地埋管换热器设计
地埋管壳式换热器是地源热泵系统设计方案的核心。水源热泵地下热交换器所在的位置要在地壳中的浅部地面土中。土壤种类、热稳定性、导热、相对密度、环境湿度对地源热泵系统性能影响很大。应根据这个项目的具体情况,计量单位长度的板式换热器水平。实际设计方案方法如下:
1)测算地埋管换热器的大换热量
地埋管换热量各自就是指夏天向土壤层排出的发热量和冬天从土中吸收热量。依据如下所示公式换算土壤层性换热器的换热量
Q1’= Q1 x(1 1/COP1)
Q2’= Q2 x(1-1/COP2)
在其中:
Q1’:夏天向土壤层排出的发热量,kW
Q1 :夏天设计方案总冷负荷,kW
Q2’:冬天向土壤层汲取热量,kW
Q2 :冬天设计方案总耗热量,kW
COP1:设计工况下地源热泵机组的制冷系数
COP2:设计工况下地源热泵机组的供暖指数
本项目夏天设计方案总冷负荷Q1=2196KW,总耗热量为Q2=1555KW;地源热泵机组的制冷系数COP1取5,供暖指数COP2为4.5。
Q1’= Q1 x(1 1/COP1)=2196x(1 1/5)=2635KW
Q2’= Q2 x(1-1/COP2)=1555x(1-1/4.5)=1210KW
即系统软件夏天大总排发热量为2635KW,冬天大总吸热量为1210KW。
2)立井埋管长
企业长度换热量与地质构造成份密切相关,并且各地质层热传导特性都各有差别,在创建模型计算层面很困难,并且也存在一定的偏差,依据威乐工程项目的实践经验来计量单位长度的换热量,即企业深度排发热量按56W/m,企业深度吸热量按34W/m。(企业换热量可以根据此项目岩土工程热回应测试后的具体情况调节)。
安排热量换算地埋管长度,计算方法如下所示:
L1= Q1’x1000/W
L1:立井总深层,m
Q1’:热交换器总排发热量,kW
W1:企业深度排发热量,w/m
因而:
立井总深层:L1= Q1’x1000/W1=2635x1000/56=47054m
按吸热量测算地埋管长度,计算方法如下所示:
L2= Q1’x1000/W
L2:立井总深层,m
Q2’:热交换器总吸热量,kW
W2:企业深度吸热量,w/m
因而:
立井总深层:L2= Q2’x1000/W2=1210x1000/34=35588m
选用按吸热量数值做为穿管长短,不必要一部分热能由协助闭式冷却塔排出来,
则立井总深层L=35588m
则地埋管具体排发热量Q3如下所示:
Q3=L2xW1=35588mx56W/m=1993KW
3)立井数量
依据工程项目的地理条件,提议立井深层为100m。(假如地底有岩石层或其它硬块,则需要此外考虑到)。测算立井数量:
N=L/H
在其中:L:立井总深层,m N:立井口数,个 H:单口立井深层,m
该项目立井深层H=100米,因而
N=L/H=35588/100=355.9,取整数为356口;此外提升4口预留井。
则该项目户外地埋管总设计方案立井值为360口。
4)立井间隔
该项目穿管直径大约为120mm-150mm,埋管深层100m,排水立管选用DE25的HDPE聚乙烯塑料管双U管。依据实践经验,设计方案井间隔为5m,既满足传热的需要,又可以节省穿管室内空间。地埋管换热器管路接口方式融合串并联电路两种形式的优异点较为,本项目采用串联的热交换器接口方式。
5)凉水服务器挑选
系统软件冷负荷为2196KW,耗热量为1555KW;挑选2台空调制冷量为310RT(1090KW)的风冷式水源热泵凉水服务器,凉水主机型号为RTHD-D1。
6)闭式冷却塔挑选
协助闭式冷却塔选用密闭式冷却塔,剩余的部分发热量Q4由协助闭式冷却塔排出来:
Q4= Q1’-Q3=2635KW-1993KW=642KW
冷却塔水总流量V:
V=/(4200x5)=110m3/h
取冷却塔水总流量为110m3/h。