上海XX某高楼地源热泵设计方案.doc

芇上海市XX某高楼地源热泵设计螄一、热泵系统运行原理图膁二、设计选型羀图纸为上海市XX某高楼。该建筑物是一幢五层高的高楼,,总建筑面积约为15000m²。该学校处在上海市,本建筑所在地区,地下约80m以上的地层,为粉质粘土、粘土和砂砾堆积层,没有坚硬的岩石层,、建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算气象资料(上海)膃1室外设计参数袁冬季空调:—℃,夏季空调:℃,夏季空调室外计算湿球:℃,冬季空调室外计算相对湿度:74%。螇2室内设计参数螈冬季为:18℃—22℃,夏季为:24℃—28℃蚂3深井取水设计参数蚁井水取水量衿调节水池储水量袆井水温度莆设计计算冬季井水温度莂设计计算夏季井水温度袀160t/℃肂24℃蚇25℃莇膅建筑物冷热负荷计算与常规空调系统冷热负荷计算方法相同,可参考有关空调系统设计手册,在此不再赘述。袃冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可以由下述公式[2]计算:蝿kW(1)蒅kW(2)薄其中——夏季向土壤排放的热量,kW薃——夏季设计总冷负荷,kW螀——冬季从土壤吸收的热量,kW螈——冬季设计总热负荷,kW肃——设计工况下水源热泵机组的制冷系数莃——设计工况下水源热泵机组的供热系数薇一般地,水源热泵机组的产品样本中都给出不同进出水温度下的制冷量、制热量以及制冷系数、供热系数,计算时应从样本中选用设计工况下的、。若样本中无所需的设计工况,可以采用插值法计算。根据图纸求得建筑物总冷负荷:674KW;建筑物冷负荷指标:103W/m2;羆建筑物总热负荷:665KW;建筑物热指标:99W/m2。蒃Q1'=678×(1+1/)=;Q2'=625×(1-1/)=481kw袀2、地埋管的选取虿地下热交换的性能和质量是保证地源热泵系统长期的稳定性和可靠性的关键。一旦将换热器埋入地下后,基本不可能进行维修或更换,这就要求保证埋入地下管材的化学性质稳定并且耐腐蚀。常规空调系统中使用的金属管材在这方面存在严重不足,且需要埋入地下的管道的数量较多,应该优先考虑使用价格较低的管材。所以,土壤源热泵系统中一般采用塑料管材。目前最常用的是聚乙烯(PE)和聚丁烯(PB)管材,它们可以弯曲或热熔形成更牢固的形状,可以保证使用50年以上;而PVC管材由于不易弯曲,接头处耐压能力差,容易导致泄漏,因此,不推荐用于地下埋管系统。本系统综合场地和费用等各方面的考虑,采用立式双管同程系统。肄3、确定管径袂在实际工程中确定管径必须满足两个要求:(1)管道要大到足够保持最小输送功率;(2)管道要小到足够使管道内保持紊流以保证流体与管道内壁之间的传热。显然以上两点矛盾,需要综合考虑。一般并联管路用小管径,集管用大管径,地埋管常用的管径有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm,,对更大的管道,。选用聚乙烯管材PE63(SDR11),并联环路管径为DN25,集管管径分别为DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN110、DN140。薀4、确定竖井埋管管长蚀地下热交换器长度的确定除了已确定的系统布置和管材外,还需要有当地的土壤技术资料,如地下温度、传热系数等。文献[2]介绍了一种计算方法共分9个步骤,很繁琐,并且部分数据不易获得。在实际工程中,可以利用管材“换热能力”来计算管长。换热能力即单位垂直埋管深度或单位管长的换热量,一般垂直埋管为70~110W/m(井深),或35~55W/m(管长),水平埋管为20~40W/m(管长)左右[3]。莇设计时可取换热能力的下限值,即35W/m(管长),具体计算公式如下:薅(3)芀其中——竖井埋管总长,m蒈——夏季向土壤排放的热量,kW薅分母“35”是夏季每m管长散热量,W/m羅最低进口流体温度下热泵机组的的制热性能系数也根据热泵机组数据而确定。℃。根据《空气调节设计手册》,武汉市的冬季室外气温为-5℃,这里确定为-1℃,符合土壤源热泵系统对最低进口流体温度的要求。经计算得=、确定竖井数目及间距蕿国外,竖井深度多数采用50~100m[2],设计者可以在此范围内选择一个竖井深度H,代入下式计算竖井数目:袈(4)蒄其中——竖井总数,个螁——竖井埋管总长,m蚀——竖井深度,m羆分母“2”是考虑到竖井内埋管管长约等于竖井深度的2倍。袄然后对计算结果进行圆整,若计算结果偏大,可以增加竖井深度,但不能太深,否则钻孔和安装成本大大增加。薂关于竖井间距有资料指出:U型管竖井