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小区地源热泵机组费用

小区地源热泵机组费用

计算地源热泵埋地部分。
(1)管道选择及流体介质。
一.管材
一般来说,地下埋管系统换热器一旦埋在地下,基本上不可能进行维修或更换。因此,地下管道应首先保证其良好的化学稳定性和耐腐蚀性。
1.聚乙烯(PE)和聚丁烯(PB)在国外地源热泵系统中得到了广泛的应用。
2.聚氯乙烯(聚氯乙烯)管导热性差,塑性差,不易弯曲,接头耐压性差,容易造成泄漏。因此,聚氯乙烯管不建议在地源热泵系统中使用。
3.为加强地下埋管的换热,国外部分提出采用薄壁(0.5mm)不锈钢管,但实际应用不多。
4.管件公称压力不得小于1.0mpa,工作温度应在-20℃~50℃范围内。
5.埋管壁厚应按外径与壁厚的比例选择11倍。
6.埋管应按设计要求长度捆绑,中间不得有机械接口和金属接头。
二.连接
1.热熔连接(承接连接和对接连接,常用于小管径)
2.电熔连接。
3.流体介质及回填料。
流体介质
南方地区:由于地温高,冬季地下埋管进水温度在0℃以上,因此多采用水作为工作流体;
北方:冬季地温较低,地下埋管进水温度一般低于0℃,因此一般需要使用防冻剂。
(①盐溶液-氯化钙和氯化钠水溶液;②乙二醇水溶液;③酒精水溶液等)。
埋管水温
1.热泵机组夏季向末端系统供冷水,设计供回水温度为7-12℃,与普通冷水机组相同。埋地管道中循环水进入u管的最高温度应为37℃,与冷却塔的进水温度相同。
2.热泵机组冬季末端系统的供水温度不同于传统空调。在满足供热条件的情况下,应尽量降低供热水温度,以改善热泵机组的运行条件。降低压缩比。提高COP值,降低能耗。冬季埋地管道循环水的进水温度最好不要冻结水,留下安全空间,可达3-4℃。当然,为了使埋地管道换热器获得更多的热量,可以增加循环水与地面之间的温差传热。然而,地球的温度保持不变。因此,只有将循环水温降低到0℃以下。因此,必须使用防冻剂,如乙二醇溶液或盐水。但这将增加项目成本,增加设备的腐蚀。我们必须在寒冷地区这样做,而在华北地区的项目中,水可以满足要求,不需要添加防冻剂。
地温为恒定值,可通过测井测量。相关资料显示,某地地下地温约为100米,当地年平均气温约为4℃。天津的年平均气温为12.2℃,天津的地下地温约为16℃,基本符合上述规律。
回填材料
可选择铸造混凝土。回填砂散料或回填土等。材料的选择应考虑到工程成本、传热性能、施工方便等因素。从实际测试来看,铸造混凝土的热交换性能最好,但成本较高。施工难度较大,但可与建筑桩基结合施工。回填砂石或砾石的热交换效果较好,施工方便。成本低,可广泛使用。
(2)埋管系统环路。
1.埋管方法。
1.水平埋管。
水平埋管主要包括单沟单管、单沟双管、单沟二层双管、单沟二层四管、单沟二层六管等。由于多层埋管下层管处于相对稳定的温度场,换热效率优于单层管,占地面积小,多层管应用较多。(单层管最佳深度1.2~2.0m,双层管1.6~2.4m)
近年来,国外开发了两种水平埋管形式,一种是扁平曲线管,另一种是螺旋管。它们的优点是缩短沟长,增加埋管长度。
2.垂直埋管。
根据埋管形式的不同,一般有单U管、双U管、套管管、小直径螺旋盘管、大直径螺旋盘管、立柱管、蜘蛛管等。根据埋深分为浅埋(≤30m)、中埋(31~80m)和深埋(>80m)。
1)U形管型:U形管安装在钻井管井内。一般管井直径为100~150mm,井深为10~200m,U形管径一般低于φ50mm。
2)套管换热器:外管直径一般为100~200mm,内管为15~25mm。其换热效率比U形管高16.7%。缺点:(1)下管比较困难,初始投资高于U形管。(2)套管末端与内管进入。出水连接处不易处理,易泄漏。因此,适用于深度≤30m的垂直埋管。这种形式应谨慎用于中埋。
二、地下埋管系统环路模式。
1.串联。
优点:①一个回路有单一的流通通道,管道内积聚的空气容易排出;
②串联一般需要大直径的管道,因此对于单位长埋管换热,串联换热性能略高。
缺点:①串联方式应采用管径较大的管道,因此成本较高;
②由于系统管径大,在冬季气温较低的地区,系统内需要充注的防冻液(如乙醇水溶液)较多;
③增加安装人工成本;
④管道系统不宜过长,否则系统阻力损失过大。
2.并联。
优点:①由于管径较小,成本低于串联方式;
②所需防冻;
③安装人工成本低。
缺点:
①设计安装时要特别注意保证管内流体流量高,以充分排出空气;
②每条并联管道的长度应尽可能一致(偏差应≤10%),以确保每条并联电路的流量相同;
③确保每个并联电路的进出口压力相同,使用管径较大的管道作为集箱,可以达到这一目的。
从国内外工程实践来看,中深埋管多采用并联方式,浅埋管多采用串联方式。
3.埋管打孔直径。
孔径:
根据不同的地质结构,钻孔孔径可为100.150.200或300。天津地表土壤层很厚。为了钻孔和下管方便,大部分采用了Q300孔。
(3)地下埋管系统设计。
1.计算地下换热量。
以下公式可计算地下换热:
Q1=Q1*(1+1/COP1)kW。
Q2=Q2*(1-1/COP2)kW。
其中,Q1'-夏季向土壤排放的热量,KW。
Q1-夏季设计总冷负荷,kW。
KW冬季从土壤中吸收的热量。
Q2-冬季设计总热负荷,kW。
COP1-设计条件下水源热泵机组的制冷系数。
COP2-设计条件下水源热泵机组的供热系数。
一般来说,水源热泵机组的产品样本给出了不同进出水温度下的制冷量、制热量和制冷系数。在计算过程中,应从样本中选择设计条件。如果样本中没有必要的设计条件,则可以通过插值法计算。
二、地下热交换设计。
1.水平埋管:
确定管沟数:
埋管管长估算:采用管道换热能力,即单位埋管管长的换热能力。水平埋管单位管道的换热能力约为20~40W/m(管长),;换热能力的下限值可在设计中替换,即20W/m。
单沟单管埋管总长的具体计算公式如下:L=Q/20。
L-埋管总长,m。
Q-冬季从土壤中取出的热量,w。
分母20是每m管长冬季从土壤中取出的热量,W/m。
单沟双管.单沟二层双管.单沟二层四管.单沟二层六管分别乘以0.9.0.85.0.75.0.70.70热干扰系数(热协调系数)。
确定管沟间距:
为了防止埋管之间的热干扰,必须确保埋管之间有一定的间距。间距的大小与运行状态(如连续运行或间歇运行、间歇运行开启、停机比等)有关。埋管的布置形式(如单行布置,两侧仅有热干扰;多排布置,四面均有热干扰)等。
建议串联每沟1管,管径1/4“~2”;串联每沟2管,1又1/4“~1又1/2”。并联每沟2管,1“~1又1/4”;并联每沟4~6管,管径13/4~1。
管沟间距:每沟1管间距1.2m,每沟2管间距1.8m,每沟4管间距3.6m。管沟顶部管道至地面的最小高度不小于1.2m。
小区地源热泵机组费用插图