请教《地源热泵安装注意事项》。
发布网友
发布时间：2022-04-30 04:42
共3个回答
热心网友
时间：2023-10-13 13:10
土壤源热泵空调系统的组成
主要由地源热泵空调机组、土壤源热泵换热器、循环水泵、末端装置、管路系统及相关附件组成：
土壤源热泵空调系统，就是在地下埋设管道作为换热器，管道与热泵机组连接形成闭式环路，管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下（供冷工况），或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热（供热工况）。土壤源热泵空调系统设计的主要部分为土壤源热泵换热器的设计，故下文就以换热器的设计进行展开。
竖直埋管换热器型式及设计要点
竖直埋管换热器型式
土壤源热泵换热器有多种型式，按埋管方式分水平埋管、竖直埋管、螺旋埋管等。这三种埋管型式各有自身的特点和应用环境。在国内采用竖直埋管更显示出其优越性：节约用地面积，换热性能好，可安装在建筑物基础、道路、地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能，甚至可在建筑物桩基中设置埋管，见缝插针充分利用可利用的土地面积。地下热交换器中流体流动的回路形式有串联和并联两种，串联系统管径较大，管道费用较高，并且长度压降特性*了系统能力。并联系统管径较小，管道费用较低，且常常布置成同程式，当每个并联环路之间流量平衡时，其换热量相同，其压降特性有利于提高系统能力。因此，实际工程一般都采用并联同程式。结合上文，即常采用U型管并联同程的热交换器型式。最常用的竖直埋管换热器型式就是由垂直埋入地下的U型管并联同程的热交换器型式。
竖直埋管深度
竖直埋管可深可浅，须根据当地地质条件而定，如20m、30m ……直到200m以下。确定深度应综合考虑占地面积、钻孔设备、钻孔成本和工程规模，热传导效果等。例如天津地区地表土壤层很厚，钻孔费用相对便宜，宜采用较深的竖直埋管，因深埋管的成本低、换热性能好、并可节约用地。但据相关研究表明[8]：U型管的换热主要是在进水支管内完成的，随着钻孔深度的增加，出水支管引起的温升降低，支管间的热短路加剧。因此在满足工作功率的前提下，缩短钻孔深度不但能降低成本，还可以减少热短路的影响。因此本人建议钻孔深度不超过150米为宜。
竖直埋管材料
一般来讲，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，而塑料管具有耐腐蚀、易加工、传热性能可满足换热要求、价格便宜等优点。由于需要埋入地下的管道的数量较多，故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。
确定管径
在实际工程中确定管径必须满足两个要求[9]：（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，上述两个要求相互矛盾，需要综合考虑。一般并联环路用小管径，集管用大管径，地下热交换器埋管常用管径有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm，管内流速控制在1.22m/s以下,对更大管径的管道，管内流速控制在2.44m/s以下[10]。
竖直埋管换热器钻孔孔径及回填材料
竖直埋管换热器的形成是从地面向下钻孔达到预计深度，将制作好的U型管下入孔中，然后在孔中回填不同材料。在接近地表层处用水平集水管、分水管将所有U型管并联构成地下换热器。根据地质结构不同，钻孔孔径可以是Ф100、Ф150、Ф200或Ф300，某些地区地表土壤层厚，为了钻孔、下管方便多采用大孔径。回填材料可以选用浇铸混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料选择要兼顾工程造价、传热性能、施工方便等因素。从实际测试比较浇铸混凝土换热性能最好，但造价高、施工难度大，但可结合建筑物桩基一起施工。回填沙石或碎石换热效果比较好，而且施工容易、造价低，可广泛采用。
竖直埋管换热器中循环水温度的设定
竖直埋管换热器中流动的循环水的温度是不断变化的。夏季供冷工况进行时，由于蓄热地温提高，机组运行时水温不断上升，停机时水温又有所下降，当建筑物得热达到最大时水温升至最高点。冬季供热工况运行时则相反，由于取热地温下降，当建筑物失热最多时，换热器中水温达到最低点。设计时，首先应设定换热器埋管中循环水最高温度和最低温度，因为这个设定和整个空调系统有关。如夏季温度设定较低，对热泵压缩机制冷工况有利，机组耗能少，但埋管换热器换热面积要加大，即钻孔数要增加，埋管长度要加长。反之温度设定较高，钻孔数和埋管长度均可减少，可节省投资，但热泵机组的制冷系数COP值下降，能耗增加。设定值应通过经济比较选择最佳状态点。本片论文认为埋管水温应如下设定：
(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。地埋管中循环水进入U管的最高温度应 <37℃，与冷却塔进水温度相同。
(2) 热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同，在满足供热条件下，应尽量减低供热水温度，这样可改善热泵机组运行工况、减小压缩比、提高COP值，并降低能耗。我们知道风机盘管供热能力大于供冷能力，而一般建筑物的夏季冷负荷大于冬季热负荷，所以风机盘管的选型是以夏季冷负荷选型、冬季热负荷校核。采用地源热泵空调冬季供热时，可根据冬季热负荷实际情况，让风机盘管冬季也满负荷运行而反算出供热水温度，此温度要小于常规空调60℃的供水温度（大约供水为40℃左右）。将此温度定为热泵机组冬季供水温度。供回水温差取7～10℃。地埋管中循环水冬季进水温度，以水不冻结并留安全余地为好，可取3—4℃。当然为了使地埋管换热器获得更多热量，可加大循环水与大地间温差传热，然而大地的温度是不变的，因此只有将循环水温降至0℃以下，为此循环水必须使用防冻液，如乙二醇溶液或食盐水。但这样会提高工程造价、增加对设备的耐腐蚀要求。在严寒地区不得不这样做，而在华北地区的工程中用水就可满足要求，不一定要加防冻液。
综合传热系数模型的建立
一般换热器设计公式用来设计地埋管换热器很不方便和准确，因为换热管束比较分散，管路特别长，换热机理又特别复杂，很难确定其换热面积。竖直埋管换热器可以假设为“线热源”模型。引入综合传热系数进行计算，则较为简单、方便。这里，将以某一流经地埋管换热器内的流体介质与大地初始温度每相差1℃，通过单位长度换热管，单位时间所传递的热量定义为综合传热系数K。安装就找禾创怡美嘉。希望可以帮到你!
热心网友
时间：2023-10-13 13:10
热心网友
时间：2023-10-13 13:11
热心网友
时间：2023-10-13 13:10
土壤源热泵空调系统的组成
主要由地源热泵空调机组、土壤源热泵换热器、循环水泵、末端装置、管路系统及相关附件组成：
土壤源热泵空调系统，就是在地下埋设管道作为换热器，管道与热泵机组连接形成闭式环路，管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下（供冷工况），或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热（供热工况）。土壤源热泵空调系统设计的主要部分为土壤源热泵换热器的设计，故下文就以换热器的设计进行展开。
竖直埋管换热器型式及设计要点
竖直埋管换热器型式
土壤源热泵换热器有多种型式，按埋管方式分水平埋管、竖直埋管、螺旋埋管等。这三种埋管型式各有自身的特点和应用环境。在国内采用竖直埋管更显示出其优越性：节约用地面积，换热性能好，可安装在建筑物基础、道路、地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能，甚至可在建筑物桩基中设置埋管，见缝插针充分利用可利用的土地面积。地下热交换器中流体流动的回路形式有串联和并联两种，串联系统管径较大，管道费用较高，并且长度压降特性*了系统能力。并联系统管径较小，管道费用较低，且常常布置成同程式，当每个并联环路之间流量平衡时，其换热量相同，其压降特性有利于提高系统能力。因此，实际工程一般都采用并联同程式。结合上文，即常采用U型管并联同程的热交换器型式。最常用的竖直埋管换热器型式就是由垂直埋入地下的U型管并联同程的热交换器型式。
竖直埋管深度
竖直埋管可深可浅，须根据当地地质条件而定，如20m、30m ……直到200m以下。确定深度应综合考虑占地面积、钻孔设备、钻孔成本和工程规模，热传导效果等。例如天津地区地表土壤层很厚，钻孔费用相对便宜，宜采用较深的竖直埋管，因深埋管的成本低、换热性能好、并可节约用地。但据相关研究表明[8]：U型管的换热主要是在进水支管内完成的，随着钻孔深度的增加，出水支管引起的温升降低，支管间的热短路加剧。因此在满足工作功率的前提下，缩短钻孔深度不但能降低成本，还可以减少热短路的影响。因此本人建议钻孔深度不超过150米为宜。
竖直埋管材料
一般来讲，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，而塑料管具有耐腐蚀、易加工、传热性能可满足换热要求、价格便宜等优点。由于需要埋入地下的管道的数量较多，故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。
确定管径
在实际工程中确定管径必须满足两个要求[9]：（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，上述两个要求相互矛盾，需要综合考虑。一般并联环路用小管径，集管用大管径，地下热交换器埋管常用管径有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm，管内流速控制在1.22m/s以下,对更大管径的管道，管内流速控制在2.44m/s以下[10]。
竖直埋管换热器钻孔孔径及回填材料
竖直埋管换热器的形成是从地面向下钻孔达到预计深度，将制作好的U型管下入孔中，然后在孔中回填不同材料。在接近地表层处用水平集水管、分水管将所有U型管并联构成地下换热器。根据地质结构不同，钻孔孔径可以是Ф100、Ф150、Ф200或Ф300，某些地区地表土壤层厚，为了钻孔、下管方便多采用大孔径。回填材料可以选用浇铸混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料选择要兼顾工程造价、传热性能、施工方便等因素。从实际测试比较浇铸混凝土换热性能最好，但造价高、施工难度大，但可结合建筑物桩基一起施工。回填沙石或碎石换热效果比较好，而且施工容易、造价低，可广泛采用。
竖直埋管换热器中循环水温度的设定
竖直埋管换热器中流动的循环水的温度是不断变化的。夏季供冷工况进行时，由于蓄热地温提高，机组运行时水温不断上升，停机时水温又有所下降，当建筑物得热达到最大时水温升至最高点。冬季供热工况运行时则相反，由于取热地温下降，当建筑物失热最多时，换热器中水温达到最低点。设计时，首先应设定换热器埋管中循环水最高温度和最低温度，因为这个设定和整个空调系统有关。如夏季温度设定较低，对热泵压缩机制冷工况有利，机组耗能少，但埋管换热器换热面积要加大，即钻孔数要增加，埋管长度要加长。反之温度设定较高，钻孔数和埋管长度均可减少，可节省投资，但热泵机组的制冷系数COP值下降，能耗增加。设定值应通过经济比较选择最佳状态点。本片论文认为埋管水温应如下设定：
(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。地埋管中循环水进入U管的最高温度应 <37℃，与冷却塔进水温度相同。
(2) 热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同，在满足供热条件下，应尽量减低供热水温度，这样可改善热泵机组运行工况、减小压缩比、提高COP值，并降低能耗。我们知道风机盘管供热能力大于供冷能力，而一般建筑物的夏季冷负荷大于冬季热负荷，所以风机盘管的选型是以夏季冷负荷选型、冬季热负荷校核。采用地源热泵空调冬季供热时，可根据冬季热负荷实际情况，让风机盘管冬季也满负荷运行而反算出供热水温度，此温度要小于常规空调60℃的供水温度（大约供水为40℃左右）。将此温度定为热泵机组冬季供水温度。供回水温差取7～10℃。地埋管中循环水冬季进水温度，以水不冻结并留安全余地为好，可取3—4℃。当然为了使地埋管换热器获得更多热量，可加大循环水与大地间温差传热，然而大地的温度是不变的，因此只有将循环水温降至0℃以下，为此循环水必须使用防冻液，如乙二醇溶液或食盐水。但这样会提高工程造价、增加对设备的耐腐蚀要求。在严寒地区不得不这样做，而在华北地区的工程中用水就可满足要求，不一定要加防冻液。
综合传热系数模型的建立
一般换热器设计公式用来设计地埋管换热器很不方便和准确，因为换热管束比较分散，管路特别长，换热机理又特别复杂，很难确定其换热面积。竖直埋管换热器可以假设为“线热源”模型。引入综合传热系数进行计算，则较为简单、方便。这里，将以某一流经地埋管换热器内的流体介质与大地初始温度每相差1℃，通过单位长度换热管，单位时间所传递的热量定义为综合传热系数K。安装就找禾创怡美嘉。希望可以帮到你!
热心网友
时间：2023-10-13 13:10
热心网友
时间：2023-10-13 13:11
