混合式地源热泵系统在合肥某工程中的设计分析VIP免费

第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共6页混合式地源热泵系统在合肥某工程中的设计分析合肥市热力工程设计院陈洁.叶倩摘要：近年来，地源热泵技术在国内外已得到越来越多的应用，我国在《2000-2015年新能源和可再生能源产业发展规划要点》等多部法规中都明确提出要推广使用热泵技术，合肥市对这项新技术也积极地进行了推进。本文针对合肥气候及地质特点从设计角度分析了“混合式地源热泵系统”在本地域的应用前景。关键词：混合式地源热泵设计应用1前言地源热泵热平衡问题是地源热泵系统的隐患，但是可以通过事先系统的合理设计、优良的施工质量以及规范化的运行管理进行规避。本文从设计的角度，综合现场条件及测试数据，对冬夏季节的冷热不平衡率进行系统分析，阐述了“混合式地源热泵系统”的优势及前景。2项目背景2.1建筑概况该项目位于合肥市，总占地面积为3504m2，建筑功能为办公。本工程总建筑面积为36250m2,其中空调面积为29790m2左右，建筑地上27层，地下3层，建筑高度99.4米。大楼夏季设计负荷为3260kW，冬季设计负荷为2030kW。2.2地下换热孔换热量测试2.2.1地下换热孔的钻井深度在钻孔的过程中，每隔一定深度采集地质样品，分析地质成分，为回填料的配置提供依据。根据现场勘查的结果，地质情况如下：层序深度（m）土名①0~8粘土②8~17粉质粘土③17~21强风化（夹砾石）④21~39中风化岩⑤39~43强风化岩⑥43~56中风化岩⑦56~65强风化岩65m以下为岩石层。从本次测试的钻孔过程中可以看出，17～65m内为风化岩，钻井难度适中，其中有3m的夹砾石层，钻井难度增大，在65m以下为岩石第2页共6页第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共6页层，钻井难度较大及费用较高，综合考虑换热孔的钻井难度、换热孔的占地面积及水平联络管的施工费用，本项目土壤换热器换热孔的设计深度推荐为65m。2.2.2试验井数据实验井1#2#形式W型并联双U垂直井深(m）5663垂直管全长(m）224252回填材料下部含6%膨润土的原浆，回填方式采用底部压浆上部15m采用黄沙手工回填安装方法机械自重下管井口直径(mm)130PE管外径(mm)2525内径(mm)20.420.4连接管供水管段(m)46回水管段(m)46连接管全长(m)812保温材料20mm厚橡塑保温材料2.2.3测试数据分析W型埋管与并联双U两种埋管方式的变化曲线一致，经计算夏季以及冬季W型埋管换热量均略大，但W型埋管受流量限制，一般只在钻井深度较浅情况下采用。2.2.4换热孔测试情况汇总(参数取值为温度基本稳定后)夏季工况:换热孔单位1#2#钻孔深度m5663下管深度m5663埋管形式W型并联双U填料下部含6%膨润土的原浆，回填方式采用底部压浆；上部15m采用黄沙手工回填。流量m3/h0.801.2进水温度℃3636第3页共6页第2页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共6页回水温度℃32.333.4平均地温℃17.917.9换热量kW3.443.63排热量w/m61.557.6冬季工况:换热孔单位1#2#钻孔深度m5663下管深度m5663埋管形式W型并联双U填料下部含6%膨润土的原浆，回填方式采用底部压浆；上部15m采用黄沙手工回填。流量m3/h0.801.2进水温度℃55回水温度℃8.17.4换热量kW3.352.89排热量W/m53.251.52.2.5土壤换热器换热量本项目岩土层的原始温度为17.9℃适中，适宜采用土壤源热泵技术。土壤换热器进水温度夏季36℃；冬季运行温度在5℃。为了对比，测试中土壤换热器采用并联双U型埋管与W型两种埋管方式。根据实测数据，本项目建议采用并联双U埋管形式，设计指标为夏季散热量60W/m，冬季取热量50W/m。在钻井难度较大，埋管深度低于55m可采用W型埋管，其单位沿长换热量的设计指标和并联双U取值一致。在土壤源热泵系统实际运行中，在尖峰负荷时，地埋管的进水温度可适当提高，埋管排热能力提高，可满足建筑排热要求，由于建筑尖峰负荷的时间很短，夏季埋管高进水温度出现的时间很短。3土壤热平衡3.1土壤热平衡对系统的影响土壤热平衡是关系到系统是否能够长期安全稳定运行的一个关键性因素，本项目总冷负荷大于总热负荷，又因为制冷工况运行时间大于制热运行时间，以至于放热量远远大于取热量，长...