豎直埋管地?zé)釗Q熱器的設(shè)計(jì)和參數(shù)分析
來(lái)源:
2007年02月07日 11:57
摘 要 本文通過(guò)對(duì)某住宅小區(qū)地源熱泵系統(tǒng)地?zé)釗Q熱器的方案設(shè)計(jì)的工程實(shí)例,介紹了采用《地?zé)嶂恰奋浖O(shè)計(jì)地?zé)釗Q熱器的方法;討論分析了回填材料導(dǎo)熱系數(shù)、巖土導(dǎo)熱系數(shù)、鉆孔間距以及循環(huán)液的類(lèi)型四種主要因素對(duì)地?zé)釗Q熱器設(shè)計(jì)尺寸的影響,并指出提高回填材料導(dǎo)熱系數(shù)、適當(dāng)增大鉆孔間距以及選擇凝固點(diǎn)較低的循環(huán)液有利于減小鉆孔長(zhǎng)度,從而節(jié)省地?zé)釗Q熱器的初投資。
關(guān)鍵詞 地源熱泵 地?zé)釗Q熱器 設(shè)計(jì) 軟件
! 引言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們對(duì)節(jié)能、環(huán)保意識(shí)的提高,具有、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)的地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)愈來(lái)愈受到人們的重視。地源熱泵(或稱(chēng)土壤源熱泵)空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的zui大不同就在于其地?zé)釗Q熱器,地?zé)釗Q熱器的設(shè)計(jì)合理與否直接影響到地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的性能。此外,合理設(shè)計(jì)地?zé)釗Q熱
器的大小對(duì)于節(jié)省初投資及運(yùn)行費(fèi)用也有重大意義[1]。
地?zé)釗Q熱器中的傳熱是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,影響因素很多,導(dǎo)致不同情況下每米鉆孔傳熱量的值可以產(chǎn)生數(shù)倍的變化。國(guó)內(nèi)有些關(guān)于地?zé)釗Q熱器設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)中推薦的每米鉆孔傳熱量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)于實(shí)際工程設(shè)計(jì)可能產(chǎn)生誤導(dǎo),因而不利于該項(xiàng)新技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用。
影響地?zé)釗Q熱器設(shè)計(jì)的zui重要影響因素有: 巖土的導(dǎo)熱 1.系數(shù); 全年的冷熱負(fù)荷及其相對(duì)的比值[5]; 回灌材料的導(dǎo)熱2. 3.系數(shù)與 U 型管各支管的間距;4.地?zé)釗Q熱器排列方式與鉆孔間距; 設(shè)定的循環(huán)液所允許的zui高和zui低溫度,在以供熱為 5.主的應(yīng)用場(chǎng)合,這一參數(shù)常常取決于選用循環(huán)液的類(lèi)型。
地?zé)釗Q熱器設(shè)計(jì)及模擬軟件《地?zé)嶂恰罚郏玻莶捎昧嗽谏系亩S和準(zhǔn)三維模型[3!6],考慮了全年吸熱和放熱不平衡等復(fù)雜的情況,以保證地?zé)釗Q熱器在整個(gè)服務(wù)周期(20 年或更長(zhǎng)的時(shí)間)中的性能為設(shè)計(jì)目標(biāo),使地?zé)釗Q熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算脫離了按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算的狀況。該軟件還能同時(shí)對(duì)單 U 型埋管與雙 U 型埋管這兩種分別在美國(guó)和歐洲流行的不同埋管形[3]進(jìn)行計(jì)算和比較?!兜?zé)嶂恰肥菍?duì)用戶友好的,暖通空調(diào)工程師都能很快掌握軟件的使用,輸入設(shè)計(jì)條件就可以直接得到要求的埋管長(zhǎng)度,因而可以方便地進(jìn)
行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。本文結(jié)合工程實(shí)例就其中的回灌材料的導(dǎo)熱系數(shù)、巖土的導(dǎo)熱系數(shù)、鉆孔間距及循環(huán)液的類(lèi)型四個(gè)方面對(duì)地?zé)釗Q熱器的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和比較。
" 工程概況
該工程位于湖北省,總建筑面積約 7 萬(wàn) m ,擬采用地源熱2泵空調(diào)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其冬季的供熱、夏季的制冷以及供應(yīng)生活用熱水。該地區(qū)冬季空調(diào)室外計(jì)算溫度為 tw=-6 ";夏季空調(diào)室外計(jì)算溫度為 ts=31 ";未受干擾的地下溫度為 16"。本設(shè)計(jì)主要通過(guò)《地?zé)嶂恰吩O(shè)計(jì)軟件按 1 萬(wàn) m 建筑面積來(lái)進(jìn)行2方案比較和設(shè)計(jì)計(jì)算。# 方案比較和設(shè)計(jì)
2.1 確定鉆孔參數(shù)
鉆孔的幾何分布形式要根據(jù)可提供的場(chǎng)地確定,本研究選取矩陣排列為 4#25。鉆孔間距取 3#3、 、 、 、 4#4 4#5 5#5 6#6、#7、#8、#9(行間距#列間距)八種情況進(jìn)行比較計(jì)算。7 8 9鉆孔半徑 0.055m ?;靥畈牧系膶?dǎo)熱系數(shù)取 0.6, , , , 1.2 1.8 2.43.0 W/(m·!)進(jìn)行比較和研究。