其中的传热是管内流体与周围岩土之间的换热,可以看作是一种蓄热式换热器[1]。
中深层地埋管技术是近年来在国内外地源热泵领域出现的一种新技术,埋管深度达到数千米[2]。
在地源热泵和蓄热技术的应用中,常常由若干地埋管组成地埋管群。
中深层地埋管换热器的布置方式必须因地制宜,可以是多种多样的,空间尺度为数千米,涉及多个地层,因此其几何条件很复杂。
地埋管换热器中的传热过程又是一个复杂的、非稳态的传热过程,所涉及的时间尺度很长(至少为数月至数年),特别是由多个地埋管换热器组成的地埋管群中的传热问题都必须按三维问题来考虑。
因此,中深层地埋管换热器传热的研究是地源热泵空调系统的技术难点,同时也是该项技术研究的核心和应用的基础。
地埋管换热器的传热分析方法大体上可以分为两大类,即解析解方法和数值解方法,其各有长处和局限性[3-4]。
解析解方法的基本出发点是研究无限大或半无限大介质中单个钻孔埋管的传热规律,此时地埋管换热器简化为线热源或圆柱面热源,并得到其在恒定热流作用下温度响应的解析解。
地埋管换热器的设计与施工
3)换热器长度的确定 地热换热器的负荷由热泵的负荷所决定,而热泵的负荷又与空调房 间的负荷有关。地热换热器的传热量与当地岩土温度、岩土的热物性、 埋管的形式、热泵运行时间等多种因素有关。因此换热器的长度不能 只由室内瞬时负荷来确定。当运行时间在数小时至数月的范围内,U 形 竖直埋管地热换热器的传热过程通常可用一维瞬态常热流线热源模型 进行简化 。通过输入全年各月冷热负荷,即可使热泵系统在数十年使 用期内均在满足设计负荷的前提下确定地热换热器的长度。当地热换 热器的总长度确定以后,根据埋管场地的大小来确定埋管的深度。确定 地下换热器长度除了要知道系统布置和管材外 ,还需要知道当地的土 壤物性参数资料 ,如地下温度、传热系数等。 在实际工程中 ,可以利用管材“换热能力”来计算管长。换热能 力即单位垂直埋管深度的换热量 ,一般垂直埋管为 40~70 W/ m 井深 水平埋管为 20~40W/ m 管长 。 设计时可取换热能力的下限值 ,即 40 W/ m垂直埋管管长 ,具体计算公 式如下: L = (Q′×1 000)/40 式中 L ———竖井埋管总长 ,m; 35 ———夏季每 m 井深散热量 ,W/ m。
2 管道连接 HPDE管道连接执行国家现行标准《埋地聚乙烯给水管道 工程技术规程》(CJJ101)的有关规定。 当室外温度低于5℃时,不宜进行管道连接、试压等操作 活动。 埋地的垂直单U形管垂直段中间部位禁止采用接头;U形 弯管接头采用定型的成品管件,不得采用直管煨制方法制 作弯头。 管道接头采用热熔或电熔连接。根据不同的管径及壁厚, 选择与之相适应的热(电)熔器。熔接前,必须彻底清理 管道里面,保证管道内无杂物;管接头内外表面必须擦拭, 保持干燥、无污染。 管接头加热时间必须严格按厂家提供的参数控制,确保熔 接质量。未熔透或过熔的接头必须清除后重新熔接,清除 长度不小于6倍管径。
换热器设计中的常见问题分析
换热器设计中的常见问题分析换热器是一种在物料间实现传递热量的节能设备,将热量通过高温流体传递给低温流体,从而使设备整体流体温度达标后应用于多种产业中。
本文针对换热器在应用中常见的几个问题做出分析,并且相继提出改进措施,主要以管壳式换热器为例进行探讨。
标签:管壳式换热器;设计;措施0 引言换热器用途广泛,实用价值强,已经在多种领域中形成产业链条,主要运用在石油、化工、能源及各种轻工业中。
专家在设计换热器中会过度依赖计算机给予的计算结果,从而忽略了其过程,导致设计中出现错误,下面针对设计中常见的问题进行简要分析解决,保障其质量。
1 换热器的基本介绍换热器有很多种类型,有管板式,浮头式和U形管式等,因其构造不同,其使用特点和发挥的作用也大不相同,其主要以常见的管壳式换热器为多,在生活应用中高达70%。
在整体设计中既要考虑材质的结构和压力等问题,还要考虑到它的供热和清洗条件以及检修方面等多种问题。
设计管壳式换热器时注重实现其低成本高效益的社会价值,在成本制造上具有多重优势,足够的选材范围,能够承受高温高压并且结构优化等。
只有不断完善其结构设计才能保障其长期安稳运行。
2 换热器设计中的常见问题(1)管、壳程试验压力的选取。
首先,在管程设计中,设计者应当注意换热器管程设计压力与壳程设计压力的平衡,设计者不应在其压力值相差变大的情况下仍然照常进行。
比如当管程试验压力大于壳程试验压力时,设计者应该提高壳程试验压力使之与管程试验压力相平衡,进行此项试验时,应该首先核对壳体的压力值必须低于所有材料在试验温度下90%的弯曲度,然后运用处于换热管和管板间的焊接接头重新进行检测。
如果以上方法还是不能使压力差得到平衡,如果压力差略小时,应该考虑对壳程壁的厚度做出调整,适当增厚。
(2)分程隔板槽面积。
计算管板时需要得知隔板槽的面积,大多设计者直接用计算机得出板槽面积,这会与规定度面积产生差异。
并且,分程隔板槽面积不是简单地指隔板槽面积,而是在隔板结构中没有被热换管所支撑到的面积。
土壤源热泵系统中地埋管换热器热平衡问题及解决方案
1 地 下 土壤 热 失衡 的原 因
我 国幅员 辽 阔 , 地 域 建 筑 物 在一 年 之 中 的 各 冷、 热负 荷 相差 甚 大 。冬 季 通 过 热 泵 提 取地 下 的
温度 降低 1 会 使 制取 同样热 量 的能耗 增 加 3 o C, %
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4 。 同理 , 于南 方 地 区 , % 对 由于 夏 季 空 调 冷 负
He t Ba a e Pr b e r u e t Ex h n e nd S l to s i a l nc o l m G o nd H a c a g r a o u i n n Gr u o nd — s ur e He t Pu p Sy t m — o c a m se
向土壤 的排 放 热 量 。此 时 , 了使 土壤 能够 维 持 为
作 者 简 介 : 龙华 , 业 于 黑 龙 江 省机 械制 造 学 校 , 炉 制造 专业 , 就 职 于 华 洁 公 司 , 事 新 能 源 开 发 工 作 。 范 毕 锅 现 从
4 4
第 1期
Hale Waihona Puke 范龙华 , : 等 土壤源热泵 系统 中地埋管换热 器热 平衡 问题 及解 决方案
Ke W o d : r u d—s u c e tp mp;b r d tb x h n e ;c e ce t fp r r n e ;e e g y r s go n o r e h a u u i u e e c a g r o f in e o ma c e i o f n ry
负荷 基本相 等 , 因此 , 直地埋 管 地 源热 泵 的最 佳 垂 使用 区 域 是 夏 热 冬 冷 和 冬 夏 冷 热 负 荷 相 当 的地
区 。在 寒冷 地 区由于其 冬 季热 负荷 大 于夏 季冷 负 荷 , 成热 泵 从 地下 土壤 的 吸热 量 大 于夏 季 向土 造 壤 的排 热量 , 致使 土壤 温 度逐 渐 降低 、 备 耗 功率 设 上升 、 热性 能 系数 C P降低 , 供 O 一般 情况 下 , 土壤
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竖直地埋管换热器常见设计问题分析刁乃仁1,2,3崔萍1,2方肇洪1,2,31.山东建筑大学省部共建教育部可再生能源建筑利用技术重点实验室;2.山东建筑大学山东省建筑节能技术重点实验室;3.山东中瑞新能源科技有限公司济南摘要针对地埋管换热器设计计算中存在的认识误区以及常见问题,分析导致问题出现的原因,对地埋管间距与埋管容量关系、每延米换热量及其作用、复合系统的优化设计及运行策略、设定循环液的最高与最低温度以及如何合理选择循环液流量及流速等设计问题进行了系统地分析,给出应对措施及优化设计方法。
关键词地埋管换热器,设计计算,复合式地源热泵系统0.前言地埋管热泵发尤其是竖直埋管的地埋管热泵技术已经在我国得到了快速发展,地源热泵市场也在日益扩张,然而随着越来越多的地源热泵系统的建成,不少系统在运行中也暴露出这样或那样的问题,例如有的地埋管热泵工程运行效率低下,经测试能效比甚至低于传统的水冷或风冷热泵机组;有的新建地埋管热泵系统无法正常运转。
这些问题的出现主要原因有三个:一是地埋管换热器的设计存在问题;其次是施工与管理过程不到位;再次系统运行管理不够专业。
据实际工程的不完全调查,许多项目的地埋管设计直接以经验估算,如以每米钻孔换热量指标为施工图设计依据,由此导致地埋管换热器设计尺寸偏大,初投资增高或者设计尺寸偏小系统运行不可靠等问题。
实际上,地埋管换热器的设计应综合考虑地域气候、建筑物类型、以及冷热负荷平衡等各种因素。
任何一种空调技术包括地源热泵技术都有其使用条件与应用范围,不可能也不应该包打天下,地埋管地源热泵技术具有更强的区域性与建筑条件的适宜性。
地埋管地源热泵系统的合理应用在很大程度上依赖于地埋管换热器的优化设计。
因此分析地埋管换热器常见的设计问题并给出应对措施,十分必要。
1、竖直地埋管间距与地埋管量设计中常常会遇到地埋管空间有限,常见做法是减少地埋管间距或竖直地埋管由单U 改为双U,以增加竖直地埋管量和地下热交换能力。
毋庸置疑,这种做法,对加大地埋管群的换热强度(功率)有利。
但对岩土蓄热体大小和地下冷热负荷不平衡度几乎不产生影响,反而将减少单位地埋管孔深所拥有的蓄热体。
如地埋管间距由5m改为3.5m,则单位孔深的体积由25m3减少为12.25m3,缩小了1倍多。
这对首个运行季节非常不利。
有可能造成地埋管地源热泵系统首个运行季节的中、后期低效甚至无法正常运行。
靠减少地埋管间距,增加地埋管量以满足换热量需要的方法常常不可取。
对中、大型地埋管地源热泵系统,靠单纯的增加地埋管量减弱冷热负荷不平衡度,效果也并不明显。
可行的设计方案:一是调整地埋管换热器的运行参数,使其提取与释放热量能力与建筑冷热负荷基本匹配;二是设置调峰冷热源,降低峰值负荷对地埋管换热器的过度要求。
这些都应进行经济技术比较。
2、地埋管每延米换热量与作用工程上地埋管换热器的设计计算多以每延米换热量为依据进行钻孔数量的设计。
通常是利用热响应测试方法,对地埋管换热器进行吸放热实验,按设定的运行工况,系统运行数十小时后,计算得到的地埋管换热器的平均取热量和散热量即作为该工程地埋管换热器的设计取热量和散热量。
实际上,地埋管换热器的设计埋管容量应综合考虑地域气候、建筑物类型、冷热负荷均衡性、钻孔几何参数、布置形式等多种因素的影响。
同时系统的短期或长期运行,间歇或持续运行等不同工况也对地埋管换热器的设计有很大的影响。
竖直埋管在岩土体内的吸放热过程是一个长期的持续的非稳态传热过程,通常在数年或数十年之后才能达到一个近似的稳态传热过程。
同时换热器的负荷也是逐时变化的,因此地埋管换热器的每延米换热量是一个随时间变化的变量。
仅仅根据数十小时的吸放热实验来确定地埋管换热器的实际换热能力是不科学的。
以某一住宅建筑为例,空调总冷负荷约为338kW,总热负荷约为262kW;其中年累计采暖热负荷约为227.9MWh,年累计空调冷负荷为85.6MWh。
过渡季节地源热泵系统停止运行,该系统属于全年间歇性运行,热负荷占优的系统。
图1模拟了系统运行第一年内全年逐时循环液的进出地埋管换热器的温度以及钻孔壁温度和周边岩土体(距离钻孔群5m远处)温度的变化曲线。
由图可以看出虽然建筑的全年累积冷负荷要小于热负荷,但是岩土体的温度在经过一年的运行之后变化不大,平均温度仅仅降低了0.1℃。
按照第一年设计的埋管容量来模拟系统运行10年的循环液温度及岩土体温度的变化,可以看出,经过10年的运行,地埋管周围岩土体的温度降低了2℃。
这说明该系统在长期运行工况下,地埋管的吸热量大于放热量,地下逐年堆积的冷效应会显著降低冬季的换热效率。
但在系统运行第五年时,进入地下的循环液温度已接近0度,已无法满足设计要求。
图1地埋管换热器运行第一年的温度场模拟曲线图2地埋管换热器运行10年的温度场模拟曲线实际上,地埋管换热器的设计计算应根据全年建筑冷热负荷,在保证系统运行年限内热泵进出口水温维持在设计允许范围之内的前提下,计算所需要的地埋管换热器的埋管长度及钻孔布置形式,及参数。
由上图分析可知,要保证系统在设计年限内(如20年)能满足建筑负荷要求及热泵进出口温度要求,则必须进行数十年的运行模拟设计计算。
3、复合复合与单纯与单纯与单纯地源热泵系统地源热泵系统地埋管换热器在全年冷热负荷均衡的建筑物中可以充分发挥大地储能的作用,具有较高的运行效率。
因此,地埋管换热器容量的设计应综合考虑全年冷热负荷的影响。
对于地下埋管年累积吸热量与年累积释热量相差不大的工程,应通过专用软件计算冬季与夏季所需的换热器的长度,取其不利工况下的钻孔长度为地埋管换热器的设计容量。
对于地埋管全年冷热负荷相差较大的建筑,应进行详细的至少两个方案以上的对比论证,以及经济技术分析,决定采用何种冷热源辅助的复合式地源热泵系统。
对于冷负荷占优的建筑,可以利用的辅助冷却源有:冷却塔散热系统、地表水、空气源、以及其他各种形式可利用的废水源;其中,冷却塔辅助的地源热泵复合系统是目前工程上应用最多,技术上可靠,经济较合理的复合式系统。
采用冷却塔水冷却系统所需的单位冷却负荷初投资,远低于地下埋管换热器冷却。
因此采用冷却塔辅助冷却的地源热泵系统,可有效降低系统初投资,且冷却塔承担的冷负荷越多,系统的初投资越小。
但辅助冷却塔散热的地源热泵复合系统,其运行与维修费用要略高于地源热泵空调系统,且冷却塔占的负荷比例越大,年经营成本越高。
因此在确定冷却塔的冷却容量时,应兼顾投资与运行费用两要素,同时应掌握两个原则:一是以能够满足地埋管换热器全年的冷热负荷基本平衡为前提。
用冷却塔负担多余的冷却负荷,即冷却塔的散热容量(能力)应能满足多余冷却负荷的需要;二是将冷却负荷分为两部分,一部分为变化缓慢的空调房间围护结构的基本负荷,另一部分为空调房间人体、照明及辐射等变化较大的内外热源引起的峰值负荷。
由地埋管换热器承担前者,辅助冷却塔承担后者。
因为变化缓慢、基本恒定的冷、热负荷更适合地埋管换热器的热交换特点。
当考虑采用冷却塔与地埋管换热器交替冷却的运行模式时,冷却塔的容量应按空调建筑的设计冷负荷确定。
实际上,仅从费用上考虑,冷却塔容量的大小对地源热泵空调系统的总投资影响很小。
因此,在条件许可的情况下,按空调建筑的设计冷负荷确定冷却塔的容量,将为地源热泵复合系统运行模式的选择及合理安排冷却塔的运行时段,提供便利条件。
这不失为一种安全可靠的可选方案。
当冷却塔仅作为辅助冷却源来承担建筑物多余的冷负荷时,冷却塔的容量应经过详细的计算与分析后确定[1,2]。
美国的ASHRAE与Kavanaugh分别对复合地源热泵系统的设计提出了适用于工程的简化计算方法,即首先按夏季与冬季的负荷(设计峰值负荷或年累积负荷)分别计算出所需的埋管长度,然后根据埋管长度的差值,利用热平衡估算冷却塔的设计容量,最后根据冷却塔的冷却能力与全年冷热负荷的差值来近似估算冷却塔的运行时间。
实际上,冷却塔容量的精确计算是一个极其复杂的过程,它不仅与建筑的负荷特性、地埋管的尺寸有关,而且还与冷却塔的控制策略与开启时间紧密相连。
理想的设计计算方法,应采用专业的地源热泵设计模拟软件首先对地埋管换热器进行全年动态模拟,根据模拟的结果分析地埋管的不平衡率,然后引入优化算法,采用最优的控制策略,来确定地埋管与冷却塔最佳的匹配尺寸,使复合系统的寿命周期费用最低。
冷却塔辅助的地源热泵复合系统的经济性在很大程度上取决于系统采用何种控制策略,如冷却塔的启停控制,运行时间,以及冷却塔与地埋管的运行模式。
控制策略的确定应综合考虑复合系统中的各个影响因素,如负荷特性,地埋管热平衡问题,机组的运行效率,以及室外气象条件等。
许多研究结果表明,在综合考虑土壤温度场恢复,系统运行效率等各因素之后,采用湿球温差控制冷却塔开启的控制方式为最经济的一种控制策略,该结论还有待于进一步的实验验证[3,4,5]。
为了解决北方建筑热负荷大冷负荷小造成的地埋管换热能力不足的问题,也可以采用燃气锅炉辅助的地源热泵复合系统,夏季制冷全部由地埋管承担,冬季制热则由地源热泵承担大部分的热负荷,锅炉承担额外的热负荷。
燃气锅炉的效率较高,自动控制比较灵活,初投资也较低,因此在有燃气管网的地方,可以考虑将燃气锅炉作为地源热泵的辅助加热设备。
但需要注意燃气锅炉提供相同的供热量所需的运行费用比地源热泵系统高很多。
因此通常只在供暖期的极端气候条件下启动燃气锅炉作为调峰用。
增设的燃气锅炉只是用于补充地埋管换热器能力的不足,可以通过燃气锅炉将循环水加热到10-15℃,作为热泵的低温热源,这样不仅减少了燃气锅炉的容量与使用时间,降低了消耗的燃料,同时也最大程度地利用了热泵这一节能环保技术在供热中的应用。
增设的辅助热源的容量及运行模式的确定,应经过详细的计算与分析后确定。
北京某一住宅小区采用了地埋管换热器和辅助冷热源组成的地源热泵复合系统[6]。
设计方案以地埋管换热器作为全年冷热源主体,夏季采用湖水辅助散热,冬季采用燃气锅炉辅助加热,见图3。
该项目充分利用建筑物周边空地设置埋管,同时通过优化设计设置辅助散热和加热系统满足供热和制冷的峰值负荷,达到了节约土地、降低初投资、提高系统性能与可靠性的目的。
这种复合系统非常适合于用地紧张的项目中推广应用。
图3冷热源辅助的地源热泵复合系统应因地制宜的引入各种辅助冷源来承担多余的建筑物冷负荷,或者采用辅助的热源来承担多余的热负荷,使地埋管换热器全年冷热负荷均衡,这样不仅降低了地埋管换热器的初投资,还大大提高了系统运行的可靠性。
4、地埋管循环液最高温度与最低温度由于某些设计者习惯用地埋管每延米换热量计算所需地埋管量。
而此方法,不涉及地埋管循环液夏季最高温度与冬季最低温度的设定。
这是本末倒置。
实际上,只有确定了这两个温度,方可对地埋管量进行模拟计算。