地埋管换热器钻孔长度计算方法研究.pdf

《地埋管换热器钻孔长度计算方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第26卷第1期安徽地质、，01．26No．12016年3月GeologyofAnhuiMarch2016文章编号：1005-6157(2016)01—057—4地壤管换热器钻孔长度计算方法研究魏新华l-2，汤昌福1．2，俞显忠L(1安徽省煤田地质局勘查研究院，安徽合肥230088；2合肥市浅层地热能工程技术研究中心，安徽合肥230088)摘要：地埋管换热器钻孔长度计算是土壤源热泵系统设计的核心。为规范地埋管换热器钻孔长度计算，从《地源热泵系统工程技术规范》基本要求出发，以合肥市某土壤源热泵工程为例，进行了地埋管换热器钻孔长度计算和校核模拟计算。研究表明，热干扰对地埋管换热器钻孔

2、长度有较大的影响，不考虑热干扰影响的钻孔长度计算结果偏小；由于热堆积的影响，地埋管换热器流体平均出口温度呈现逐年上升趋势。校核模拟计算结果表明地埋管换热器钻孔计算长度能够满足规范的要求。关键词：地埋管换热器；钻孔长度；模拟中图分类号：TK523文献标志码：AO引言范》(GB50366—2005)规定：“地规范的要求。浅层地热能是一种可再生能埋管换热器设计计算应根据现场实然而，目前大多数实际工程应源，土壤源热泵技术作为浅层地热测岩土体及回填材料热物性参数，用中，地埋管换热器设计长度的能开发利用的主要技术之一，近年采用专用软件进行。竖直地埋管换计算方式往往采用单位延米换热量来在建筑

3、节能应用中获得越来越多热器的设计也可以按本规范附录B的估计值进行估算，无法考虑钻孔的关注[i-3]。与普通空调系统相比，的方法进行计算”；并且，地埋管之间热干扰的影响，并且很少进行土壤源热泵系统初投资(主要是钻换热器的设计需要满足要求“夏季校核计算，极易对土壤源热泵系统孔成本)过高，阻碍了地源热泵空运行期间，地埋管换热器出口最高长期可靠高效运行产生不利影响。调系统大规模推广和应用。Cane和温度宜低于33oC；冬季运行期间，笔者以具体土壤源热泵项目为例，Forgas【4】研究北美地区土壤源热泵不添加防冻剂的地埋管换热器进口进行地埋管换热器长度计算，并按工程实例发现，地埋管换热器

4、的管最低温度宜高于4℃。”因此，在照《规范》的要求，对地埋管换热长都比实际偏大10％～30％，造成项确定地埋管换热器长度之后，还要器长期运行特性进行了校核模拟计目成本偏高，不利于土壤源热泵技进行校核计算，即根据现有的换热算。术的发展和推广。器结构参数和面积以及建筑负荷，1地埋管长度计算方法地埋管换热器是土壤源热泵系模拟地下换热器长期运行动态特《规范》附录B给出了地埋管统的关键组成部分，是系统设计征，校核地埋管换热器的整个寿命换热器长度计算推荐方法【5】，制冷的核心内容。选择科学可靠的地埋周期中循环液的出口温度是否满足工况(夏季)下：管换热器钻孑L长度计算方法，在保证地埋管换热器

5、换热效果的长度要=：：±±：墨±：二墨墨一EER求的同时，减少钻孑L量，降低钻孔成本，减小项目初投资，可以有效制热工况(冬季)下：提高土壤源热泵项目的竞争力，也厶：—1000-Qh~[Rf+Rm+P~+Rs．Fh+&,,．(1-Fh)]COP-1(2)是推广地源热泵空调技术的关键之—．——一COP一一i。《地源热泵系统工程技术规收稿日期：2015—07-01基金项目：住房城乡建设部软科学项目(2015一R1—012)和安徽省住房城乡建设科学技术计划项目(2015YF--06，2015YF一07)资助作者简介：魏新华(1966一)，女，山东莱芜人，工程师，主要从事煤田地质、浅层地

6、热能开发利用研究工作。58安徽地质2016年式中，下标c，分别表示制冷／最冷月中的运行小时数工程前期进行了岩土热响应供热工况；一为建筑负荷，kW；24~该月的天数测试，测试结果显示地下岩土初EER／COP一制冷／制热工况下系统碍、R和分别为钻孔内流体始温度l9．9℃，地下岩土综合导效率；岩土初始温度，oC；。／对流热阻、管壁热阻、回填材料热热系数2．19W／(m。K)，热扩散系数；一制冷／制热工况下，地埋管换阻，m·K／W，具体计算方法可参考O．729X10曲m／s。测试结论为：该热器中流体设计温度，℃，。通文献[5】；Rs一地层热阻，m·K／W，项目适合采用土壤源地源热泵技常

7、取33～36℃，i通常取．2～6℃；单个钻孔时，热阻尺满足术，钻孔深度100m，钻孔直径127满足／、mm，钻孔间距4m；采用单u埋，最热月中的运行小时数R()=1．I·()(3)管，管径32mm；埋管内循环流体c—z／／2为水。多个钻孑L时，还要考虑钻孑L之间干扰的影响，土壤热阻满足2．2地埋管换热器钻孔长度计算，，1、厂，．Ⅳ]系统夏季制冷效率EER=5．5，L赤，j霎嚣巽其中，为岩土导热系数，w／为110．82kw，冬季空调最大热负荷器钻孔长度计算步骤如下：(m·K)；及为岩土热扩散系