地源热泵问题点及可参考的零碎资料.docx
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地源热泵问题点及可参考的零碎资料
地源热泵问题点及可参考的零碎资料
深井回灌式水源热泵系统。
通过建造抽水井群将地下水抽出,通过板式换热器或直接送至水源热泵机组,提取热量或释放热量后,由回灌井群灌回地下。
此方案初投资低、运行费用较低。
适应于地下水源充足,地质条件为砾砂、中、粗沙层(回灌效果好)地区。
由于水量水位受季节性影响,会造成波动,势必影响井的出水量,再考虑到回灌因素,很难保证空调负荷运行要求,所以采用地下水方式对本项目不合适。
之所以采用此方式而未采用地下水式室外换热系统,是因为地下水式室外换热系统存在着以下一些制约因素:
长时间使用水井老化不可避免的;在使用一定的年限后会造成地下水水量的不足和回灌的困难,从而增加了以后的维修的费用,严重的话还需要重新打井增加初投资造价;
大量的使用地下水会造成所在地的地面下沉,这一问题已在许多大城市出现;在这种方式的使用过程中还存在向地下水资源管理部门交费的问题,增加了使用运行成本;
很多地源热泵项目因设计、施工及运行管理等问题,远远没有发挥其应有的优势。
投标人要体现出本产品地源热泵系统在运行中的经济性及影响其经济性的相关因素。
抽取的地下水除沙后分别经7台板式换热器与机组进行热交换,作为机组的冷热源;但效果较差。
运行中地下井水能量短路及含沙量严重超标,加上板换两侧流体之间的换热效率低下、运行维护不善,致使系统井水侧水路严重堵塞。
经过改造,井水经除沙器及电子水处理仪处理后直接进入机组,无井水侧二次循环泵;
井水含沙量小于二十万分之一。
在开式系统中适当下延回水管可降低深井泵扬程以达到节电的目的
1、系统设计不合理。
单台深井泵抽水后经一台板换换热后回灌,能量利用不够充分;地下水系统存在能量短路现象。
2、施工组织不得力,成井质量不高。
井水含沙量严重超标,造成井周围抽空导致地面塌陷。
地面塌陷直接导致外管线被堵。
提高成井质量可以解决井水含沙量过大的问题,可去除井水侧的二次循环设备能耗及板换换热的温差损失,有利于实现井水的100%回灌。
3、运行维护不得力。
运维人员未定期除沙,对系统运行原理理解不够,造成系统管路严重堵塞(如图1),增加了水阻而降低了深井泵的运行效率;在井水供应不足的条件下增开末端循环泵,造成末端系统大流量小温差运行。
延伸服务范围,从项目全寿命周期出发,加强日后运行维护管理队伍的建设,以充分体现地源热泵工程的价值。
能否达到节能效果,则需要对项目实施的各个阶段严格把关,最重要的环节是地下系统的施工质量。
为防止井水外溢,每眼水井在距井口2m深处,设有回灌自动检测报警装置,当回灌井回灌不畅、井水水位上升至距井口2m深处时,自动检测报警装置将自动报警。
补水泵和落地膨胀水箱是系统定压、补水装置,根据检测到的系统压力,补水系统自动补水或泄水。
每台水源热泵空调机组的冷热水进水管和水源水进水管上分别设有1个与机组联锁的水流开关。
当进水量低于机组要求的最低水量时,机组将自动关闭。
全寿命周期价值可因此而趋于最佳。
系统的经济性可根据建设投资、运行成本及使用年限进行评价。
运行维护阶段的参数
设计、施工及运行维护的每一个关键环节,
水源热泵空调系统设计时一定要注意系统COP值,系统COP值不宜过低。
本系统主机设计COP值如下:
COP夏=4.86,COP冬=3.97;系统设计COP值:
COP夏=3.8,COP冬=3.32。
以上数据说明系统比较节能。
地源热泵系统组成
地源热泵主要由三部分组成:
室内末端空调系统、
水路循环(机房)系统、
室外换热系统、
1)室内末端空调系统
本设计采用风机盘管加新风系统,对大空间场所,室内末端是采用吊顶式风机盘管通过风管来实现均匀送风,对于小空间的场所采用卧式暗装式风机盘管,机组都可以单独控制,随时制冷或制热。
2)机房系统
本项目通过水泵驱动整个水系统循环。
由于是闭式系统,水泵只需克服摩擦阻力,加之水泵扬程很小,不会对机组和管道造成腐蚀,延长了系统的寿命。
同时,水泵采用变频系统,大大降低了运行费。
由于管路系统内水为常温水,并且只进行一次热交换,热损失小,供热制冷效果良好。
而传统的水冷机组制冷形式至少要进行2次热交换,损失较大,与地源热泵系统相比劣势尤为明显。
3)室外换热系统:
本项目的室外系统采用闭式垂直地耦管方式。
即将U型管放入圆形钻孔里,一次性向U型管注入水,U型管里的水与土壤和地下水都不直接接触。
夏天它把建筑物里的热排向大地,冬天再从大地吸热。
此系统寿命50年以上、不使用地下水、不需要维护等,那是相当省钱和省力。
地源热泵机组由于工况稳定,所以可以设计简单的系统,部件较少,机组运行简单可靠,维护费用低;自动控制程度高,使用寿命可长达20年以上。
售后服务
保修期内维护保养一览表
序号
项目
月度
季度
年度
a.
检查压缩机润滑油液位
●
b.
更换压缩机润滑油
●
c.
检查运行温度、压力
●
d.
检查压缩机马达轴承
●
e.
检查电气控制器及端子接线
●
f.
检查冷媒,如需要补充冷媒
●
g.
栓查曲柄轴箱加热器是否正常工作
●
h.
检查压缩机的接触器及控制盘等
●
i.
检查冷媒有无泄漏
●
j.
检查电磁阀、膨胀阀
●
k.
冷凝器盘管的清洁
半年
设计依据:
1、甲方提供的图纸以及对空调系统的要求
2、《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87
3、《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243
4、《给水用聚乙烯(PE)管材》GB/T13633
5、《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-95
6、《地源热泵供暖空调技术规程》JGJXXX-2005初稿
负荷设计
1、设计依据
Ø《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
Ø《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
一、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
二、《居住小区给水排水设计规范》CECS57:
94
Ø《室内空调舒适温度》GB5701-83
Ø《机井技术规范》SL256-2000
Ø《供水管井技术规范》GB50296-99
三、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 JGJ134-2001
四、《城镇燃气设计规范》 GB50028-93
Ø《城市热力网设计规范》CJJ34-2002
Ø《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
Ø《实用供热空调设计手册》
Ø《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调•动力》
Ø建设方对本工种的设计要求
五、《人民防空地下室设计规范》 GB50038-2005
六、《建筑环境与设备工程》专业知识;
七、其他相关规范及手册资料。
相关国家标准和规范
主要图集、规范、标准
序号
类别
规范、规程名称
编号
1
国家
建筑工程施工质量验收统一标准
GB50300-2001
2
国家
电器装置安装工程盘柜及二次回路接线施工及验收规范
GB50171-92
3
国家
电器装置安装工程接地装置施工及验收规范
GB50169-92
4
国家
电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范
GB50168-92
5
国家
电器装置安装工程旋转电机施工及验收规范
GB50170-92
6
国家
电器装置安装工程电器设备交接试验标准
GB50150-91
7
国家
电器装置安装工程施工及验收规范
GB50254-6~GB50259-96
8
国家
建筑电气工程施工质量验收规范
GB50303-2002
9
国家
建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范
GB50242-2002
10
国家
采暖及卫生工程施工及验收规范
GBJ242-82
11
国家
筑采暖卫生与煤气工程质量检验评定标准
GBJ302-88
12
国家
给水、排水管道工程施工及验收规范
GB50268-97
13
国家
通风与空调工程施工及验收规范
GB50243-2002
14
国家
工业金属管道工程施工及验收规范
GB50235-97
15
国家
供水水文地质勘察规范
GB50027—2001
16
国家
国家生活饮用水卫生标准
GB5749—85
17
地方
水文地质钻探规程
DZ/T0148—94
18
国家
供水管井技术规范
GB50296-99
19
企业
北京市华清地热开发有限责任公司质量体系文件之作业文件《冷水井施工工艺流程》
BKJZ04
主要图集规范
序号
类别
图集名称
编号
1
地方
建筑构造通用图集
88J系列
2
地方
建筑电气通用图集
92DQ系列
3
国家
建筑电气安装工程施工图集
92DQ系列
4
地方
建筑设备安装施工图集
91SB系列
主要法律、法规
序号
类别
法规名称
编号
1
国家
中华人民共和国建筑法
2
国家
中华人民共和国环境保护法
3
国家
中华人民共和国劳动法
4
国家
中华人民共和国职业病防治法
5
国家
中华人民共和国合同法
6
国家
房屋建筑工程和市政基础设施工程实行见证取样和送检的规定
[2000]1211
7
地方
关于转发建设部《房屋建筑工程和市政基础设施工程实行见证取样和送检的规定》的通知
京建质[2000]578#
管材的选取
因本工程埋管在土壤1.5米深以下,一但将换热器埋入后,不可能进行维修或更换,这就要求保证埋入地下管材的化学性质稳定并且耐腐蚀。
根据地源热泵施工规范要求选择了高密度SDR11聚乙烯PE管,以PE80级聚乙烯材料制造的管材为主,额定承压能力为1.25MPa。
导热系数0.42W/m.k
PE管确定管径
在实际工程中确定管径必须满足两个要求:
(1)管道要大到足够保持最小输送功率(管道阻力最小);
(2)管道要小到足够使管道内保持紊流(流体的雷诺数Re达到3,000以上【9】)以保证流体与管道内壁之间的传热。
显然,上述两个要求相互矛盾,需要综合考虑。
施工工艺
1、钻进:
⑴、全孔用φ311mm牙轮钻头钻进至102左右,测井后再用φ450mm、φ650mm与φ800mm牙轮钻头扩孔至孔径φ800mm成孔。
⑵、详细记录钻进中漏水、掉块、塌孔、缩径等现象发生的时间、深度、层位及所采取的处理措施等。
⑶、钻进过程中对憋钻、跳钻等情况应认真记录时间、井深、层位、憋跳程度,做好地层方面的分析判断。
⑷、全井进行钻时录井。
循环液:
⑴、所使用循环液必须要保证正常钻进。
⑵、取水目的层钻进时应严防泥浆充填含水层。
⑶、在钻进过程中,特别在进入10m以下取水目的层钻进时,严格监视循环液的消耗、漏失变化情况,漏失部位、漏失量、速率、漏失前后泥浆性能变化等。
钻具组合
1、第1径钻具组合:
ф311mm钻头+ф203mm钻铤+ф178mm钻铤+ф159mm钻铤+121mm钻铤+ф89mm钻杆。
2、第2径钻具组合:
ф450mm钻头+ф203mm钻铤+ф178mm钻铤+ф159mm钻铤+ф121mm钻铤+ф89mm钻杆。
3、第3径钻具组合:
ф650mm钻头+ф203mm钻铤+ф178mm钻铤+ф159mm钻铤+ф121mm钻铤+ф89mm钻杆。
4、第4径钻具组合:
ф800mm钻头+ф203mm钻铤+ф178mm钻铤+ф159mm钻铤+ф121mm钻铤+ф89mm钻杆。
钻探技术要求:
钻井规程参数见表1
钻进规程参数表表1
井段
(m)
钻头
钻压
(吨)
转速
(r/min)
泥浆密度
总泵压(MPa)
排量
(L/s)
尺寸(mm)
0-130
ф311
4—6
65
1.10
5
20
0-130
ф450
4—6
65
1.10
5
20
0-130
ф650
8—10
65
1.05
5
20
0-130
ф800
8—10
65
1.05
5
20
钻进规程参数应根据实际钻遇地层岩性情况及时调整。
井斜
每百米井斜不大于1°。
井深要求
全孔深度误差不大于1‰。
井壁管、滤水管、封井止水、填料要求
1、φ377mm桥式滤水管必须下至对应的取水层位,防止地层中细颗粒物质进入。
2、封井部位要用优质的粘土球封井,确保填密、填实,防止地表水及浅层地下水渗入。
3、填料部位采用级配良好的水洗砾石填实。
4、第四系井下管完毕后应进一步冲孔,提倡动态填料,在一定条件下可采用静水填料法。
填料时严格遵守操作规范,把握好填料的速度、方式等,防止出现架空,砾料充填不密实等现象的发生。
井管材质要求
1、Φ377mm井壁管选用螺旋卷焊管,材质必须符合国家标准。
2、Φ377mm滤水管选用桥式滤水管,材质必须符合国家标准。
洗井
1)化学药品洗井,目的为裂解泥皮。
2)压风机洗井,目的是将井内杂物清出井外,部分破碎或全部破碎泥皮。
3)潜水泵抽水洗井。
抽水试验
1、抽水试验:
抽水实验是判定地下水储存状态、水头压力、富水性、流通性的最直接有效的方法。
用潜水泵做一个落程,动水位稳定时间不少于16小时;做一个水位恢复试验。
2、观测数据:
1)静水位
2)动水位
3)水温
4)水量
5)观测时间
3、提交试验资料:
1)抽水水位变化记录
2)水量记录
3)水温记录
4)恢复水位变化记录
5)抽水试验成果曲线图
水质检验及取样要求:
1)水质全分析样一个
2)用专用水样瓶取样
3)取样时须有备用样
序号
建筑面积(m2)
冬季
热负荷
温度(℃)
相对湿度(%)
热指标(W/m2)
热负荷(kW)
1
230
18~24
-
65
14.95
500
65
32.50
室内设计参数
房间名称
冬季
A声级噪声/dB
温度(℃)
相对湿度%
卧室
18~20
≥35
≤40
客厅
18~20
≥35
≤45
餐厅
18~20
≥35
≤45
住宅热负荷指标(W/㎡)40-70
水泵并联运行时,流量有所衰减;当并联台数超过3台时,衰减尤为厉害。
建议:
1.选用多台水泵时,要考虑流量的衰减,留有余量。
2.空调系统中水泵并联不宜超过3台,即进行水源热泵主机选择时也不宜超过三台。
软化水处理仪(钠离子交换器)(10000㎡以上建筑采用软化水处理)
软化水处理仪的选取:
根据系统水补水量选取,系统补水量一般为系统中总水容量的2%~3%确定,系统中水容量按照建筑面积每平方米1.3L计算;一般10000㎡建筑选取1m3/h处理量处理仪。
机房内辅助设备
水系统为一次泵二管制系统,循环水泵为两用一备。
系统水采用电子水处理仪,运行过程中补水由定压装置自动补水,井水系统设旋流除砂器除砂。
控制系统
采用彩色中文计算机和先进控制器组成的PLC分布式计算机尖端控制系统,中文菜单操作简单,可跟胡实际需求设定机器运行时间,运行时段和运行温度,整个机组机组既可模块化工作,又能集中控制,同时设有多种保护。
当一台压缩机出现故障时,进出机组的水温,循环水压力不足时,显示屏会自动显示和记录机组故障,对故障压缩机会自动保护,其它压缩机正常工作,并不影响空调系统整体效果,操作简便,可实现无人值守,只须定期检查。
1、以上报价不含土建等费用。
2、以上报价不含室内、外主机配电电缆线,配电需用户接至机房。
3、上述报价不含打井施工,室外机井水管线,潜水泵的购置及其控制费用。
4、地下水的处理拾按照常规情况设计,如水质特殊,可采用加板式换热器或特殊水质处理方式。
5、按地下水温12℃设计,井水量148m³/h。
根据我公司对各地区地下水回灌情况,建议打一眼水井配三眼回水井。
具体井眼数量根据贵处地下水源确定。
机组避振设计,确保机组低噪声,低振动
机组压缩机的下面设置弹簧或橡胶减振器,减振效率在85%以上,即振动传递率小于0.15,降低机组振动及系统振动,从而降低机组噪声。
机组系统所有的管道均有避振塑料管夹固定,避免因机组及系统振动而产生的噪声。
负荷计算
1#楼负荷计算
序号
户型
房间名称
面积(㎡)
设计冷负荷(w)
总冷负荷(kw)
设计热负荷(w)
总热负荷(kw)
备注
1
A-1户型
客厅
34.8
250
8.70
100
3.48
2
餐厅
22
300
6.60
100
2.20
3
厨房
7.5
250
1.88
100
0.75
4
卧室1
9.3
180
1.67
100
0.93
5
卧室2
17.5
180
3.15
100
1.75
6
卧室3
11.8
180
2.12
100
1.18
7
卧室4
18.2
180
3.28
100
1.82
8
书房
7.6
180
1.37
100
0.76
小计
128.7
28.77
12.87
标书需要分别计算负荷
管道安装设计要求
1)本工程用管子、管件、阀门必须有制造厂的制造许可证、合格证、材料质量证明书,其指标应符合相应国家标准,其型号规格应符合设计要求,在施工前应依设计图纸进行核对;
2)严格按设计及工艺要求,选择管道的支吊架形式,管道支吊架的形式、材质、加工尺寸、精度及焊接应符合S161《管道支吊架》中的要求。
为防止冷热桥产生,冷水管道同支吊架间加同保温层等厚的木托;
3)管道安装应横平竖直,成排安装的管道和阀件应在同一平面上,偏差不超过3mm,管道安装的座标和标高应符合设计要求;
4)管道坡度应根据设计要求设置;
5)法兰、焊缝及其他连接部件安装位置应方便检修,不得紧贴墙壁、楼板,并考虑保温操作方便。
管道的对接焊口或法兰接口必须避免与支吊架重合;
6)水平管道上的阀件手轮尽可能朝上安装,升降式止回阀、减压阀等必须安装在水平管道上。
输送液体的管道支管宜从下方或侧面接出;
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