浅议地埋管热泵系统设计中应考虑的水文地质要素
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地埋管地源热泵技术的应用分析及设计中应注意的问题摘要:介绍目前地源热泵在国内的发展状况、系统的构成及发展历程,以及地源热泵系统的优点,同时对设计中存在的问题进行分析和探讨。
关键词:地源热泵优点发展历程设计问题1地源热泵系统的介绍地源热泵是一种利用地球浅层资源(包括土壤、地下水、地表水或城市中水)的既可供暖又可制冷的高效节能的空调系统。
它利用铺设在土壤、地表水等中的换热管道,实现空调房间和土壤、地表水等的换热,以达到建筑空调的效果。
根据地热能交换系统形式的不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现由低温位热能向高温位热能转移。
地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源,即在冬季,把地能中的热量取出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。
通常地源热泵消耗1kWh的能量,用户可以得到3-5kWh以上的热量或冷量。
2地源热泵系统的构成地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统。
下面以地埋管地源热泵系统为例做一介绍。
2.1室外换热系统。
室外换热系统主要有两种形式,即水平埋管和垂直埋管。
选择哪种形式取决于现场可用地表面积、当地岩土类型以及钻孔费用。
尽管水平埋管通常是浅层埋管,可采用人工开挖,初投资比垂直埋管小些,但它的换热性能比竖埋管小很多,并且往往受可利用土地面积的限制,所以在实际工程应用中,一般都采用垂直埋管。
垂直埋管通过集水管汇集,在管道集水器端设置循环水泵,与室内热泵机组形成一个闭式系统。
2.2室内换热系统。
室内换热系统夏季通过地源热泵机组向空调房间的风机盘管提供冷冻水,由风机盘管内水-空气热交换器换热向空调房间提供冷风。
冬季由地源热泵机组向风机盘管提供热水采暖。
2.3地源热泵机组。
机组由封闭式压缩机、同轴套管式水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀(或毛细膨胀管)、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过滤器、安全控制等所组成。
地源热泵的科技论文地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技术,这是店铺为大家整理的,仅供参考!地源热泵的科技论文篇一地源热泵空调系统研究【摘要】地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技术,在建筑供热空调中采用地源热泵技术可以有效地提高一次能源利用率,减少二氧化碳合其他大气污染物的排放。
本文就地源热泵空调系统进行系统研究。
【关键词】地源热泵;节能;环境1、前言地源热泵式一种利用浅层合深层的大地能量,包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源合夏季冷源,然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统,是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源,实现由低温位热能向高温位热能转移。
2、地源热泵应用概况地源热泵(GSHPS)是一个广义的术语,它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和热汇的系统,即地下耦合热泵系统(GCHPS),也叫地下热交换器地源热泵系统;地下水热泵系统(GWHPS);地表水热泵系统(SWHPS)。
2.1 国外发展情况:地源热泵系统由于采用的是可再生的地热能,因此被称之为:一项以节能和环保为特征的21世纪的技术。
这项起始于1912年的技术,美国从1946年开始对GSHP系统进行了十二个主要项目的研究,如地下盘管的结构形式、结构参数、管材对热泵性能的影响等。
并在俄勒冈州的波特兰市中心区安装了美国第一台地源热泵系统。
特别是近十年来地源热泵在欧美工业发达国家取得了迅速的发展,已成为一项成熟的应用技术。
到2000年底,美国有超过40万台地源热泵系统在家庭、学校和商业建筑中使用,每年约提供8000~11000Gwh的终端能量。
地源热源在工程上的应用主要为地下耦合热泵系统(GCHPS)和地下水热泵系统(GWHPS)、地表水热泵系统(SWHPS)。
2.2 国内发展应用情况2.2.1能源消费现状:到2040年,我国一次能源的总消费量将达38.6亿吨标准煤,是现在能源消费量的3倍。
浅谈地源热泵地埋管系统施工质量控制要点摘要:文章以某工程为例,结合现场地埋管系统的实际施工经验,对地埋管系统的施工方法、技术要点和技术措施进行了总结,着重阐述了地埋管系统施工的质量控制要点并对施工不当引起的质量问题作了进一步阐述,同时文中指出了相应的解决办法,以便使地源热泵系统真正实现高效、节能、环保的目标。
关键词:地源热泵;地埋管施工;质量控制1工程概况该工程总建筑面积55290m2,总空调面积54826m2;建筑层数为3层(其中地下3层,地下1层),建筑高度22.5m。
设计冷负荷为5879kW,设计热负荷为4278kW。
地埋管换热孔设计深度108m,地埋管换热孔设计孔间距4.5m,地下换热器采用单U型(SDR11)HDPE换热管,规格为φ32*3.0,钻孔直径为φ130mm。
2施工流程基本要求(1)成井过程应由水文地质专业人员进行监督管理;(2)选用2个现场的永久目标进行定位放线,为满足换热需要,钻孔间距宜为3~6m;(3)施工前应熟悉掌握埋管区域的工程勘察资料、设计文件和施工图纸,并完成施工组织设计,同时应充分了解埋管场地内已有地下管线;(4)场地应满足“三通一平”要求,以方便钻孔施;(5)场地内应设有完善的排浆设施。
3施工工程的质量控制3.1原材料的选择地埋管的质量对地埋管换热系统至关重要。
地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小的塑料管材及管件,宜采用聚乙烯管,不宜采用聚氯乙烯(PVC)管,管件与管材应为同厂出的相同材料。
本工程地埋管换热器采用单U型(SDR11)HDPE高密度聚乙烯换热管,采用PE100原料,换热管外径32mm、壁厚3mm、承压能力1.6MPa,管材及管件承压能力满足设计要求,为一次挤塑成型,地埋管系统的管路使用寿命50年以上。
单U型高密度聚乙烯换热管成组供应,换热管连单U管件按设计要求厂内定制好以后成套进场,管身上有长度标识;定货长度应满足安装要求,除单U型换热管底部外,中间无任何接头,为避免误接,安装时管身有供回水管道区分标识。
XX有限公司MS-CARE-01社会责任及EHS手册(1.0版)制订:审批:2020-1-1发布 2020-1-1实施国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-20xx设计要点解析中国建筑科学研究院空气调节研究所邹x 徐x 冯x摘要:本文针对不同地源热泵系统的特点,结合《规范》条文,对地源热泵系统设计特点、方法及要点进行了深入分析,为地源热泵系统的设计提供指导。
关键词:地源热泵系统、设计要点、系统优化1 前言实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针,可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。
20x年x月x日《可再生能源法》正式实施,地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一,同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式,近年来在国内得到了日益广泛的应用。
地源热泵系统利用浅层地热能资源进行供热与空调,具有良好的节能与环境效益,但由于缺乏相应规范的约束,地源热泵系统的推广呈现出很大盲目性,许多项目在没有对当地资源状况进行充分评估的条件下就匆匆上马,造成了地源热泵系统工作不正常,为规范地源热泵系统的设计、施工及验收,确保地源热泵系统安全可靠的运行,更好的发挥其节能效益,由中国建筑科学研究院主编,会同13个单位共同编制了《地源热泵系统工程技术规范》(以下简称规范)。
该规范现已颁布,并于20x年x月x日起实施。
由于地源热泵系统的特殊性,其设计方法是其关键与难点,也是业内人士普遍关注的问题,同时也是国外热点课题,在新颁布的《规范》中首次对其设计方法提出了具体要求。
为了加深对规范条文的理解,本文对其部分要点内容进行解析。
2 《规范》的适用范围及地源热泵系统的定义2.1 《规范》的适用范围该《规范》适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源,以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质,采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。
它包括以下两方面的含义:(1)“以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质”,意旨不适用于直接膨胀热泵系统,即直接将蒸发器或冷凝器埋入地下的一种热泵系统。
地下水源热泵工程水资源论证分析作者:张宇段金凤魏庆军来源:《硅谷》2015年第02期摘要地下水水源热泵空调系统是以地下水作为热泵空调的冷(热)源,是极其环保的一种空调形式。
通过对区域水资源、水量、水温、水质等的分析论证,保证了南阳市东森医药公司地下水源热泵工程的正常运行,为水行政主管部门科学合理的管理水资源提供依据。
关键词地下水源;热泵工程;水资源;论证分析中图分类号:P641 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2015)02-0238-011 工程概况南阳市东森医药公司位于南阳市雪枫路东段,拟采用地下水源热泵技术,通过抽取地下水实现行政办公及酒店区域夏季制冷、冬季制热的温控效果。
建设项目主机选用浙江国祥空调冷冻设备有限公司生产的螺杆水源热泵机组一台,型号KCWF1270CR(备用机组一台,型号KCWF1180CR),该建设项目热泵机组设计夏季工况最大总取水量为95 m3/h,冬季工况最大总取水量为86 m3/h。
系统设计采用“抽灌分离”的方式,施工水源井6眼,2眼抽4眼回灌,井深160 m,单井设计出水量47.5 m3/h,水温16-18℃。
供水水源为第四系冲洪积物浅层含水层。
2 区域水文地质特征项目区内浅层地下水由第四系冲洪积层组成,含水系统虽由不同厚度的粘土隔开,但因含水层互相串通,联系密切,构成一个统一的潜水含水系统。
区域内地下水根据其赋存介质及水文地质条件确定为松散岩类孔隙水。
含水层主要由上、中更新统的细砂、中砂和砂砾石组成。
单位涌水量介于15~30 m3/h.m 之间,属于南阳市中心城区浅层地下水中等丰富区。
项目区地下水主要接受大气降水补给和白河侧渗补给。
动态类型为水文—开采型,影响该类型水位动态变化的主要因素是白河水位,其次为人工开采。
利用项目区探采结合热源井的抽水试验资料,项目区浅层地下水含水层的渗透系数可以达到11 m/d,中深层地下水含水层的渗透系数2.70 m/d。
暖通空调知识:地埋管地源热泵系统设计要点[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!1.地埋管换热系统工程勘察应包括以下内容:岩土层的结构及分布、岩土体的热物性参数、岩土体的温度分布;地下水温度、静水位、径流方向、流速、水质及分布;冻土层的厚度。
2.地埋管地源热泵系统通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换,在地下10m以下的土壤温度基本上不随外界环境和季节变化而变化,且约高于当年年平均气温2℃。
3.地埋管换热器设计计算宜根据现场实测岩土体及回填料的热物性参数、测试井的吸放热特性参数,采用专用软件进行。
4.地埋管换热器计算时,环路集管不应包括在地埋管换热器长度内。
5.水平地埋管换热器可不设坡度敷设。
最上层埋管顶部应在冻土层以下0.4m,且距地面不宜小于0.8m。
单层管最佳埋设深度为1.2~2.0m,双层管为1.6~2.4m。
6.竖直埋管换热器埋管深度宜大于20m,钻孔孔径宜大于0.11.m,为满足换热需要,钻孔间距应通过计算确定,一般宜为4~6m。
水平环路集管距地面不宜小于1.5m,且应在冻土层以下0.6m。
7.为确保地埋管换热器及时排气和强化换热,地埋管换热器内流体应保持紊流状态,单U形管不宜小于0-6m/s,双U形管不宜小于0.4m/s,水平环路集管应敷设不小于0.002的坡度。
8.竖直地埋管环路两端应分别与水平供、回水环路集管相连接,且宜同程布置,为平衡各环路的水流量和降低其压力损失,每对水平供、回水环路集管连接的竖直地埋管环路数宜相等。
水平供、回水环路集管的间距不宜小于0.6m。
9.竖直地埋管环路也可采取分、集水器联接的方式,一定数量的地埋管环路供、回水管分别接人相应的分、集水器,分、集水器宜有平衡和调节各地埋管环路流量的措施。
10.地埋管换热器的传热介质一般为水,在有可能冻结的地区,应在水中添加防冻剂。
地埋管换热系统设计时应根据实际选用的传热介质的水力特性进行水力计算。
地下水源热泵的水文地质设计王旭升1,刘立才2(11中国地质大学水资源与环境工程北京市重点实验室,北京 100083;21北京市水利科学研究所,北京 100044)摘要:地下水源热泵是一种国内外正在迅速推广的新型节能环保型空调技术,但如果设计和运行管理不合理,会造成水资源的耗损和地质环境的破坏,因此需要加强其水文地质设计。
地下水源热泵的水文地质设计包括水力学设计、热力学设计和地质环境保护设计。
水力学设计的重点是维持地下水回灌能力,热力学设计的重点是防止回灌井导致的地下水过热和过冷,地质环境保护设计重点是防止水资源浪费和地下水污染。
算例分析表明,抽灌井距的确定需要把水力学设计与热力学设计结合起来进行。
关键词:热泵;地下水;水文地质;回灌井中图分类号:p31411;p51212+2 文献标识码:A 文章编号:100023665(2007)0520050205收稿日期:2006204228;修订日期:2006207212作者简介:王旭升(19742)男,副教授,主要从事渗流力学,地下水动力学和数值模拟方面的教学与研究工作。
E 2mail :wxsh @1 引言地下水源热泵系统是一种新型节能环保空调系统[1],利用地下水冬暖夏凉的特点,抽取地下水到地面以上与建筑物内的空气进行热交换,然后再回灌到含水层,形成循环,因此被称为开放式循环系统(Openloop system [2])。
与深层地热开发不同,地下水源热泵主要开发埋深在200m 以内的浅部含水层,相对运行成本较低。
空气热泵、地表水热泵和土壤热泵的媒质温度随季节变化强烈,而地下水温度十分稳定,因此地下水源热泵具有更高的热效率,可大大减少燃料或电能消耗。
随着全球能源日趋紧张,这种节能环保型空调技术在建筑领域受到推崇,在世界各地推广应用。
虽然地下水源热泵技术经过几十年的发展,已经比较成熟,但仍然存在一些问题。
最突出的是回灌不足,许多地下水源热泵在开工后回灌井管理不善,回灌率显著偏低,造成了地下水的浪费。
164 HUANJINGYUFAZHAN ▲孙明远,高志友,万世平,邵琦,孙云川(山东省地矿工程集团有限公司,山东 济南 250200)摘要:浅层地温能是一种可再生的新型环保能源,也是一种特殊矿产资源,利用前景广阔。
通过对章丘区地下水的含水层组及特征、地下水补径排条件、地下水水位动态特征以及水化学类型的分析,判断出该区的水文地质条件有利于地下水地源热泵系统的开发与利用。
关键词:地下水;地源热泵;水文地质条件;水质分析中图分类号:X37 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2019)12-0164-02DOI:10.16647/15-1369/X.2019.12.094Analysis of hydrogeological conditions in the sevelopment and utilization of groundwater ground source heat pump system inZhangqiu DistrictSun Mingyuan,Gao Zhiyou,Wan Shiping,Shao Qi,Sun Yunchuan(Shandong Geological and Mineral Engineering Group Co.,Ltd.,Ji’nan Shandong 250200,China) Abstract:Shallow geothermal energy is a new renewable environmental energy source and a special mineral resource, which has a broad application prospect. By analyzing the aquifer group and characteristics of groundwater in Zhangqiu District,groundwater replenishment and drainage conditions,dynamic characteristics of groundwater level,and hydrochemical types,it is determined that the hydrogeological conditions in this area are conducive to the development and utilization of groundwater source heat pump systems.Key words:Groundwater;Ground source heat pump;Hydrogeological conditions;Water quality analysis1 含水层组及特征调查区地质构造复杂、地层岩性多样,其含水岩组的分布受地层、岩性、构造、地形地貌和气象水文等多种因素影响和控制。