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电采暖在地面辐射采暖中依然处于微弱态势

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电采暖在地面辐射采暖中依然处于微弱态势

发布日期:2019-06-17 编辑: 点击:

 1.工程概述
         1.1 研发中心的地理位置
         某研发中心位于重庆市北部新区经开园C44-1地块,用地总面积为25610m2,总建筑面积为35923.29m2,研发中心由3栋实验科研楼、1栋运动用房、单层地下车库和配
套管理用房组成。
地源热泵地板辐射采暖空调系统主要满足3号楼裙房冬季供暖和夏季空调。


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         1.2 空调房间室内环境控制要求
        根据房间使用功能的不同,室内环境的控制要求亦略有不同。  1.3 重庆气候特点
        重庆属于夏热冬冷地区,夏季高温炎热;冬季潮湿阴冷,日照强度低。春、秋、冬季经常受冰冷空气的侵袭,降温猛烈。气候条件恶劣。
         2.冷热源的比选
        空调系统常规的冷热源形式主要有
空气源热泵锅炉冷水机组、水(地下水、地面水)源热泵、土壤源热泵等。澳门新浦京8455com  
         空气源热泵是利用环境空气作为热泵机组的热源与热汇,取之不尽、用之不竭。其缺点主要有:(1)当冬季环境空气温度在4℃左右时,室外侧热交换器盘管表面温度将低于冰点,会出现结霜。(2)它的出力正好与需求量(冷、热负荷)以及性能系数、能效比值呈反比。
        
水源热泵机组不存在除霜问题,出力稳定,性能系数、能效比大幅度高于风冷热泵。但用地下井水时,必须确保有效的回灌措施即不能破坏地下水的原始分布,否则,会引起水资源保护及地质稳定等环境问题。
        锅炉+冷水机组空调冷热源的形式,锅炉在燃烧过程中产生很多废弃,如SO2、CO2、NOX、烟尘等,均会严重污染环境。该系统需采用冷却塔,室外气温升高,室内冷负荷增大,冷却塔的冷却效率却降低,且存在噪音污染。
        地热源热泵机组是利用土壤作热源和热汇,通过在管道里流动的水进行热交换,有很高的能效比,其优点:①高效节能;②环保零污染;③结构简单;④安全可靠;⑤使用范围广泛。地源热泵系统可以替换原来的锅炉和空调两套系统。如果有效的使用地源热泵系统,可以降低暖通空调的能耗,从而促进能源、环境与社会之间的可持续发展。
        研发中心建筑周围没有可直接利用的水源,为了避免锅炉在运行过程中对大气的污染,为了达到更好的环境效益,结合该建筑周围的地理环境??建筑周围有大面积可利用的空地以及重庆的气候条件,决定采用地源热泵作为该空调工程的冷热源。澳门新浦京8455com 



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        3.土壤源热泵的地下换热器方案确定
        3.1 地下换热器打孔位置的确定
       在研发中心西北侧有大面积空地,但原地勘资料显示,该空地表面有8~14m不等深度的回填土。由于土壤的换热性能劣于岩石,且考虑打孔成形问题,需另选打孔区域。
        在研发中心3#楼西南侧和东南侧有可利用空地。且根据该区域相邻建筑的地勘资料及补勘资料推测该区域应为砂岩和砾岩。
        3.2 地下换热器打孔数量的确定
       地下换热器的打孔数量需既满足空调系统冷热需求,又要具备良好的经济性,即应合理的确定打孔数量和打孔深度。在负荷相同时,打孔数量多,则孔深小,占地面积增大;打孔数量少,则孔深大,占地的面积小,但系统阻力增大,提高了换热管的承压要求。 澳门新浦京8455com批发
        另外竖直地埋管换热器中水温呈一定规律性。地下换热器的埋管深度由三部分组成??饱和换热层、换热层、未换热层。随着地下换热器承担的负荷的变化,这三个换热层的深度是动态变化的。三个区域的大小直接决定了换热器的换热能力。地下换热系统运行到一定时间后,在冬季和夏季工况下,均呈现出进出水管在一定深度范围内水温变化较小(夏季工况下深度在0~5m,冬季状态下在0~20m),即换热器的进水管在该区域的换热能力下降。进出水流体跨越上述范围后,水温变化明显(夏季工况下为5~10m,冬季状态下在20~25m),换热能力增强。因此合理确定地下换热器的深度对保证换热器冬夏良好的换热性能非常关键。
        该空调工程的设计总冷负荷为227.2kW,其中潜热负荷为30.4kW,显热负荷为198kW;总热负荷为228kW。
        根据该空调工程的负荷,并结合以上分析,确定地下换热器的打孔数的过程如下:
         3.2.1 确定换热器埋管形式
       根据该建筑周围的地质条件,钻孔易成形,因此本设计采用竖直单U形管地下换热器。为保持各环路之间的水力平衡,地下换热器采用单个U形管并联的同程式系统。
       3.2.2 地下换热器换热量计算
 Qk??为建筑热负荷,kW;
    COP1,COP2分别为热泵机组制冷、制热时的性能参数。
    经计算热负荷大于冷负荷,因此地埋换热管的钻孔按照热负荷来计算确定。


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