地表水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2024-12-28 15:40 本頁(yè)面
【正文】 熱器以及放空循環(huán)水后的浮力，以便換熱器循環(huán)水放水后，換熱器通過(guò)浮力作用能夠達(dá)到水面，保證閉式換熱器的維護(hù)管理。 ? 設(shè)計(jì)計(jì)算方法： （ 1）建立圓管壁面溫度為模型，求解獲得管外速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)，從而求得綜合傳熱系數(shù)以及管外水溫的變化對(duì)管外溫度場(chǎng)的影響，進(jìn)而計(jì)算圓管外壁面非恒定溫度條件下的非穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程，求得管路水溫和管外水溫的溫度分布。 （ 2）軟件設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算軟件提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，包括設(shè)計(jì)供水（流體）溫度、水溫、系統(tǒng)流量、流體屬性（主要針對(duì)使用了防凍液的流體）、地表水屬性（如按照換熱器位置處的冬夏季平均水溫、水面積大小、深度等）、管道屬性（包括管道熱阻、直徑、流態(tài)、管道數(shù)量、方位等）；從而確定換熱器的總長(zhǎng)度。 ①換熱器外側(cè) ? Nuw數(shù)可以計(jì)算換熱器外部對(duì)流傳熱系數(shù) hw ? Nuw= hwd/ λ Ra— 瑞利準(zhǔn)則 ， 為格拉曉夫準(zhǔn)則 ②換熱器內(nèi)側(cè) ? 采用普通拋管時(shí)，內(nèi)部流速一般可以達(dá)到紊流狀態(tài)，而毛細(xì)管內(nèi)流速一般很小，計(jì)算表明其流態(tài)處于層流狀態(tài) ③換熱器管壁 ④內(nèi)外換熱耦合 假定內(nèi)外壁溫 tnw和 tww 查取公式所需特征參數(shù) 計(jì)算內(nèi)、壁、外傳熱量及三熱阻 計(jì)算總熱阻 計(jì)算傳熱量 判斷傳熱量與壁內(nèi)外三 傳熱量是否相等 計(jì)算結(jié)束，得出傳熱量 相等 不相等 輸入內(nèi)外水溫和管徑參數(shù) 長(zhǎng)江上（流動(dòng)水體）的測(cè)試值 循環(huán)水流量(m3/h) 盤管進(jìn)水溫度(℃ ) 江水溫度(℃ ) 80%換熱量位置處溫度 (℃ ) 對(duì)數(shù)平均溫差 (℃ ) 單位管長(zhǎng)換熱量k[W/(mK)] 27 管徑 DN20螺旋管長(zhǎng)江實(shí)驗(yàn) 滯留水體換熱器換熱能力測(cè)試 換熱器承擔(dān)換熱量工況 進(jìn)水溫度(℃ ) 回水溫度(℃ ) 湖水溫度(℃ ) 流量(m3/h) 總傳熱量(W) 對(duì)數(shù)溫差 K值 工況 進(jìn)水溫度(℃ ) 回水溫度 (℃ ) 湖水溫度(℃ ) 80%處溫度 80%位置 對(duì)數(shù)平均溫差 k值 松散螺旋管在靜止水體，水溫為 ℃ U型管在靜止水體，水溫為 ℃ ? 1） 閉式地表水換熱器的換熱特性與規(guī)格應(yīng)通過(guò)計(jì)算或試驗(yàn)確定。 2） 當(dāng)冬季湖水溫度在 5℃ 左右時(shí)， 若換熱器的進(jìn)出口溫差為 5℃ ， 則會(huì)導(dǎo)致熱泵機(jī)組入口水溫低于 0℃ ，小型的閉式地表水系統(tǒng)可以采用防凍液作為保護(hù)措施，常用的防凍液有乙醇水溶液。 ? 3）由于安裝不得當(dāng)，有可能出現(xiàn)管道泄漏。對(duì)于冬季必須采取防凍措施的大負(fù)荷閉式地表水系統(tǒng)，大面積的防凍液泄漏會(huì)造成對(duì)水體的污染。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析看，防凍液由于粘度的增加，會(huì)增加水泵的能耗。同時(shí)，由于季節(jié)的不同轉(zhuǎn)換，防凍液的充注會(huì)帶來(lái)初投資成本的增加，綜合比較，采用輔助加熱措施是一個(gè)較好的方案。 ? 4）保證換熱器內(nèi)的介質(zhì)流動(dòng)為紊流狀態(tài)，換熱器的管徑應(yīng)控制在 DN25~40之間。 ? 5）流速達(dá)到 ，由于流速較大，換熱器各部位換熱效率一致，上游對(duì)下游基本上沒(méi)有影響，即使外部流速小到 ，換熱器對(duì)溫度場(chǎng)的影響也非常小，實(shí)驗(yàn)條件下下游換熱量比上游小 %，這是 PE管傳熱效率低造成的，因此，在流動(dòng)水體中，只要保證換熱管之間有 1個(gè)管徑的距離，即可忽略換熱管之間的影響； ? 6）當(dāng)換熱管在靜止水體中上下排列時(shí)，下層換熱造成的浮力流會(huì)將被加熱的水帶上上層，因此導(dǎo)致上層換熱器的換熱效率比下層的低，實(shí)驗(yàn)條件下，下層換熱量比最上層換熱量大 %； ? 7）單個(gè)供回水管間距為 1m的 U型管在靜止分層水體中短時(shí)間運(yùn)行不會(huì)明顯改變水溫分層狀態(tài)，兩管之間也不會(huì)有影響。 ? 8）大面積換熱器的設(shè)置，應(yīng)設(shè)計(jì)成不同的環(huán)路，避免個(gè)別管路出現(xiàn)問(wèn)題而影響整個(gè)換熱器的運(yùn)行。 ? 9）各換熱環(huán)路應(yīng)考慮成同長(zhǎng)度，總集管應(yīng)設(shè)計(jì)成同程。 ? ? ? 優(yōu)勢(shì)：安全成熟、便于維修 ? 使用條件：水質(zhì)較好，水泵葉輪耐磨 ? 缺點(diǎn)：取水泵房面積較大 安全防護(hù)欄 工作坑 江 河 綠化帶 粘土、流沙層、回填土、夾沙層等非堅(jiān)硬地層 公 路 液 壓 頂 管 施 工 動(dòng) 畫 演 示 ? 一定情況下可以降低取水泵揚(yáng)程和水泵吸入高度 ? 泵房（相對(duì)干式）面積小 ? 缺點(diǎn)是維修困難 ? 進(jìn)水孔高度（冬夏） 集水井 輸水管道 固定支墩 潛水泵 取水頭部 排 沙 輸送至機(jī)房 ? ? ? ? ? ? ①基礎(chǔ)資料的收集：氣候因素，包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、太?yáng)輻射強(qiáng)度、風(fēng)力、氣候等；水體特征因素，包括水面大小、水深、水溫等。 ? ②建筑負(fù)荷的逐時(shí)計(jì)算，得到供冷期和供熱期的逐時(shí)排熱量和排冷量。 ? ③建立能量方程組求解或通過(guò)模擬計(jì)算軟件計(jì)算建筑負(fù)荷作用下的水溫分布。 ? ④根據(jù)得到的水溫分布曲線，結(jié)合熱泵系統(tǒng)的進(jìn)水要求，確定水體的適應(yīng)性。 ? ⑤通過(guò)水體熱承載能力計(jì)算的水體，才進(jìn)行下一步的方案選擇。 水溫( ℃)水深(m)7 月初水溫6 月初水溫8 月底水溫6 月初模擬水溫7 月初模擬水溫8 月底模擬水溫 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91天數(shù)( 6 月1 日至8 月3 1 日)溫度(℃)20w/m2水 底溫度22w/m2水 底溫度0 w / m 2 水底溫度極限溫度估算方法 ? 水體承擔(dān)的最大空調(diào)負(fù)荷與水體特征參數(shù)之間的關(guān)系式為 （ 4m≤ ≤ 10m） —
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