地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范設計要點解析-文庫吧資料
2024-08-23 15:26本頁面
【正文】 埋管系統(tǒng)一樣，閉式地表水系統(tǒng)設計也是借助軟件進行。地表水體的熱傳導主要有三種形式，一是太陽輻射熱，二是與周圍空氣間的對流換熱，三是與巖土體間的熱傳導。確定換熱盤管敷設位置及方式時，應考慮對行船等水面用途的影響。與地埋管系統(tǒng)相比，地表水系統(tǒng)的優(yōu)勢是沒有鉆孔或挖掘費用，投資相對低；缺點是設在公共水體中的換熱管有被損害的危險，而且如果水體小或淺，水體溫度隨空氣溫度變化較大。 地表水系統(tǒng) 地表水系統(tǒng)分開式和閉式兩種，開式系統(tǒng)類似于地下水系統(tǒng)，閉式系統(tǒng)類似于地埋管系統(tǒng)。歐洲、北美等地，已使用20～30年。在設計時應根據(jù)抽水井數(shù)、系統(tǒng)形式和初投資綜合選用適合的控制方式?！兑?guī)范》中也建議“水系統(tǒng)宜采用變流量設計”。據(jù)相關資料介紹，在不良的設計中，井水泵的功耗可以占總能耗的25％或更多，使系統(tǒng)整體性能系數(shù)降低?！保?） 地下水流量控制抽水泵功耗過高是目前地下水系統(tǒng)運行存在的普遍問題。為保證系統(tǒng)正常運行，通常根據(jù)地下水的水質(zhì)不同，采用相應的處理措施，主要包括除砂、除鐵等。 （2） 水質(zhì)處理水質(zhì)處理是地下水系統(tǒng)的另一關鍵。在國內(nèi)的實際使用過程中，由于地質(zhì)及成井工藝的問題，回灌堵塞問題時有發(fā)生。（1） 熱源井設計必須保證持續(xù)出水量需求及長期可靠回灌不得對地下水資源造成浪費和污染，是地下水系統(tǒng)應用的前提。 地下水系統(tǒng)地下水系統(tǒng)是目前地源熱泵系統(tǒng)應用最廣的一種形式，據(jù)不完全統(tǒng)計目前國內(nèi)地下水項目已近300個。目前，在國際上比較認可的有建立在gfunctions算法基礎上瑞典隆德Lund大學開發(fā)的EED程序，美國威斯康星WisconsinMadison大學Solar Energy 實驗室（SEL）開發(fā)的TRNSYS程序，美國俄克拉荷馬州Oklahoma大學開發(fā)的GLHEPRO程序。為此，《規(guī)范》中規(guī)定“地埋管設計宜采用專用軟件進行。一方面是因為地下?lián)Q熱過程的復雜性，為盡可能節(jié)約埋管費用，需要對埋管數(shù)量作準確計算；另一方面地埋管設計需要預測隨建筑負荷的變化埋管換熱器逐時熱響應情況及巖土體長期溫度變換情況。主流地埋管設計軟件基本上均包括水平埋管的計算。由于應用較少，國內(nèi)外對其換熱機理研究也很少，目前主要是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值進行估算?！兑?guī)范》中附錄B，采用類似方法，給出了豎直地埋管換熱器的設計計算方法，供設計選用。1999年Yavuzturk和Spitler對Eskilson的gfunctions進行了改進，使該方法適用于短時間熱脈沖。為便于計算，將埋管區(qū)域的溫度響應轉(zhuǎn)換成一系列無因次溫度響應系數(shù)，這些系數(shù)被稱為gfunctions。80年代末，瑞典開發(fā)出一套計算結(jié)果可靠且使用簡單的軟件，其數(shù)值模型采用的是Eskilson（1987）提出的方法，該方法結(jié)合解析與數(shù)值模擬技術，確定鉆孔周圍的溫度分布，在一定初始及邊界條件下，對同一土質(zhì)內(nèi)單一鉆孔建立瞬時有限差分方程，進行二維數(shù)值計算獲得單孔周圍的溫度分布。1954年Ingersoll 和Zobel提出將柱源傳熱方程作為計算埋管換熱器的合適方法，1985年Kavanaugh考慮U型排列和逐時熱流變化對該方法進行了改進?！?】目前測試設備有兩種，一種是小型便攜式，一種是大型車載系統(tǒng)，后者可以提供較大能量加熱系統(tǒng)，最新設備還可以提供冷凍水測試冬季運行工況，具有更好精度及可靠性。實際應用中，如有可能，應盡量采用兩種以上的方法同時分析，以提高分析的可靠性。通過對這些數(shù)據(jù)的分析，獲得測試區(qū)域巖土體的導熱系數(shù)、擴散系數(shù)及溫度?！兑?guī)范》中規(guī)定“地埋管換熱器設計計算宜根據(jù)現(xiàn)場實測巖土體及回填料熱物性參數(shù)進行”。由于水平埋管占地面積較大，目前應用以豎直埋管居多。由于地埋管換熱器換熱效果不僅受巖土體導熱性能及地下水流動情況等地質(zhì)條件的影響，同時建筑物全年動態(tài)負荷、巖土體溫度的變化、地埋管管材、地埋管形式及傳熱介質(zhì)特性等因素都會影響地埋管換熱器的換熱效果。計算周期內(nèi)，地源熱泵系統(tǒng)總釋熱量宜與其總吸熱量相平衡。 表1－1 地埋管換熱器出口傳熱介質(zhì)夏季最高溫度（℃）變化地區(qū)吸、釋熱量比例12345北京1：上海1：沈陽1：齊齊哈爾1：
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