地源热泵问题
jr7337
jr7337 Lv.2
2007年02月05日 17:02:00
来自于热泵工程
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现有北京的一个地源热泵实例,机组制热量为21kw,地埋部分为9眼井,井深40米,井距3.5米,机组水源侧水量3.6米立方/小时,地埋管为单U,每3眼井先串连,在3组并连,实际运行时水源侧压差为1公斤左右,水泵选型为Q=5T/h,扬程为17米,查水泵的特性曲线在在10米水头损失时,水泵的流量为5.5吨,经计算管道内的流速>0.6米,现运行的问提是:当负载侧开启8KW的盘管,负载侧水温可以达到40度,水源侧水温为5度/3度,若负载侧全部开启,则负载侧水温不能生上去,为25度左右,而水源侧的水温很快下降到2度/0度,现分析应该是井数不够,计算时按每米井深换热量为50W,看来在北京地区冬季每米井的换热量不能达到50W,应该为30W,现准备增加井数,在完成后在看效果.

现有北京的一个地源热泵实例,机组制热量为21kw,地埋部分为9眼井,井深40米,井距3.5米,机组水源侧水量3.6米立方/小时,地埋管为单U,每3眼井先串连,在3组并连,实际运行时水源侧压差为1公斤左右,水泵选型为Q=5T/h,扬程为17米,查水泵的特性曲线在在10米水头损失时,水泵的流量为5.5吨,经计算管道内的流速>0.6米,现运行的问提是:当负载侧开启8KW的盘管,负载侧水温可以达到40度,水源侧水温为5度/3度,若负载侧全部开启,则负载侧水温不能生上去,为25度左右,而水源侧的水温很快下降到2度/0度,现分析应该是井数不够,计算时按每米井深换热量为50W,看来在北京地区冬季每米井的换热量不能达到50W,应该为30W,现准备增加井数,在完成后在看效果.
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jr7337
2007年02月08日 11:57:47
2楼
希望有经验的人提供些参考意见
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rqb1190@co163
2007年02月09日 08:35:56
3楼
1.什么牌子的机组,多大的面积.可能机组配小了,孔打少了.
2.地源侧进水温度低于6度必须加防冻液.
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sxk_ca
2007年02月09日 11:00:38
4楼
有些数据想确认一下:
(1) 地埋管径为多大,由该管径可得出地埋管内流量(立方米/秒),请确定该水流是否达到紊流状态(雷诺数>2500)

?)单回路240米太长了,要选取很大泵才能满足系统要求,系统效率降低。关于单回路长度问题,请参阅本人的论坛帖子:http://www.eta-ca.com/bbs/forum_posts.asp?TID=221 (本人维护,免费注册)。
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jr7337
2007年02月09日 12:59:22
5楼
机组是美意的,标称制冷量为17.2KW,制热量21KW,供暖面积约为180平米,地埋管为dn=32mm,井深40米,每3口井串连,在3组并和连,水平管为dn=65mm,长度为20米,源水侧的水泵为:扬程17米,流量5吨,功率530W.负载侧的水泵与源水侧相同.负载侧盘管为三台,2台7KW,1台5.4KW,(标称制冷量).记算的过程如下:
1)负载侧
现管路长为100m. 摩阻系数取200pa/m.
则:管路沿程损失为:100x200=20kpa=2m.
局部损失取沿程的30%.
则:局部损失为:2x0.3=0.6m.
机组压降为1.7m. 风机盘管压降为4m.
则:总的系统损失为:2m+0.6m+1.7m+4m=8.3m.

则水泵选型为:扬程H=8.3x1.1=9.1m.(考虑10%的余量)
流量Q=3t/h.
选格兰富UPS 32-120型泵,
功率为:250W.(H=9.1m,Q=3t/h,运行功率240W)


2)水源侧:
每眼3井串连,井内管道长240m. 水平管道长40m.
沿程损失:280x200=56kpa=5.6m
局部损失取沿程损失的30%:5.6x0.3=1.68m
机组压降为2.3m.
则总水头损失为:(5.6+1.68+2.3)=9.58X1.1=10.5m(考虑10%的余量)
机组标称水量3.62t/h. 选格兰富CH4-20型泵
查此泵的特性曲想线得知:扬程10.5m时的流量为5.5t/h.
验算管道内的流速:管径为32mm,内径约为25mm. 每3眼井串连,在3组并连,则管道截面积为:
s=0.0005x3=0.0015米平方.
Q=5.5t/h=0.00153t/s,
则V=Q/S=0.00153/0.0015=1.02m/s

则水泵选型:扬程:H=9.58x1.1=10.5m
流量:Q=5.4t/s选格兰富CH4-20型泵
功率为:530W. (H=10.5m,Q=5.5t/h,运行功率420W)

从运行的情况来看,水泵两侧的压差为1公斤左右,基本与记算结果一样.


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sxk_ca
2007年02月10日 09:13:36
6楼
本人试算了一下水源侧的阻力损失,结果如下:
======================================
支路阻力损失:
标称管径:1 1/4 In.
管材:SDR11
管内径:1.38 In.
防冻液:体积比为1:4(20%甲醇水溶液) (冻结温度:15F)
为使管内流体达到紊流状态,经计算(雷诺数大于2500)所得管内流量至少为:3.8 GPM
单回路管长:787 ft (240米)
单回路沿程阻力为:3.25 Ft

水平干管阻力损失:
标称管径:2.5 In.
管材:SDR11
管内径:2.29 In.
防冻液:体积比为1:4(20%甲醇水溶液) (冻结温度:15F)
共有三个支路,所以干管内流量为:3X3.8=11.4 GPM
干管长:131 ft (40米)
干管沿程阻力为:0.33 Ft
机组压降:7.5 Ft

总水头压降: (3.25+0.33+7.5)X1.15 = 13 Ft = 4 米
===============================================================================
感觉你选的水泵过大,这也有可能造成水源侧温差小。不过,这样做只会影响系统效率,不应影响制热效果。我建议你实测一下热泵进出口的流速与温差,然后通过阀门的调解,将热泵运行在高效状态下(对照流量与温差)。流速如果过快,热泵制热效率会降低。
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jr7337
2007年02月28日 13:29:43
7楼
机组标称水量3.62t/h. 选格兰富CH4-20型泵
查此泵的特性曲想线得知:扬程10.5m时的流量为5.5t/h.
验算管道内的流速:管径为32mm,内径约为25mm. 每3眼井串连,在3组并连,则管道截面积为:
s=0.0005x3=0.0015米平方.
Q=5.5t/h=0.00153t/s,
则V=Q/S=0.00153/0.0015=1.02m/s


6楼的朋友觉得泵选的过大,但从上那个面的计算得知管道内的流速为1.02m/s,这个流速大吗?另外你计算出总水头压降为4米,是不是小了,我计算的结果是:
每眼3井串连,井内管道长240m. 水平管道长40m.
沿程损失:280x200=56kpa=5.6m
局部损失取沿程损失的30%:5.6x0.3=1.68m
机组压降为2.3m.
则总水头损失为:(5.6+1.68+2.3)=9.58X1.1=10.5m(考虑10%的余量)
这个结果和实计观查的基本一样.

你有什么建议,十分感谢.
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ltrlcjm
2007年03月02日 20:04:03
8楼
我觉得水力计算比较合理。
因冬季取热温差较夏季小,单U系统冬季取热量30~35w应该比较合理,如果说50w应该是夏季放热的数据。
不知你的工程地点,如果可能尽量深点,地温也可以高点对冬季取热有利。
一般地下15米附近接近当地年平均气温,往下才是升高的趋势。我们一般钻孔深度在100~150m。
qq470780243
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ttn_001
2007年03月02日 20:49:52
9楼
再增加7~9个孔,间距适当增加一点,应该问题不大.
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jr7337
2007年03月06日 13:42:50
10楼
谢谢你在网易暖通上给出建议,但我有个问题想请教,你说的单回路不能太长,否则运行效率太底,我的系统是1'的管路,按你表中所说高效率的最大回路长约为90米左右,但满足了这个条件就会造成管道内流速太小,这个问题怎么解决呢?谢谢. 1”

(2.54 cm)
150-300’

(45.7-91.4)

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jr7337
2007年03月06日 13:43:53
11楼
谢谢你在网易暖通上给出建议,但我有个问题想请教,你说的单回路不能太长,否则运行效率太底,我的系统是1'的管路,按你表中所说高效率的最大回路长约为90米左右,但满足了这个条件就会造成管道内流速太小,这个问题怎么解决呢?谢谢.
1”

(2.54 cm)
150-300’

(45.7-91.4)

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