地源热泵空调美国的基本做法

地源热泵空调美国的基本做法：地源的基本概念1、在太阳照射在地球的能源中，21％被地球吸收，79％被反射回大气层中；2、地球核心的能量只有2％能到达地球表面；3、地源热泵设计时应遵循下列原则：－对每个项目进行全面分析，设计规模要适当－和用户保持全面接触，充分了解用户的需求－精确计算冷热负荷－经常问自己一些问题：增加的设备是否必须？为什么要增加？能否满足要求？－机组进水端一定要设置过滤净化装置，每台机组均设水流保护开关－确定地源系统方案，并对打井、埋管等进行精确计算，确保冬夏负荷平衡，使机组在最佳工况下运行－永远不要拿用户做试验4、当土地面积不足时，以热负荷为依据计算打井或埋管数量，冷负荷不足部分采取冷却塔或水墙、喷泉等形式灵活处理；5、地源负荷设计时，可以按总负荷的70％选取，前提是先进行土壤热交换率测试，同时保留适当余量，同时要能保证90％的运行时间；6、地下系统经过几年运行后，土壤周边温度会有所上升，必须加以考虑。正常情况下每10年温度提高1.5℃7、室外井口必须事先设立相对于建筑物的坐标点，施工完成后画成地图，以便日后检修；8、室外埋管必须是同程式设计。垂直埋管管径为DN32，每组最多16对，合并总管最大为DN63。9、垂直管埋好后，井孔必须填满。可以用软管插到井底，灌入细沙、泥土和适量水泥的混合物。沙的比例不要太高；10、直埋管时，同一井内U型管间距不必过于强调，＞2mm即可。而井间距离至少在4m以上。一般设5～6m；11、垂直井在下管前，管内注满水，用100kg重物，底部焊一钢钩，骑在U型管底部，可以加快下管速度；12、管道埋设前必须试压，埋好后第二次试压，与水平管连接后第三次试压，与集分水器连接后第四次试压，与整个系统连接后，第五次试压；13、河道及池塘埋管时，最低深度一般为2m，若上面带喷泉或水幕墙等喷淋装置，深度可以在1～1.5m之间；14、河道及池塘埋管管径为DN32，一般每1kw为一组，同程式设计。为便于河道及池塘清理，在岸边设置阀门和活接以便将埋管提起；15、采用水－空气机组送新风时，为降低机组负荷，必须将新风和回风按1：1混合后送入。在新风和回风段分别设置调节阀；16、垂直埋管地源负荷：40～50w/m井深，双U形管一般能提高6％的换热效率；池塘或河道埋管：40w/m管材；静止状态时制热1kw需15㎡水面面积，单冷1kw约需7.5㎡水面面积；17、设置板式换热器时，温差控制在3℃以内；18、防冻液可以用甲醇和乙醇混和物，先兑水后用防爆泵加入系统。19、城市自来水之能量是最好的冷热源。再谈暖通空调设计论文上传：lijin_nanjing留言论文作者：吴有筹殷毓珍您是本文第1215位读者摘要：本文简述了冷热源配置、循环泵、风机配置、洁净室、洁净手术部设计等常见的一些问题，以供借鉴。学而不思则罔、思而不学则殆。对于我们科学技术工作者来说，应该学与思不断。学习不断、思考不断，不断总结经验，有所前进。设计也应有所创新，有所前进。但我们见到的常是套指标的多、拍脑袋的多、照抄照搬的多，就是少点科学态度，少点学与思，因而铸就的教训也多。下面笔者就有关暖通设计，再谈一些粗浅看法，不当之处请批评指正。关键词：冷热源配置循环泵风机配置洁净室手术部一、冷热源关于冷源，《采暖通风与空气调节设计规范》第六章“制冷”中有“台数不宜过多”、“应与空气调节负荷变化情况及运行调节要求相适应”、“台数不宜少于两台”等规定。我们在考虑冷水机组配置时，应注意避免下列四种情况。一、要避免机组台数过少，台数过少存在的问题有：(1)负荷可靠性下降，一旦负荷高峰时机组出现故障，影响的比例就大；(2)负荷适应性差。因为综合性建筑中往往配置有娱乐场所等，其面积不大、冷负荷也不大，而娱乐场所又往往有提前和延长制冷要求，机组台数少，意味着单台制冷负荷大，一旦开启，负荷就不适应，对离心式机组，往往易发生喘振现象，所以选择离心机组，要满足20%～40%负荷时能适应最小冷负荷的需要。(3)机组台数过少，机组低负荷运行的概率高，由于机组在低负荷下运行的COP低，因而能耗会增高。二、要避免机组台数过多。机组台数过多有如下缺点：(1)单机容量下降，机组COP下降，能耗高；(2)机组台数多，配置的循环水泵也多，水泵并联多，并联损失高；(3)机组台数多，配置的循环水泵多，占用机房面积就大。还有一种情况就是设计者有时会将高区低区的冷水机组截然分开，其实这是没有必要的，因为高区可采用通过换热的办法，使高低区的冷水机组合为一个系统，这样就可减少机组台数。(4)机组台数过多，也意味着绝对故障点增多。三、要避免不恰当的使用多机头机组(包括多机头风冷热泵或模块化风冷热泵、模块化冷水机组)。如3台30HT—280有24个机头，3台有36个机头，8台CXAH250，总冷量仅1224kW，却有32个机头，绝对故障点太多。四、要避免一味地采用等容量机组。采用等容量机组，机房布置也许会划一整齐，备品备件会少，但工程中往往有小负荷的不同使用功能的场所，如采用等容量机组，就容易造成负荷适应性差的缺点。其实《采暖通风与空气调节设计规范》中有“大型制冷机房，当选用制冷量大于或等于大卡／时)的一台或多台离心式制冷机时，宜同时设置一台或两台制冷量较小的离心式、活塞式或螺杆式等压缩式制冷机”大小容量搭配的规定。关于热源，这里只谈一点对选用电热锅炉的看法，共同商榷。在热源选择上，目前似乎有一个趋向，即某些部门偏好推广电热锅炉，笔者认为有失偏颇。首先，电是高品位能源，将它转变成低品位能源的蒸汽、95℃或60℃热水来使用，而且还有输送损失，从能量利用而言，该是划不来的。其次，对于中国来说，电不是“清洁能源”或“环保能源”，因为我国是近80%燃煤用于发电，造成温室气体——的排放量仅次于美国，为世界第二。所以，用电越多，意味着温室气体——的排放量越多，这是对人类生存的威胁，虽属“发展中国家”的中国，也应有责任、有义务减少温室气体——的排放量。另外，采用电热锅炉，冬季空调峰时耗电量高出夏季耗电量３～10倍，不能不引起重视。值得指出的是推广冰蓄冷和电蓄热问题。冰蓄冷是为了夏季电力负荷调峰的需要，在谷电时蓄冰、峰电时融冰，既可解决电力部门电力调节的需要，对用户来说，也可减少制冷机装机容量，减少夏季高峰供电负荷，利用电力部门的峰谷电价差，在回收了因冰蓄冷增加的一次投资后(一般要1～2年)，还可降低运行费用，最大得益者是电力部门，对用户也有利。但是采用电蓄热，则由于电蓄热是采用水温差蓄热、蓄热效果差，除了蓄热水槽体积庞大、占地面积大、贮存和输送热损失大以外，还有个电力平衡问题，即冬季的电力负荷反而大于夏季冰蓄冷电负荷的３～４倍，比常规空调(指非冰蓄冷)也大2倍多，使得冰蓄冷的优点大为逊色，见表1。工程项目夏季常规电制冷机耗电量kW(估算)夏季冰畜冷机组耗电量kW冬季电制热机组耗电量kW备注南京某超高层办公建筑12877742520分量蓄冷,分量蓄热20700kWh绍兴某办公建筑2276200800分量蓄冷无储热芜湖某办公楼3160110420分量蓄冷,分量蓄热3800kWh山西某办公楼4276200585分量蓄冷,分量蓄热4680kWh南京某办公楼5390240884分量蓄冷,分量蓄热7070kWh注：本表引用自江苏省建筑设计研究院夏卓平文“商业建筑空调采用电锅炉方案的思考”。还需指出的是用电热，也是曾经明令禁止的，国家计委、国家旅游局计资源有一个1104号文，明文规定“严禁冬季直接用电力作为空调热源进行供暖”。现在由于大趋势形成电不很紧张了(夏季用电高峰时，有些地区仍有缺口)，电力部门大力推广电热锅炉，也就不执行了。其实，我国人均用电量还是很低的，发达国家，电热也有明令禁止的。二、循环水泵与风机载冷(热)体的输送离不开水泵和风机，水泵和风机的选用和配置是不可缺少的一环，对工程设计的成败是十分重要的。关于水泵，经常发生的有以下一些问题。1、水泵扬程偏大，有些仅需28～32m水柱的，选了40～50m水柱的水泵。多余扬程，一是靠阀门来消耗，其消耗的能量占的比例，个别工程甚至达70%；二是转变成流量，如某工程，由于流量增加，流速增加，锅炉设备入口的口径配置本来就偏小(原按25℃温差流量配置)，引起了锅炉设备的振动。选择水泵扬程大些就安全了吗?其实不然。如果未安装有限流阀、电气专业也未设计过电流保护，就有可能烧毁电机；如果电气专业设计了过电流保护，则会发生水泵电机发热、电流增大，重则不能正常启动的情况。导致水泵扬程选得偏大的原因是显而易见的，没有进行必要的水力计算和心中无数怕是主要原因，笔者建议，还是要老老实实地进行水力计算，做到必中有数，积累经验。2、冷热循环水泵不分设。工程中常见到冷热循环水泵不分设的情况，有的是因为迁就了机房面积偏小，有的则是考虑不周所致。众人周知，供回水温差制冷时一般为5℃，制热时一般为10℃，而且对一般冬冷夏热地区，冬季制热负荷比夏季制冷负荷小，对南京地区，一般前者为后者的60～80%。即冬季循环水量为夏季循环水量的0.3～0.4倍，水力损失仅为供冷工况的9～16%，输送功耗仅为供冷工况时的2.7～6.4%。所以，若冷热循环水泵不分设，将导致冬季能耗浪费，形成大流量小温差运行。因此，冷热水循环水泵应分设，热水循环泵的扬程可按下式计算：式中：Ｈ冷——供冷工况时系统的水阻；Ｈ热——供热工况时系统的水阻；Ｈ冷机——冷水机组的水阻；Ｈ热机——热机(热水锅炉、热交换器)的水阻；Ｇ热——供热工况下系统的循环水量；Ｇ冷——供冷工况下系统的循环水量。〖ZK)〗3、一机一泵配置问题常见到的流程图如图1所示。其优点是循环水泵可互为备用，管道系统简单。缺点是运行操作麻烦，易造成失误，电气配对设计要复杂一些。笔者推荐图2、图2′所示的流程图。一机一泵，①可避免运行一台或2台机组时，未关掉相应阀门造成水流量旁通，使机组COP降低，也使水泵运行工况点偏离额定工况点，电耗增加；②电气控制设计方便；③可避免运行人员频繁人工开或关主机或冷却塔入口阀门，适应部分负荷时的运行。如设联动电动阀，则投资高，阀易坏，系统不可靠。另外，多台水泵并联，选择时要按照泵的特性曲线作并联分析，使工况点满足不同台数运行时的需要。关于风机，经常发生的有以下一些问题。1.风机压头选用偏大，造成的后果除同水泵扬程选得偏大产生的后果外，如果风机是回风机，还会引起新回风混合箱内为正压，新风进不来，新风口成为排风口，新风量不能保证的后果。2.离心风机出风口方向应该顺气流方向，〖HJ*3/7〗这一点常常未引起设计人员或订货时的注意。离心风机出风口应有足够长的直管长度，否则应顺气流方向，正确选择如图3所示。风机入口设计也应注意使入口气流均匀进入风机；对双进风风机，风机入口离箱壁距离也应，D为风机进口直径。3.离心风机采用皮带轮传动时，现在一般也不作选择计算了，直接选择厂家设备，但应注意检查皮带是否是下紧上松，时有发生上紧下松的情况，最好还要再核算一下包角是否符合要求，如图4所示。4.目前普遍采用所谓BFP变风量空调器，风量较大时采用2台以上风机并联，其出口风速较高，有时甚至达24m/s，设计人往往通过静压箱(实为接管箱)直接连接，造成风噪声大，阻力损失大(突扩、突缩局部阻力系数大，接管风速又高)，应该加设渐扩管后进静压箱，最好应作袂衩形处理，如图5所示。5.排风系统中，常常会遇到多台小排风机排入竖井，末端还有一台较大排风机接力后排出，实际形成多台风机并联后再串联较大风机，此时应考虑小排风机的同时使用系数问题。三、洁净室、洁净手术部设计目前医药工业、洁净手术部工程方兴未艾。医药、包括口服液、针剂和保健品如冻干粉等生产需要洁净技术来保证，必须符合《药品生产质量管理规范》的规定；洁净手术部也需要通过洁净技术来达到防止细菌、灰尘污染手术部和防止外部环境污染手术部的目的。总而言之，都是洁净设计问题。笔者认为，医药工业、洁净手术部洁净设计需注意的问题，也就是经常被忽视的问题有：1、正压风系统洁净手术部宜有一个集中的正压风系统，因为手术室是间歇工作的，在非手术期间，如手术室相对低级