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[word格式] 地热换热器循环液温度设定浅析.doc

[word格式] 地热换热器循环液温度设定浅析

Eric赵焕
2018-12-23 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《[word格式] 地热换热器循环液温度设定浅析doc》,可适用于社会民生领域

word格式地热换热器循环液温度设定浅析地热换热器循环液温度设定浅析年第期(总第期)节能ENERGYCONSERVATIoN地热换热器循环液温度设定浅析李玉杰,刁乃仁(山东建筑大学,山东济南)摘要:运用地热之星,DES软件,计算和模拟了济南地区某实际工程地源热泵系统循环液出口温度对年运行费用和埋管量的影响应用经济学动态分析法,比较直观地得出了济南地区地源热泵系统设计中最佳的出口温度范围关键词:地热换热器设计模拟经济性中图分类号:TU文献标识码:B文章编号:()引言近几年来,随着城市建设的规模和水平不断提高,地埋管地源热泵技术越来越受到人们的重视,国家也出台了相应的政策,推进该技术的推广与应用本文运用建筑环境设计模拟分析软件DeST,计算了济南某工程的逐日动态负荷,叠加为逐月负荷后,运用山东建筑大学地源热泵研究所自主研发的地热之星软件,进行了模拟和初步的分析与探索,利用ORINGIN软件,分析了地热换热器中循环液温度对单位孔深换热量,地埋管长度和压缩机耗功等的影响,得出济南地区循环液最佳的出口温度范围地热之星软件软件介绍山东建筑大学方舟地源热泵研究所在消化和吸收国外先进技术的基础上,结合自己在地埋管换热器传热模型理论上的研究成果,自主开发了竖直地埋管换热器设计与模拟软件地热之星该软件秉承了瑞典隆德大学(LundUniversity)开发的EDD程序和美国俄克拉荷马州立大学(OklahomaStateUniversity)开发的GLHEPRO程序所采用的叠加原理方法的基本思路软件的应用在进行设计和模拟计算前首先应确定该系统所需的设计参数地热换热器的描述()钻孔参数:包括钻孔的几何分布形式,钻孔半径,模拟计算所需要的钻孔深度,钻孔间距及回填材料的导热系数等()U型管参数:包括管材,公称外径,壁厚及两支管间距()岩土参数:包括岩土的热物性和当地岩土的平均温度()循环液参数:包括纯水或选定的某防冻液i热泵的描述热泵参数:部分热泵产品在循环液的不同入口温度时对应不同的制热量(或制冷量)及压缩机的功率i建筑物月负荷的描述逐月负荷参数:根据建筑环境设计模拟分析软件DeST确定建筑物的逐日负荷,叠加得出逐月负荷地源热泵模拟计算地热换热器的相关参数(见表i)表地埋管换热器的相关参数凝固点热容一,液氯化钠)比热容kJ’(‘)密度Agm,导热系数(m)循环液的总流量inh,B×一节能ENERGYC~NSERVATION年第期(总第期)结合冷热负荷相应时I司,进一步计算得知:热负=J十×E十×E()荷为kW,冷负荷为kW根据建筑物负荷选定热泵机组,查阅所选机组热泵机组的能耗模型性能参数表格,输人软件即可拟合得出:地热之星软件在数学模型方面有很大改进,在仅:,=c=,d=计算钻孔外热阻时采用了有限长线热源温度响应的,P:一,:,g:解析解,弥补了纯粹数值解的不足,计算更快捷,适h:,i=,,应性更强在计算钻孔内热阻时采用了准三维模型:,:的解析解,可计算单U和双U型管的钻孔,模型更式中:P一压缩机输出功率,kW精确,使用范围更广E一循环液进入热泵的温度,根据,热泵机组选取Trane,型号Q,一制冷量,kWWPUEH其能耗模型包括地热换热器出口温QhN~N,kW度和几个与机组性能相关的系数,分制冷和制热两模拟与分析种工况描述,软件中热泵机组的能耗模型公式如下根据济南地区的实际情况,循环液中拟添加防刺上LI:冻液氯化钠,其凝固点为一,循环液温度“十bxE十x七一()设定的最低温度至少应高于一通过表计Qf十P×E十厂×E()算可知,热负荷为kW,冷负荷为kW,冷制热上况卜:热悬殊通过地热之星,模拟时间设定为年Pg十h×E十×E()出口温度对埋管长度的影响(见表,图)表地热换热器不同出口温度对埋管长度的影响图埋管量随出口温度变化的曲线出口温度对初投资和运行费用的影响(见表,图)钻孔成本按元m进行折算(未包含地下换热器部分)济南地区电价按元kwh由表知:随着出口温度的提高,初投资明显减少,但由于热泵机组COP值变小,运行成本略微增加费用年值法的运用经济分析方法包括动态分析法和静态分析法两:兮鲫加:印年第期(总第期)节能ENERGYCONSERVATION旺枢廿图运行费用随出口温度变化的曲线种本文拟采用动态的分析法费用年值法费用年值是将方案计算期内不同时点发生的所有费用支出,按一定折现率换算成与其等值的等额支付序列年费用,用符号AW表示,即:Aw=×CC()式中:Aw一费用年值,万元C一初投资,包括设备购置费等,万元一利率,一般取一使用寿命,年C一年运行费用,万元地源热泵系统的使用寿命按O年计算,分别计算循环液不同出口温度时的费用年值,计算结果及变化曲线分别如表和图所示表出口温度对应的费用年值R趔抖暖警图费用年值随出口温度变化的曲线结论,()循环液温度的设定对地热换热器的单位孔深换热量和初投资都有很大影响最低温度变化的影响比较小然而最高温度的设定影响较大,如果增大,单位孔深换热量增大,所需埋管量就会减少,初投资减少如果减小,单位孑L深换热量减少,所需埋管量增加,初投资增加因此,实际设计计算时,适当增大最高温度或添加防冻剂,初投资节省效果比较可观()循环液出口温度的设定同时影响到热泵的效率夏季,出口温度高,热泵机组的能效比EER值降低,增加了运行费用冬季,添加防冻剂,出口温度可以适当降低,热泵机组的性能系数COP降低,运行费用增加()初投资与运行费用间是有矛盾的,循环液出口温度设定的高低,直接影响到初投资和运行费用的平衡济南地区主要以冷负荷设计为主,因此系统的经济性主要受夏季出口温度的影响,通过图可以看到,济南夏季最佳出口温度为,,与此对应的冬季出口温度为,O参考文献刁乃仁,方肇洪地埋管地源热泵技术M北京:高等教育出版社,曲云霞,张林华,方肇洪,等地源热泵名义工况探讨J西安建筑科技大学,,():,马最良,吕悦地源热泵系统设计与应用M北京:机械工业出版社,盛晓文供热技术经济学M哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,毛会敏,姚杨,马最良地埋管地源热泵地埋管换热器最佳出口温度的确定C年暖通空调年会文集,作者简介:李玉杰(一),男,山东荷泽人,在读硕士研究生,研究方向:建筑节能与能源利用收稿日期:修回日期:如勰跖趵

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