暖通空调热泵技术课件图文-第6章-土壤耦合热泵空调系统.ppt

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1、第六章土壤耦合热泵空调系统6.1土壤耦合热泵空调系统简介6.2现场调查与工程勘察6.3地埋管换热器的管材与传热介质6.4地埋管换热器的布置形式6.5地埋管换热器的传热计算6.6地埋管换热器系统的水力计算6.7地埋管换热器的安装6.8直接膨胀式土壤源热泵系统第六章土壤耦合热泵空调系统6.1土壤耦合热泵空调系统简介6.1土壤耦合热泵空调系统简介6.1土壤耦合热泵空调系统简介根据是否存在中间传热介质，可以分为直接膨胀式和间接膨胀式。直接膨胀式土壤耦合热泵是将低温低压的液态制冷剂（或高温高压的气态制冷剂）直接送入地下埋管内，制冷剂蒸发（或冷凝），直

2、接与土壤进行换热。可以有效地降低成本，但是同时也存在着一些缺点和问题有待解决6.1土壤耦合热泵空调系统简介间接膨胀式的热泵系统，土壤先与地埋管换热器内循环水泵驱动的中间传热介质进行热量交换，中间传热介质从土壤中吸热或向土壤放热，然后中间传热介质将冷（热）量通过热泵机组实现供热和制冷循环。它与直接膨胀型相比可以减少制冷剂的充灌量，增加了热泵系统的灵活性，同时减免了制冷管路的安装，使现场工程量减至最低。其缺点在于引入带有热交换器的额外流体环路，增加了初投资，还带来额外的温降。为此应尽可能地优化设计水回路，改善载冷剂的流体性质。设计计算前的准备工作

3、是通过现场勘察、水文地质调查、设置测试孔和监测孔以及热响应试验等，为方案选择与决策提供依据，同时也为设计计算提供设计材料和基础依据。之后进行的是地埋管换热器的传热分析，地埋管换热器的传热计算即地埋管的设计计算过程，包括是否采用土壤耦合热泵系统形式的方案决策与选择阶段、设计计算材料的搜集和准备阶段以及具体的设计计算阶段。分析决定具体采用哪一种设计计算方法。最后就是具体的设计计算过程。介绍目前普遍采用的三种计算方法，这三种方法各有其适用范围，也各有其优势及缺点，设计时应根据实际情况的不同来选用适当的计算方法。6.1土壤耦合热泵空调系统简介6.2现

4、场调查与工程勘察1现场勘察2水文地质调查3设置测试孔与监测孔4土壤热响应实验6.3地埋管换热器的管材与传热介质地埋管管材《地源热泵系统工程技术规范（GB50366-2005）》：（1）地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小的塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管（PE80或PE100）或聚丁烯管（PB），不宜采用聚氯乙烯管（PVC）。管件与管材应用相同的材料。（2）地埋管质量应符合国家现行标准中的各项规定。管材的公称压力及使用温度应满足设计要求，且管材的公称压力不应小于1.0MPa。6.3地埋管换热器的管材与传热介质管材规格和压力级

5、别我国国家标准给出了地埋管换热器管道外径尺寸标准和管道的压力级别。地埋管外径及壁厚可按表6-1和表6-2的规定选用。相同管材的管径越大，其管壁越厚。6.3地埋管换热器的管材与传热介质传热介质传热介质应以水为首选，也可选用符合下列要求的其他介质：（1）安全，腐蚀性弱，与地埋管管材无化学反应；（2）较低的凝固点；（3）良好的传热特性，较低的摩擦阻力；（4）易于购买、运输和储藏。在传热介质有可能冻结的场合，传热介质应添加防冻液。应在充注阀处注明防冻液的类型、浓度及有效期。为了防止出现结冰现象，添加防冻液后的传热介质的凝固点宜比设计最低运行水温低3~

6、5℃。影响防冻液选择的因素主要有：凝固点、周围环境的影响、费用和可用性、热传导、压降特性以及与土壤耦合热泵系统中所用材料的相容性。由于防冻液的密度、黏度、比热和热导率等物性参数与纯水都有一定的差异，这将影响冷凝器（制冷工况）和蒸发器（制热工况）内的换热效果，从而影响整个热泵机组的性能。6.4地埋管换热器的布置形式1埋管方式可分为水平埋管与竖直埋管换热器两大类。水平埋管方式在软土地区造价较低，但传热条件受外界气候条件的影响、占地面积大，通常不太适合中国地少人多的国情。当可利用地表面积较大、地表层不是坚硬的岩石、建筑物规模小时宜采用水平地埋管换热

7、器。水平埋管时根据一条沟中埋管的多少和方式又分为单管、双管、多管和螺旋管等多种形式。竖直地埋管换热器的优点是占地少、工作性能稳定等。根据在竖直钻孔中布置的埋管形式的不同，竖直地埋管换热器又可分为U形地埋管换热器与套管式地埋管换热器。套管式地埋管换热器在造价和施工方面都有一些弱点，在实际工程中较少采用。选择水平埋管还是竖直埋管的另一个需要考虑的因素是建筑物高度。如果地下埋管和建筑物内管路间没有用热交换器隔开，竖直埋管换热器的埋深将受到地下埋管（SDR11）的最大额定承压能力的限制。工程上应进行相应计算，以验证系统最下端管道的静压是否在管路最大额

8、定承压范围内。若其静压超过地埋管换热器的承压能力时，可设中间换热器将地埋管换热器与建筑物内系统分开。6.4地埋管换热器的布置形式水平埋管6.4地埋管换热器的布置形式