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水源熱泵的選型應用及費用對比方案

文章出處:   責任編輯:   發布時間:2016-10-31 10:32:39    點擊數:-   【

一、前言

使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統。利用土壤溫度相對穩定的特點,依靠少量的電力驅動壓縮機,通過深埋土壤的閉環管道系統進行熱交換,夏天向地下釋放熱量,冬天從地下吸收熱量,從而實現制冷、供熱和供熱水的要求,具有傳統空調和熱水系統無法比擬的節能、高效、環保等優點。

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 二、親熱PHNIX水源熱泵特點

1.節能、高效性

PHNIX地下環路式三聯供機組在提供100個單位能量的時候,70%的能量來源于土壤,30%的能量來自電能,電能的消耗主要用于壓縮機的做功和使空調系統運行,即將土壤中的熱量"搬運"至室內。它冬季運行時,COP約為4.2,即投入1KW電能,可得到4KW的熱能,能源利用效率為電采暖方式的3-4倍;夏季運行時,COP可達5.3,即投入1KW電能,可得到5KW的冷量;并且熱交換器不需要除霜,減少了結霜和除霜的用電能耗。比常規空氣源空調節能50%左右。

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 2.環保無污染

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 供熱時沒有燃燒過程,避免了排煙污染,供冷時省了冷卻塔,避免了噪音及霉菌污染。

3.能源

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 PHNIX地下環路式三聯供機組是利用了地球表面淺層地熱資源(通常50--150米深)作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽能量,比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制,真正是量大面廣、無處不在。

4.舒適性

因為親熱PHNIX地下環路式三聯供機組供冷暖時都是通過冷熱水經風機盤管(或地埋管、墻埋管)交換完成的,所產生的冷氣和暖氣(或輻射熱)比常規空調的要更柔和的多,不易感冒。

5.應用靈活、安全可靠、用途廣泛

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 靈活性強,可用于新建工程或擴建、改建工程,可逐步分期施工,機組可靈活地安置在任何地方,節約空間。無儲煤、儲油罐等衛生及安全隱患。從嚴寒地區至熱帶地區均適用。該系統可供暖,供冷,供生活熱水,一機多用,一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 三、親熱PHNIX地下環路式三聯供系統的選擇

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 1.建筑物周圍有充足的可以利用的場地時,可以考慮用水平環路。把管線布置在溝中,可根據場地長度在30到120米之間。

2.建筑物周圍場地面積受限制時,垂直的回路是理想的選擇。可利用鉆井設備鉆成深度為50到150米的深孔,然后將管線垂直布置。(一般的鉆井深度為100米)

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 3.建筑物附近有一定深度的池塘、湖泊或海洋時,施工費用和運行費用會十分經濟。管線簡單地布置在池塘或者湖的底部。

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 4.敞開的回路系統是用地下水作為一種直接能源。在理想狀況下,應用敞開的回路是最經濟的地熱系統。

四、親熱PHNIX地下環路式三聯供系統的應用(以杭州碧水豪園別墅為例)

(一)工程概述:

本工程位于浙江省杭州市,是一座豪華別墅,地下一層,地上三層。建筑面積340㎡,實際空調使用面積170㎡,根據本住宅單元的特點,夏季需空調,冬季需采暖,而且一年四季還要生活用熱水,我司推薦使用本公司產品——PHNIX地下環路式三聯供機組。該機組擁有五種運行模式(1、制冷模式;2、制熱模式;3、制熱水模式;4、制冷+熱水模式;5、制熱+熱水模式)使用本系統后,夏季開空調制冷時,可免費提供用戶所需要的生活熱水;冬季不開空調時可轉換成(制熱+熱水模式)提供取暖用熱水和生活用熱水。用戶無論在什么時候都能享受到舒適的熱水,完全滿足了主人對高生活質量品味的追求。

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 (二)設計范圍

本工程設計內容包括住宅單元的空調、采暖及熱水系統設計。

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 (三)設計依據

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 1)、本工程依據建設單位提供的建施圖

2)、<<暖氣與通風工程施工及驗收規范>>(GB50243-97)

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 3)、<<采暖通風與空氣調節設計規范>>(GBJ19-87)

4)、<<高層民用建筑設計防火規范>>(GB50045-95)

5)、<<全國民用建筑工程設計技術措施  暖通空調·動力>>(GB19-87)

6)、<<空氣調節設計手冊>>(中國建筑工業出版社、第二版)

7)、<<采暖空調制冷手冊>>(機械工業出版社)

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 8)、<<建筑設計防火規范>>GBJ16-2001

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 (四)設計資料和方案分析

1、設計資料

1.1室外氣象參數

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 (1) 夏季

空調計算干球溫度:35.7℃;  空調計算濕球溫度:28.5℃

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 大氣壓力:  100.05KPa

(2) 冬季

空調計算干球溫度:-4℃;  空調計算相對濕度:77%

水源熱泵的選型應用及費用對比方案

水源熱泵的選型應用及費用對比方案

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2.3主機選型

根據以上表格對室內冷、暖負荷的計算,本工程方案采用PHNIX地下環路式三聯供中央空調PWSRW130S-HGLQX  一臺.室內末端夏季采用親熱PHNIX臥式暗裝風機盤管制冷;冬季采用地板輻射取暖;熱水使用側則配置一個容積為500L的保溫熱水罐。

夏季主機標準工況下(制冷+熱水模式)的額定制冷量為36KW,產熱水量為430L/H;冬季主機標準工況下(制熱+制熱水)的額定制熱量為24.5KW,產熱水量為319L/H;

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 2.4室外地埋管系統設計

(1)冬夏季地下換熱量計算:可由下述公式計算:


水源熱泵的選型應用及費用對比方案

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 其中Q1' ——夏季向土壤排放的熱量,kW

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 Q1——夏季設計總冷負荷,kW

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 Q2'——冬季從土壤吸收的熱量,kW

Q2——冬季設計總熱負荷,kW

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 COP1——設計工況下機組的制冷系數 (4.3)

COP2——設計工況下機組的供熱系數(3.5).

根據計算可知:Q1'=36*(1+1/4.3)=44KW

Q2'=24.5*(1-1/3.5)=17.5KW

(2)地下熱交換器的設計:

2.4.1熱交換器的形式:

考慮現場可用地表面積、以及鉆孔費用,確定熱交換器采用垂直豎井布置和單U型管并聯同程的形式。


2.4.2管材的選擇

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 常用的是聚乙烯(PE)和聚丁烯(PB)管材,它們可以彎曲或熱熔形成更牢固的形狀,可以保證使用50年以上。

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 2.4.3管徑的確定

在實際工程中確定管徑必須滿足兩個要求:(1)管道要大到足夠保持最小輸送功率;(2)管道要小到足夠使管道內保持紊流以保證流體與管道內壁之間的傳熱。顯然,上述兩個要求相互矛盾,需要綜合考慮。一般并聯環路用小管徑,集管用大管徑,地下熱交換器埋管常用管徑有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm,管內流速控制在1.22m/s以下,對更大管徑的管道,管內流速控制在2.44m/s以下。

2.4.4豎井埋管管長的確定

地下熱交換器長度的確定除了已確定的系統布置和管材外,還需要有當地的土壤技術資料,如地下溫度、傳熱系數等。這些因素的計算很繁瑣,并且部分數據不易獲得。在實際工程中,可以利用管材“換熱能力”來計算管長。換熱能力即單位垂直埋管深度或單位管長的換熱量,一般垂直埋管為70~110W/m(井深),或30~55W/m(管長),水平埋管為20~40W/m(管長)。 設計時可取換熱能力的下限值,即30W/m(管長),具體計算公式如下:

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 L= Q1'÷30×1000 (3)

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 其中 L——豎井埋管總長,m

Q1' ——夏季向土壤排放的熱量,kW

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 分母“30”是夏季每m管長散熱量,W/m

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 計算得知:L=44*1000/30=1467米

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 2.4.5確定豎井的數量及間距

可根據以下公式計算:

(4)

其中 N——豎井總數,個

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 L——豎井埋管總長,m

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 H——豎井深度,m

分母“2”是考慮到豎井內埋管管長約等于豎井深度的2倍。

計算得知:N=1467/2*100=7.33

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 然后對計算結果進行圓整,圓整后取8個豎井。豎井間距取4.5米。

香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844 若計算結果偏大,可以增加豎井深度,但不能太深,否則鉆孔和安裝成本大大增加。關于豎井間距有資料指出:U型管豎井的水平間距一般為4.5m,也有實例中提到DN25的U型管,其豎井水平間距為6m,而DN20的U型管,其豎井水平間距為3m。

親熱PHNIX水源熱泵作為一種高檔節能型產品,符合當今社會節能減排的趨勢。2010年上海香港神算网33346-80333香港神算天师-5862神算网主论坛-5683神算网香港论坛-神算网67844世博會節能建筑中,江水源水源熱泵空調大面積得推廣與運用,這也預示著水源熱泵式現代社會的一個潮流。本著為子孫后代留下更多的藍天白云為方向,PHNIX憑借強大的研發實力,開發出了眾多款型的水源熱泵,滿足不同區域要求,贏得了越來越多工程商的青睞。


水源熱泵的選型應用及費用對比方案

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