基本介紹
- 中文名:地耦管
- 外文名:ground-coupled-pipe
- 系統:地源熱泵系統
- 學科:熱力工程
- 定義:地源熱泵系統中豎直地埋管換熱器
- 拼音:dì ǒu guǎn
簡介,地藕管地源熱泵系統設計,地藕管換熱器設計參數,垂直鑽孔深度,地藕管迴路,循環水泵,地藕管地源熱泵的性能試驗,地藕管熱泵性能試驗,地源熱泵系統的具體套用,施工要點,能量消耗對比,優缺點評價,
簡介
隨著人們生活水平的提高以及居住面積的擴大,冬季鍋爐供暖所造成的大氣污染、夏季空調製冷的高能耗問題越來越突出。尋求新的低能耗無污染的供暖製冷空調技術意義重大。地源熱泵高效節能、無污染,既可供暖又可製冷,提高淺層地熱品位再利用,是二十一世紀的節能環保新技術。
目前,我國開發套用的地源熱泵多為地下水源熱泵,由水泵抽取地下水通過熱泵換熱器與製冷劑進行熱交換一吸熱和排熱過程,完成供暖和製冷功能,經過熱交換的地下水再排人或加壓泵人地下水層中。這種系統結構簡單,初投資也較節省,為在建築物周圍沒有空地的情況下提供了一種解決方案。但它受當地水文環境地質政策的限制;機組性能受地下水文地質條件的變化影響較大;尚有地下水對管路系統和換熱器的腐蝕問題,使用壽命較短。地藕管熱泵能克服地下水源熱泵的上述缺點,無任何污染,它以導熱好、抗腐蝕、強度高、且可繞曲的地埋聚乙烯管自成封閉系統,製冷劑與土壤之間熱交換通過聚乙烯管內中介流體進行。它不受地下水源的限制。地藕管熱泵在國內尚不多見。
地藕管地源熱泵系統設計
地藕管地源熱泵樣機為加拿大MariitenGeothermal公司生產的R一65型空氣一水地源熱泵,額定功率為5Ton(1Ton=3.516kw·h),安裝在中國礦業大學(徐州本部),對一個建築面積為201m輕鋼結構建築進行供暖和製冷。
地藕管換熱器的設計是地藕管熱泵系統設計中的關鍵問題。國內外學者對地禍管換熱器設計的理論研究較多,提出了許多傳熱和管長計算模型。但地禍管換熱器的換熱特性與土壤特性密切相關。而確定土壤熱特性是一項十分困難的事,因影響其熱特性的因素眾多,其中某些參數(如濕度)又存在不確定性。
地藕管換熱器設計參數
垂直鑽孔深度
本樣機地禍管選用垂直布置。垂直鑽孔深度參考北美家用地源熱泵安裝指南中的推薦值,如表1。
徐州地區的地質條件為:地表有一層約10m厚粘土,其下為密實的砂岩。按密實岩層計算垂直鑽孔深度為205(=41x5)m,實際總鑽孔深度取為220(=44X5)m。
地藕管迴路
地藕管按每Ton一根垂直U形管並聯布置。從理論上來說,垂直鑽孔間的間隔越大,孔間傳熱相互影響越小。但由於受場地限制,不可能取得過大,參考北美的指南,取為5m。垂直埋管採用3/4’’聚乙烯管,水平連管採用114/“聚乙烯管。地藕管迴路如圖1。
圖1
循環水泵
地藕管迴路中注入濃度為15%的甲醇水溶液作為防凍液。甲醇水溶液通過循環水泵循環流動,使製冷劑與岩層之間換熱。為了提高甲醇水溶液與地禍管間的對流換熱能力,應使液流呈紊流流動。本樣機循環水泵的流量為3.3m3小,通過34/“聚乙烯管的流速為0.65ms/,其雷諾數為
(1-1)
式中:u一流速,ms/;d一管徑,m;v一水的運動粘性係數,取。=1.006X10m/s。可見,Re>10,流動為紊流。
地藕管地源熱泵的性能試驗
地源熱泵的性能試驗採用室外水側量熱計法。
試驗裝置如圖2所示。
圖2