240我国地源热泵系统工程技术规范中的换热器计算方法在实际工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我国地源热泵系统工程技术规范中的换热器计算方法在实际工程中的应用讨论（夏季工况）重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室单金龙☆李百战丁勇摘要本文通过对国内外土壤源热泵地埋管换热器常用计算方法的对比阐述，根据我国地源热泵系统工程技术规范（GB50366-2005）的地埋管换热器计算方法，对某实际工程在夏季工况下的地埋管长度进行了计算，并对计算中存在的几点问题进行了分析，就布置方式和地埋管的间距对地层热阻的影响得到了初步结论。关键词地源热泵；换热器计算；地源热泵规范；热阻1背景以利用可再生地热能作为热泵系统低位热源的土壤藕合热泵系统，被称为是21世纪的一项以节能和环保为特征的最具有发展前途的空调技术，是国际空调和制冷行业的前沿课题之一[1～3]土壤藕合热泵技术能否被广泛推广应用，很大程度上取决于精确、可靠的系统设计方法和计算工具的有效性。为完善地下埋管换热器的传热模型，使其更好地模拟地下埋管换热器的真实换热过程，以及确定最佳的埋管换热器的尺寸，国外学者进行了大量的研究，如IGSHPA（InternationalGround-SourceHeatPumpAssociation）方法，它是北美确定地下埋管换热器尺寸的标准方法。该方法按最冷月或最热月负荷为计算根据，使用情况表明，利用该模型计算一般会偏大10～30％[4]；NWWA(NationalWaterWellAssociation)方法也是一种常用的地下换热器计算方法。它可以直接给出换热器内平均流体温度,并采用叠加法模拟热泵间歇运行的情况。该方法是在Kelvin线源方程闭合分析解的基础上建立土壤的温度场,进而确定换热器尺寸[5][6]。国内学者也做了大量的理论和实验研究。如原重庆建筑大学对地热源热泵地下埋管换热器传热模型的综述[7]和地源热泵系统地下换热器设计讨论[8]等，介绍了地源热泵地下换热器模型发展的过程和现状,并给出了几种典型的模型形式，讨论了地源热泵地下埋管换热器设计中的岩土的热物性参数确定、垂直竖井的回填料、岩土冻结对埋管换热器传热的影响埋管形式、埋管深度、地下埋管系统环路方式、埋管材料、埋管间距、埋管内工作流体以及地下岩土热平衡等问题。另外，哈工大对土壤藕合热泵系统地下埋管换热器传热模型的也进行了研究[9]，北京科技大学机械工程学院对地源热泵U型管地下换热器进行了CFD数值模拟[10],西南交通大学机械工程学院对土壤源热泵地下垂直埋管换热器常用传热模型的进行了研究[11]。本文主要根据地源热泵系统工程技术规范（GB50366-2005）中附录B的方法对重庆市某工程在夏季工况下进行了地埋管长度计算，以期为我国地源热泵相关工程的地埋管长度计算提供借鉴。本规范在编制过程中，编制组进行了广泛深入的调查研究，认真总结了当前地源热泵系统应用的国家科技支撑计划重大项目课题（2006BAJ02A09、2006BAJ02A13-4）资助第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页实践经验，吸收了发达国家相关标准和先进技术经验，并在广泛征求意见的基础上，通过反复讨论、修改与完善，制定了本规范。本规范共分8章和2个附录。主要内容是：总则，术语，工程勘察，地埋管换热系统，地下水换热系统，地表水换热系统，建筑物内系统及整体运转、调试与验收。地埋管换热器的各热阻计算采用了圆筒壁导热的基本公式，其中，地层热阻借签了IGSHPA的方法[4]。下面就应用本规范附录B中的地埋管换热器相关计算公式对某一实例工程进行了详细的计算与分析。2地埋管换热器计算2.1工程资料本文采用的实例工程占地面积7.55公顷，建筑用地面积55678平方米，其中绿化面积约9300平方米。根据某设计研究院对该工程所进行的空调工程设计，该工程夏季空调设计负荷主楼1575kW，车站1732kW，共3307kW，冬季空调采暖负荷主楼745kW，车站580kW，共1325kW。根据某地质勘察设计院地质勘察钻孔桩桩图，并参考《地下建筑暖通空调设计手册》[12]和《传热学》[14]中的岩石和土壤的热物理性能，经汇总分析得到如下岩土性质分层描述表：表2-1岩土性质分层描述表序号岩土分层岩土性质密度kg/m3导热系数w/...