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地源热泵井间距的选择探析

2020-12-21张雪婷

建筑与装饰 2020年32期
关键词:换热器源热泵间距

张雪婷

摘 要 本文分别使用EED2.0与EHPD1.0软件针对某地源热泵项目在不同净间距情况下地埋管换热器进出水平均文化展开分析,通过一系列试验得出,此项目地面管换热器系统排列设计方式以及井间距距离,并得出最大扩大间距,从而令地埋管换热器系统工作条件得到有效优化。

关键词 地源热泵;净间距;地埋管换热器

引言

地源热泵地埋管换热器井间距对于地管自身占地面积有着最为直接的影响,根据我国GB50.66—2005《地源热泵系统工程技术规范》相关规定明确指出,钻孔间距应令换热需求得到充分满足,其间距以三米至六米为最佳。部分项目会因自身可钻井面积相对较小,因此会通过最大限度缩减井间距方式布置更多地埋管。在通常情况下,井间距距离越短,钻井之间相互影响相关便愈加显著间距染上会导致热量下降,但是能够普生更多数量的埋管,从而令夏季排热量与冬季吸热量增加。

1举例项目

本文所举例项目为2栋三层小楼,建筑南部包含行政办公室、宿舍、餐厅、活动中心等社会,建筑总面积为一万平方米,以一个集中地源热泵机房作为冷热源,在冬季实行供暖,夏季用作制冷。在项目开展前,开始在所在地打下两口测试井,经过对岩土热物性进行测试后所得结果为:岩土初始温度为十五摄氏度,岩土体平均导热系数为2—3W/(m·℃)在设计时实践所取岩土平均导热系数为2.45(m·℃)。在针对地埋管换热器系统设计前,通过与举例建筑特点相结合,使用DeST软件针对建筑全年负荷进行计算,统计结果内容如下。一至十二月份冬季热负荷累计值(MW·h)分别为245、196、55、0、0、0、0、0、0、0、111、206、峰值(kW)1150、1164、610、0、0、0、0、0、0、0、934、1084。夏季冷负荷累计值(MW·h)为0、0、0、135、321、308、74、0、0、0、0。峰值(kW)为0、0、0、1251、1475、1471、1123、0、0、0、0、0。根据以往设计经验来看,本文所举例冷如负荷偏差程度并不会于此数据般[1]。

2地埋管换热器数量计算

现阶段,有瑞典隆德大学所开发的g—functions地面管换热器计算方法在国际上受到广泛认可,本文所示用计算程序分别为该校所开发EED2.0與国内某企业开发的EHPD1.0计算程序。其中,EED主要以电价原理为基础思路,其在欧洲地热协会当中为商用计算分析软件,而EHPD1.0主要以有限长线热源理论为基础,其能够针对不同类型热源理论,进行地埋管地源热泵地埋管换热器系统进行设计[2]。

3分析方法介绍

在通常情况下,井群规模不论是在冬季或夏季,其规模皆会超出EED所能够计算的一百二十口井这一数量上限,因此,可通过下属方式对举例项目进行分析。首先,取距离项目工程五成面积,通过EED软件与EHPD对这一部分负荷下的一百二十口井在10行12列排列下进出水年、月平均温度进行计算。并以井间距独立变量针对地埋管换热器平均进出水温度影响进行观察,同时对二者之间计算结果差异进行查看。

4地埋管换热器系统主要设计参数

以每年11月15日至第二年3月15日为供暖季、6月15日至9月15日为供冷季为例,将系统在冬夏两季性能参数分别设定为2与2.8,峰值单日连续运作时间设为12小时,土壤初始温度为3W/(m·k),周边岩土平均密度为每立方米1310千克,埋管周边岩土平均热熔为1272J/(kg·℃),钻孔直径为242mm,使用双U·De32的HDPE为主要管材,其管壁厚度为3mm,回调材料导热系数为2W/(m·k),U形管内部间距为0.04m。

550%负荷状态下120口井10行12列排列时计算结果

计算结果需在表一基础上乘0.5,所得负荷值一至十二月份具体数据如下。冬季热负荷累计值(MW·h)为123、98、27、0、0、0、0、0、0、0、56、103,峰值(kW)为575、582、305、0、0、0、0、0、0、0、467、542。夏季冷负荷累计(MW·h)0、0、0、67、160、154、37、0、0、0、0、0,峰值(kW)为0、0、625、737、735、561、0、0、0、0、0。通过使用EED软件计算得出结果,在间距为五米时,地埋管线换热器在15a之内的进出水平均水平为第一年一月份至十二月份15.20、15.20、15.20、15.20、15.20、26.03、30.12、31.24、27.41、18.19、13.61、12.16。第二年为11.19、10.72、13.38、16.29、16.42、27.15、31.08、32.06、28.05、18.66、14.08、12.82。第五年为13.26、12.77、15.35、18.17、18.24、28.92、32.78、33.77、29.84、20.51、15.93、14.62。第十年为15.18、14.67、17.23、20.04、20.09、30.74、34.58、35.54、31.57、22.22、17.61、6.28。第十五年为16.29、15.78、18.33、21.13、21.18、31.82、35.65、36.60、32.63、23.27、18.65、17.32。通过此数据不难看出,由于冬夏两季负荷具有一定不平衡性,导致地埋管换热器出水温度开始朝向逐年上升趋势发展;在峰值复核下,平均进出水温度与负荷下温度相比较变化较为明显。

6结束语

综合上文所述,通过适当增加地埋管换热器系统井间距,能够促使其运行状况得到有效改善,并且,在规模相对较小项目当中,即便符合平衡度略差,也可经过详细技术对比分析后确认使用方案。最后,井群排列形式不同,对于平均进出水温度会造成显著影响,井群排列长度与宽度越大,对于地埋管换热器系统温度平衡而言越有利。

参考文献

[1] 倪龙,押淑芳,李安民,等.地下水地源热泵热源井设计方法研究[J].暖通空调,2010,40(9):82-87.

[2] 戴昕,王胤凯.地源热泵系统垂直埋管间距问题研究[J].建筑知识:学术刊,2012(4):151.

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