暖通空调设计中遇到疑难问题及解决方法

更新时间:2024-02-25 作者:用户投稿原创标记本站原创
摘要:随着石油危机及能源危机的出现,在建筑中,节能环保低碳已经成为人们最为关注的一个问题。目前空调普遍应用,其对能源的消耗引起人们的关注。在这种形势下,人们把地源热泵应用于暖通空调的设计中,以实现建筑空调的节能环保,取得了很大的成功,但是在设计中也存在很多问题。本文对暖通空调设计中的这些问题加以阐述,并提出相应的解决方法。
关键词:暖通空调 地源热泵 设计问题解决方法
Abstract: With the advent of the oil crisis and energy crisis, in buildings, energy sing and environmentally friendly low-carbon has become an issue of most concern. This paper described these problems in the HVAC design, and the corresponding solution.Key words: HVAC; ground source heat pump; design issues; solution
近年来,由于矿物能在燃烧的过程会对生态环境有很大的污染,加上对这些能源的过分利用,能源危机严重,因此,在建筑生产中,节能与环保成了备受关注的问题。随着工业化的发展,建筑空调耗能已经成为一个能量消耗的主要组成部分。改革开放以来,我国居民的空调配置有一定的普及,如上海空调的普及率达到了50%以上,我们在为我国经济实力赞叹的同时,也对我国的能源有一种深深的危机感。能够设计出一种节能环保的空调系统,充分有效并合理的利用现有的各类能源,降低全球能耗,成为很多空调设计者追求的目标。
地源热泵在暖通空调中的应用与发展
鉴于上述的能源危机,我们一直寻找一种新型的能源,能够在暖通空调的设计中有效利用,以达到低碳节能的要求。地源管地源热泵是一种新型的节能环保技术,适用范围广泛,在上世纪的50年代,这种地源热泵技术在欧洲及美国掀起了研究的第一次。但是因为当时能源的还比较低廉,这种技术系统不经济,利润不高,没有得到广泛的推广,到了70年代,随着石油危机及环境的日益恶化,对地热这种新能源的研究又掀起了一个,并且在欧美这些发达国家,逐渐广泛应用。而这种技术在我国的发展是近几年才逐渐兴起,逐渐的引起人们的注意。近几年国内的许多专家开始研究这种技术。
地源热泵的工作原理
地源热泵因为其运费低廉,适用范围广泛,在节能及环保上效益明显,能够有效减少室内CO2的排放,提高能源的利用效率,是一种能够可持续发展的新型建筑节能技术。
我们都知道在自然环境里,水都是从高处流向低处,热量也是从高温处向低温处传递。而这种热泵是通过作功,能够让热量从温度低处向温度高处传递的一种装置。具体的工作原理是:用电能驱动压缩机,让工质能够循环反复流动,并不断产生物理相变的过程。能够在蒸发器装置气化吸热、并能够在冷凝器装置液化放热,使热量能不断地交换传递,通过相应的阀门切换,来达到机组能够制热(或制冷)的功能目的。

三、暖通空调设计中遇到的疑难问题及解决方法

毕竟这种技术在我国的发展是近几年才开始的,因此目前国内在把此技术应用于建筑空调的设计上,还存在很多的问题,值得我们去进一步研究。
1、土壤不同地层的热响应情况
因为地层结构在不同的地理位置往往不尽相同,土壤导热的系数也有一定的差别,这些因素使这种地源热泵的室外换热器的换热效果存在很大的差别。如果不具体考虑各地的具体情况,按照统一的标准设计安装,在具体应用的时候,使用效果会相差很多。而现在很多地方在具体的设计安装时,不考虑各地的具体情况,在设计的时候,忽略不同的流速下每延米具体孔深的换热量。或者考虑了这点,但是在计算的时候忽略季节及施工对孔深换热量的影响。还有些单位在设计的时候只是单纯的提供出每延米孔深的放热量及取热量,忽略相对应地埋管的进/出水的温度。这些设计中存在的问题,直接影响到了暖通空调的使用效果。
因此在具体设计的时候,我们一定要在设计前对相应地区进行相关的土壤热响应测试,按照相关的规定,记录完整的数据,根据这些相关参数,结合季节及施工的具体问题,综合的思考设计,只有这样全面考虑,才能够让地源热泵发挥出更大的功用。
土壤的热响应测试装置(如图1所示)一般都是由水泵、加热器、温度的传感器、U型地埋管的换热器、流量传感器及数据采集器等组成。在具体的测试时是将测试的换热器中的U型管与测试装置中的水路循环装置相链接,形成一个闭合环路,用加热器来加热循环水,让热水在地埋管中循环流动,通过换热孔及土壤的传热将这些热能释放到地下,并用数据采集器记录相应的进/出水的温度、加热功率及流量,以此来计算相应土壤的热力半径、热物性参数及取/放热量等参数。

在具体的计算设计时,我们一定要多思考,在热响应测试上多做些文章,考虑不同流速下每延米孔深的换热量,让测试与我们的整体设计相适应,在测试时尽量提供最全面的数据,提供不同流速下每延米孔深的换热量,以方便我们合理的设计地埋管的换热孔径及长度,计算经济流速。并且要具体参考实地的施工及季节因素,这样才能够让这种新型的能源发挥最大的作用。
2、注意土壤的冷热平衡
在保持土壤的冷热平衡上,现在国内有两种论点,有人认为,这种地源热泵的设计必须要保证土壤的冷热平衡,还要有相应的措施手段为保障。还有人认为,地源热泵利用的地热能量是一种可再生的能源,土壤的冷堆积能够由深层地热或地表的太阳摘自:写毕业论文经典的网站www.808so.com
能这些能量来补充,热堆积能够通过土壤、岩石间的传热或地下含水层的热迁移排散。因此不用进行相关的冷热平衡措施。
按照这两种观点进行设计,会有很大的偏颇。实际情况是怎样呢?我们知道地埋管的直埋管一般深度都在90-120米之间,其中60-90米的地埋管位于恒温层,30米位于外热层,在恒温层,地壳的热容量大,传热系数小,近依靠太阳的辐射及深层地热的传导来恢复土壤的温度,时间是非常缓慢的,至少需要几十年的光景。所以不采取冷热平衡措施是不可取的。不能使地热资源长期高效运行。所以我们在进行设计的时候一定要保证土壤冷热平衡,并且要考虑冬夏两季地下土壤的温度差异,及进口水温的差异,对地埋管进行设计。并对地埋管进行长期的研究观察,确保土壤的冷热平衡,以最大限度的保证此能源系统能够常年高效的发挥作用。
供暖及通风方面设计的不足
此外暖通空调在供暖及通风的设计上有的也存在很多的问题,如很多人员在设计图纸的时候遗漏了对入口装置的标注,并且在入口的数量上也多有出入,没有统一的模式,标注也不完备。给安装人员带来很大的不便。
在具体设计的时候,我们应该严格依照采暖通风与空气调节设计规范来设计暖通空调的热水采暖系统,在设计图纸上清晰标出热力装置的位置,并进行合理的设计。如果热力入口有多个,要分别注明各个单元热埋管的管径及相应的热负荷。热力入口的供水管道最好设置两级过滤器。一级为3.00mm孔径的粗过滤器,二级宜为60目的精过滤器,且回水管上宜设置滤网规格不小于60目的过滤器。并且在入户前的供回水支管上加装泄水旋塞,防止细砂拥堵,出现不热的问题。
总之,地源热泵作为一种新型的环保节能的低碳能源,已经逐渐被人们接受,我们一定要对其多进行研究,掌握其作用原理,在设计的时候严密思考,解决暖通空调在供暖季通风方面的不足,注意不同土壤的热响应情况,保持土壤的冷热平衡,这样综合考虑,缜密思维,才能够设计出最完美的方案,让这种新型的能源保持常年高效持续的发挥作用,为节能环保做出更大的贡献。

参考文献
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