供熱基礎(chǔ)知識

1、供熱基礎(chǔ)知識1、水和水蒸汽有哪些基本性質(zhì)?答：水和水蒸汽的基本物理性質(zhì)有：比重、比容、汽化潛熱、比熱、粘度、溫度、壓力、焓、熵等。水的比重約等于1(t/m3、kg/dm3、g/cm3)蒸汽比容是比重的倒數(shù)，由壓力與溫度所決定。水的汽化潛熱是指在一定壓力或溫度的飽和狀態(tài)下，水轉(zhuǎn)變成蒸汽所吸收的熱量，或者蒸汽轉(zhuǎn)化成水所放出的熱量，單位是：KJ/Kg。水的比熱是指單位質(zhì)量的水每升高1所吸收的熱量，單位是KJ/ Kg ，通常取4.18KJ。水蒸汽的比熱概念與水相同,但不是常數(shù)，與溫度、壓力有關(guān)。2、熱水鍋爐的出力如何表達(dá)?答：熱水鍋爐的出力有三種表達(dá)方式，即大卡/小時(shí)(Kcal/h)、噸/小時(shí)(t/h

2、)、兆瓦(MW)。(1)大卡/小時(shí)是公制單位中的表達(dá)方式，它表示熱水鍋爐每小時(shí)供出的熱量。(2)噸或蒸噸是借用蒸汽鍋爐的通俗說法，它表示熱水鍋爐每小時(shí)供出的熱量相當(dāng)于把一定質(zhì)量(通常以噸表示)的水從20加熱并全部汽化成蒸汽所吸收的熱量。(3)兆瓦(MW)是國際單位制中功率的單位，基本單位為W (1MW=106W)。正式文件中應(yīng)采用這種表達(dá)方式。三種表達(dá)方式換算關(guān)系如下：60萬大卡/小時(shí)(60104Kcal/h)1蒸噸/小時(shí)1t/h0.7MW3、什么是熱耗指標(biāo)?如何規(guī)定?答：一般稱單位建筑面積的耗熱量為熱耗指標(biāo)，簡稱熱指標(biāo)，單位w/m2,一般用qn表示，指每平方米供暖面積所需消耗的熱量。黃河流域

3、各種建筑物采暖熱指標(biāo)可參照表建筑物類型 非節(jié)能型建筑 節(jié)能型建筑居住區(qū) 5664 3848學(xué)?；?6080 5070辦公場所 6080 5570旅館 6070 5060食堂餐廳 115140 100130上表數(shù)據(jù)只是近似值，對不同建筑結(jié)構(gòu)，材料、朝向、漏風(fēng)量和地理位置均有不同，緯度越高的地區(qū)，熱耗指標(biāo)越高。4、如何確定循環(huán)水量?如何定蒸汽量、熱量和面積的關(guān)系?答：對于熱水供熱系統(tǒng)，循環(huán)水流量由下式計(jì)算：G=Q/c(tg-th)3600=0.86Q/(tg-th)式中：G - 計(jì)算水流量，kg/hQ - 熱用戶設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，Wc - 水的比熱，c=4187J/ kgotgth-設(shè)計(jì)供回水溫度，一般

4、情況下，按每平方米建筑面積22.5 kg/h估算。對汽動(dòng)換熱機(jī)組，由于供回水溫差設(shè)計(jì)上按20計(jì)算，故水量常取2.5 kg/h。采暖系統(tǒng)的蒸汽耗量可按下式計(jì)算：G=3.6Q/r + h式中：G - 蒸汽設(shè)計(jì)流量，kg/hQ - 供熱系統(tǒng)熱負(fù)荷，Wr - 蒸汽的汽化潛熱，KJ/ kgh - 凝結(jié)水由飽和狀態(tài)到排放時(shí)的焓差，KJ/ kg在青島地區(qū)作采暖估算時(shí)，一般地可按每噸過熱蒸汽供1.2萬平方米建筑。5、系統(tǒng)的流速如何選定?管徑如何選定?答：蒸汽在管道內(nèi)最大流速可按下表選取：單位：( m/s )蒸汽性質(zhì) 過熱蒸汽 飽和蒸汽公稱直徑200 80 60公稱直徑200 60 35蒸汽管徑應(yīng)根據(jù)流量、允許

5、流速、壓力、溫度、允許壓降等查表計(jì)算選取。6、水系統(tǒng)的流速如何選定?管徑如何選定?答：一般規(guī)定，循環(huán)水的流速在0.53之間，管徑越細(xì)，管程越長，阻力越大，要求流速越低。為了避免水力失調(diào)，流速一般取較小值，或者說管徑取偏大值，可參考下表：管徑 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80(m)流 速 (m/s) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9在選擇主管路的管徑時(shí)，應(yīng)考慮到今后負(fù)荷的發(fā)展規(guī)劃。7、水系統(tǒng)的空氣如何排除?存在什么危害?答：水系統(tǒng)的空氣一般通過管道布置時(shí)作成一定的坡度，在最高點(diǎn)外設(shè)排氣閥排出。排氣閥有手動(dòng)和自動(dòng)的兩種，管道坡度順向坡度為0

6、.003，逆向坡度為0.005。管道內(nèi)的空氣若不排出，會(huì)產(chǎn)生氣塞，阻礙循環(huán)，影響供熱。另外還會(huì)對管路造成腐蝕?？諝?進(jìn)入汽動(dòng)加熱器會(huì)破壞工作狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)造成事故。8、系統(tǒng)的失水率和補(bǔ)水率如何定?失水原因通常為何?答：按照城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：閉式熱力網(wǎng)補(bǔ)水裝置的流量，應(yīng)為供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的2%，事故補(bǔ)水量應(yīng)為供熱循環(huán)流量的4%。失水原因：管道及供熱設(shè)施密封不嚴(yán)，系統(tǒng)漏水;系統(tǒng)檢修放水;事故冒水;用戶偷水;系統(tǒng)泄壓等。9、水系統(tǒng)的定壓方式有幾種?分別是如何實(shí)現(xiàn)定壓的?系統(tǒng)的定壓一般取多少?答：熱水供熱系統(tǒng)定壓常見方式有：膨脹水箱定壓、普通補(bǔ)水泵定壓、氣體定壓罐定壓、蒸汽定壓、補(bǔ)水泵變頻調(diào)速定壓

7、、穩(wěn)定的自來水定壓等多種補(bǔ)水定壓方式。采用混合式加熱器的熱水系統(tǒng)應(yīng)采用溢水定壓形式。(1)膨脹水箱定壓：在高出采暖系統(tǒng)最高點(diǎn)2-3米處，設(shè)一水箱維持恒壓點(diǎn)定壓的方式稱為膨脹水箱定壓。其優(yōu)點(diǎn)是壓力穩(wěn)定不怕停電;缺點(diǎn)是水箱高度受限，當(dāng)最高建筑物層數(shù)較高而且遠(yuǎn)離熱源，或?yàn)楦邷厮釙r(shí)，膨脹水箱的架設(shè)高度難以滿足要求。(2)普通補(bǔ)水泵定壓：用供熱系統(tǒng)補(bǔ)水泵連續(xù)充水保持恒壓點(diǎn)壓力固定不變的方法稱為補(bǔ)水泵定壓。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、投資少，便于操作。缺點(diǎn)是怕停電和浪費(fèi)電。(3)氣體定壓罐定壓：氣體定壓分氮?dú)舛▔汉涂諝舛▔簝煞N，其特點(diǎn)都是利用低位定壓罐與補(bǔ)水泵聯(lián)合動(dòng)作，保持供熱系統(tǒng)恒壓。氮?dú)舛▔菏窃诙▔?/p>

8、罐中灌充氮?dú)??？諝舛▔簞t是灌充空氣，為防止空氣溶于水腐蝕管道，常在空氣定壓罐中裝設(shè)皮囊，把空氣與水隔離。氣體定壓供熱系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行安全可靠，能較好地防止系統(tǒng)出現(xiàn)汽化及水擊現(xiàn)象;其缺點(diǎn)是：設(shè)備復(fù)雜，體積較大，也比較貴，多用于高溫水系統(tǒng)中。(4)蒸汽定壓：蒸汽定壓是靠鍋爐上鍋筒蒸汽空間的壓力來保證的。對于兩臺以上鍋爐，也可采用外置膨脹罐的蒸汽定壓系統(tǒng)。另外，采用淋水式加熱器和本公司生產(chǎn)的汽動(dòng)加熱器也可以認(rèn)為是蒸汽定壓的一種。蒸汽定壓的優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)簡單，投資少，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。其缺點(diǎn)是：用來定壓的蒸汽壓力高低取決于鍋爐的燃燒狀況，壓力波動(dòng)較大，若管理不善蒸汽竄入水網(wǎng)易造成水擊。(5)補(bǔ)水泵變頻調(diào)速定壓：

9、其基本原理是根據(jù)供熱系統(tǒng)的壓力變化改變電源頻率，平滑無級地調(diào)整補(bǔ)水泵轉(zhuǎn)速而及時(shí)調(diào)節(jié)補(bǔ)水量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)恒壓點(diǎn)的壓力恒定。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：省電，便于調(diào)節(jié)控制壓力。缺點(diǎn)是：投資大，怕停電。(6)自來水定壓：自來水在供熱期間其壓力滿足供熱系統(tǒng)定壓值而且壓力穩(wěn)定?？砂炎詠硭苯咏釉诠嵯到y(tǒng)回水管上，補(bǔ)水定壓。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，簡單、投資和運(yùn)行費(fèi)最少;其缺點(diǎn)是：適用范圍窄，且水質(zhì)不處理直接供熱會(huì)使供熱系統(tǒng)結(jié)垢。(7)溢水定壓形式有：定壓閥定壓、高位水箱溢水定壓及倒U型管定壓等。運(yùn)行中，系統(tǒng)的最高點(diǎn)必然充滿水且有一定的壓頭余量，一般取4m左右。由于系統(tǒng)大都是上供下回，且供程阻力遠(yuǎn)小于回程阻力，因此

10、，運(yùn)行時(shí)，最高點(diǎn)的壓頭高于靜止時(shí)壓頭。因此，靜態(tài)定壓值可適當(dāng)?shù)鸵恍?，一般?4m為宜。最大程度地降低定壓壓值，是為了充分利用蒸汽的做功能力。10、運(yùn)行中如何掌握供回水溫度?我國采暖系統(tǒng)供回水溫差通常取多少?答：我國采暖設(shè)計(jì)沿用的規(guī)定：供水溫度95，回水溫度70，溫差為25。但近年來，根據(jù)國內(nèi)外供熱的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，供回水溫度及溫差有下降趨勢，設(shè)計(jì)供回水溫度有取80/60，溫差20的。11、什么是比摩阻?比摩阻系數(shù)通常選多少?水系統(tǒng)的總阻力一般在什么范圍?其中站內(nèi)、站外各為多少?答：單位長度的沿程阻力稱為比摩阻。一般情況下，主干線采取3070Pa/m，支線應(yīng)根據(jù)允許壓降選取，一般取60120Pa/m，

11、不應(yīng)大于300 Pa/m。一般地，在一個(gè)5萬m2的供熱面積系統(tǒng)中，供熱系統(tǒng)總阻力20 25m水柱，其中用戶系統(tǒng)阻力24m，外網(wǎng)系統(tǒng)阻力48m水柱，換熱站管路系統(tǒng)阻力815m水柱。12、熱交換有哪幾種形式?什么是換熱系數(shù)?面式熱交換器的主要熱交換形式是什么?答：熱交換(或者說傳熱)有三種形式：導(dǎo)熱、對流和輻射。對面式熱交換器來說，換熱的主要形式是對流和導(dǎo)熱，對流換熱量的計(jì)算式是：Q=A(t2-t1)，導(dǎo)熱換熱量的計(jì)算式是：Q=(/)A(t2-t1)。在面式熱交換器中的傳熱元件兩側(cè)都發(fā)生對流換熱，元件體內(nèi)發(fā)生導(dǎo)熱。13、面式熱交換器有哪些形式?其原理、優(yōu)缺點(diǎn)各為何?答：面式熱交換器的主要形式有：管

12、殼式換熱器、板式換熱器、熱管式換熱器等。它可細(xì)分成很多形式，其共同的缺點(diǎn)：體積大，占地大、投資大，熱交換效率低(與混合式比較)，壽命短;它們的優(yōu)點(diǎn)是凝結(jié)水水質(zhì)污染輕，易于回收。14、普通的混合式熱交換器有什么缺點(diǎn)?答：普通的混合式熱交換器，蒸汽從其側(cè)面進(jìn)入，水循環(huán)完全靠電力實(shí)現(xiàn)，它雖具有體積小、熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，但存在下列缺點(diǎn)：1、 不節(jié)電，任何情況下都不能缺省循環(huán)水泵;2、 不穩(wěn)定，當(dāng)進(jìn)汽壓力較低，或進(jìn)水壓力較高時(shí)，皆會(huì)出現(xiàn)劇烈的振動(dòng)和噪聲;3、同樣，也存在凝結(jié)水回收難的問題。15、供熱系統(tǒng)常用到哪幾種閥門，各有什么性能?答：供熱系統(tǒng)常用到的閥門有：截止閥、閘閥(或閘板閥)、蝶閥、球閥、逆止閥

13、(止回閥)、安全閥、減壓閥、穩(wěn)壓閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥及多種自力式調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。其中截止閥：用于截?cái)嘟橘|(zhì)流動(dòng)，有一定的節(jié)調(diào)性能，壓力損失大，供熱系統(tǒng)中常用來截?cái)嗾羝牧鲃?dòng)，在閥門型號中用J表示截止閥閘閥：用于截?cái)嘟橘|(zhì)流動(dòng)，當(dāng)閥門全開時(shí)，介質(zhì)可以象通過一般管子一樣，通過，無須改變流動(dòng)方向，因而壓損較小。閘閥的調(diào)節(jié)性能很差，在閥門型號中用Z表示閘閥。逆止閥：又稱止回閥或單向閥，它允許介質(zhì)單方向流動(dòng)，若閥后壓力高于閥前壓力，則逆止閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。逆止閥的型式有多種，主要包括：升降式、旋啟式等。升降式的閥體外形象截止閥，壓損大，所以在新型的換熱站系統(tǒng)中較少選用。在閥門型號中用H表示。蝶閥：靠改變閥瓣的

14、角度實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和開關(guān)，由于閥瓣始終處于流動(dòng)的介質(zhì)中間，所以形成的阻力較大，因而也較少選用。在閥門型號中用D表示。安全閥：主要用于介質(zhì)超壓時(shí)的泄壓，以保護(hù)設(shè)備和系統(tǒng)。在某些情況下，微啟式水壓安全閥經(jīng)過改進(jìn)可用作系統(tǒng)定壓閥。安全閥的結(jié)構(gòu)形式有很多，在閥門型號中用Y表示。16、除污器有什么作用?常安裝于系統(tǒng)的什么部位?答：除污器的作用是用于除去水系統(tǒng)中的雜物。站內(nèi)除污器一般較大，安裝于汽動(dòng)加熱器之前或回水管道上，以防止雜物流入加熱器。站外入戶井處的除污器一般較小，常安裝于供水管上，有的系統(tǒng)安裝，有的系統(tǒng)不安裝，其作用是防止雜物進(jìn)入用戶的散熱器中。新一代的汽動(dòng)加熱器自帶有除污器。17、有時(shí)候發(fā)現(xiàn)有的用戶

15、暖氣片熱而有的不熱，何故?如何解決?答：這叫作系統(tǒng)水力失調(diào)，導(dǎo)致的原因較復(fù)雜，大致有如下原因：(1)管徑設(shè)計(jì)不合理，某些部位管徑太細(xì);(2)有些部件阻力過大，如閥門無法完全開啟等;(3)系統(tǒng)中有雜物阻塞(4)管道坡度方向不對等原因使系統(tǒng)中的空氣無法排除干凈;(5)系統(tǒng)大量失水;(6)系統(tǒng)定壓過低，造成不滿水運(yùn)行;(7)循環(huán)水泵流量，揚(yáng)程不夠;要解決系統(tǒng)失調(diào)問題，首先要查明原因，然后采取相應(yīng)措施18、汽暖和水暖各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?答：汽暖系統(tǒng)雖有投資省的優(yōu)點(diǎn)，但能源浪費(fèi)太大，據(jù)權(quán)威部門測算，汽暖比水暖多浪費(fèi)能源約30%，因此近年汽暖方式正逐步被淘汰。汽暖浪費(fèi)能源主要表現(xiàn)在：(1)國內(nèi)疏水器質(zhì)量不過關(guān)

16、，使用壽命短，性能差，汽水一塊排泄;(2)管系散熱量大，除工作溫度高的原因外，保溫破壞，不及時(shí)維修也是原因之一;(3)系統(tǒng)泄漏嚴(yán)重，同樣的泄漏面積，蒸汽帶出的熱量比水大得多。汽暖除了不經(jīng)濟(jì)之外，還不安全，易發(fā)生人員燙傷和水擊暴管事故。很多系統(tǒng)運(yùn)行中伴隨有振動(dòng)和水擊聲，影響人的工作和休息。另外，汽暖房間空氣干燥，讓人感到不舒適。 水暖系統(tǒng)雖適當(dāng)增加了投資，但克服了上述弊端。一、采暖循環(huán)水量與室內(nèi)系統(tǒng)的關(guān)系在以往的供熱系統(tǒng)中，由于缺少簡便易行的流量測試手段和可靠的流量控制元件，對于一個(gè)系統(tǒng)而言，需要多少流量才能保證供熱的要求，我們沒有一個(gè)明確的數(shù)字;對于一個(gè)熱用戶而言，需要多少流量才能保證供熱的要

17、求，我們也沒有一個(gè)明確的數(shù)字。近幾年，不少供熱系統(tǒng)中使用了廊坊市愛能供熱設(shè)有限公司生產(chǎn)的“愛能牌”自立式流量控制閥，依靠該閥可靠的質(zhì)量和優(yōu)異的流量控制性能，有效地控制循環(huán)水量，即解決了供熱系統(tǒng)的平衡問題，又為我們正確的認(rèn)識循環(huán)水量提供了有力的依據(jù)。在十幾年數(shù)百個(gè)供熱單位的供熱實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)不同的室內(nèi)系統(tǒng)對于循環(huán)水量的要求是不同的。一) 傳統(tǒng)的上給下回式室內(nèi)系統(tǒng)所需流量最少上給下回式系統(tǒng)在我國屬于主流的室內(nèi)系統(tǒng)，即使在很多地區(qū)進(jìn)行大量的分戶改造的今天，這種系統(tǒng)的數(shù)量依然很多。對于這種系統(tǒng)，按供熱面積進(jìn)行計(jì)算，每平方米需要3公斤左右的循環(huán)水量，就可以滿足供熱的需要。對于比較寒冷的地區(qū)或者是室內(nèi)系

18、統(tǒng)的垂直失調(diào)解決得不是很好的地區(qū)，循環(huán)量要大一點(diǎn)，對于不太寒冷的地區(qū)或者是室內(nèi)系統(tǒng)的垂直失調(diào)解決得比較好的地區(qū)，循環(huán)量可以小一點(diǎn)，變化的幅度可以在2.7-3.3之間。如哈爾濱市“哈飛”后勤處，2001年使用我公司的自立式流量控制閥，循環(huán)水量每平米3公斤，供暖效果良好。二)原有住房改造的一戶一環(huán)單管串聯(lián)系統(tǒng)改造的一戶一環(huán)單管串聯(lián)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)由于原設(shè)計(jì)時(shí)自頂樓至一樓是按溫降理論進(jìn)行的設(shè)計(jì)，按每層散熱器的不同進(jìn)口溫度配置的散熱器，而進(jìn)行一戶一環(huán)的改造時(shí)，散熱器還是原來的配置。在實(shí)際供熱運(yùn)行時(shí)，每層的散熱器進(jìn)口溫度都是相同的，由此造成了底層用戶比高層用戶熱得多的現(xiàn)象。對于這種系統(tǒng)，按同一進(jìn)口溫度統(tǒng)一

19、配置各樓層的散熱器是最好的解決辦法。但是，最好的辦法不一定是可行的辦法，由于資金和改造難度的問題，這個(gè)辦法不可行。那么只有靠增大流量來解決，根據(jù)這幾年的經(jīng)驗(yàn)，對于原有住房改造的一戶一環(huán)單管串聯(lián)系統(tǒng)，循環(huán)水量一般4公斤左右，就可以滿足供熱的需要。對于比較寒冷的地區(qū)或者是室內(nèi)系統(tǒng)的水平失調(diào)解決得不是很好的地區(qū)，循環(huán)量要大一點(diǎn)，對于不太寒冷的地區(qū)或者是室內(nèi)系統(tǒng)的水平失調(diào)解決得比較好的地區(qū)，循環(huán)量可以小一點(diǎn)，變化的幅度可以在3.5-4.5之間。如沈陽市東陵區(qū)供熱公司，2001年使用我公司的自立式流量控制閥，流量設(shè)定為每平米3公斤時(shí)，效果略差，02年將流量設(shè)定為每平米3.5公斤，達(dá)到供熱的要求。三)新建

20、的一戶一環(huán)系統(tǒng)新建的一戶一環(huán)系統(tǒng)，不論是單管式水平串聯(lián)系統(tǒng)，還是雙管式系統(tǒng)，由于按溫降理論進(jìn)行了合理的計(jì)算，散熱器的配置是經(jīng)過嚴(yán)格設(shè)計(jì)的，所以其循環(huán)水量也比較低，根據(jù)這幾年的經(jīng)驗(yàn)，一般設(shè)定為每平米3.3公斤循環(huán)水量，就可以滿足供熱的需要。對于比較寒冷的地區(qū)或者是室內(nèi)系統(tǒng)的水平失調(diào)解決得不是很好的地區(qū)，循環(huán)量要大一點(diǎn)，對于不太寒冷的地區(qū)或者是室內(nèi)系統(tǒng)的水平失調(diào)解決得比較好的地區(qū)，循環(huán)量可以小一點(diǎn)，變化的幅度可以在每平米3-3.5公斤之間。如吉林省城建物業(yè)公司，2002年使用我公司的自立式流量控制閥，流量設(shè)定為每平米3.5公斤時(shí)，效果很好，04年將流量設(shè)定為每平米3.3公斤，供暖也比較正常。對于傳

21、統(tǒng)的上給下回式室內(nèi)系統(tǒng)，根據(jù)文中推薦的每平米3公斤的循環(huán)水量，多數(shù)情況下都能滿足供暖需要，對于原有住房改造的一戶一環(huán)單管串聯(lián)系統(tǒng)和新建的一戶一環(huán)系統(tǒng)，由于地區(qū)不同和設(shè)計(jì)上的不同，建議先根據(jù)文中推薦的流量值進(jìn)行設(shè)定，觀察一段時(shí)間效果，然后再確定增加或者減小流量，并以此為依據(jù)，制定今后本地區(qū)的循環(huán)流 。二、地源熱泵的埋管1 土壤源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要步驟(1)建筑物冷熱負(fù)荷及冬夏季地下?lián)Q熱量計(jì)算建筑物冷熱負(fù)荷計(jì)算與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)冷熱負(fù)荷計(jì)算方法相同，可參考有關(guān)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊，在此不再贅述。冬夏季地下?lián)Q熱量分別是指夏季向土壤排放的熱量和冬季從土壤吸收的熱量。可以由下述公式 2計(jì)算：kW (1)kW (

22、2)其中 Q1夏季向土壤排放的熱量，kWQ1夏季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷，kWQ2冬季從土壤吸收的熱量，kWQ2冬季設(shè)計(jì)總熱負(fù)荷，kWCOP1設(shè)計(jì)工況下水源熱泵機(jī)組的制冷系數(shù)COP2設(shè)計(jì)工況下水源熱泵機(jī)組的供熱系數(shù)一般地，水源熱泵機(jī)組的產(chǎn)品樣本中都給出不同進(jìn)出水溫度下的制冷量、制熱量以及制冷系數(shù)、供熱系數(shù)，計(jì)算時(shí)應(yīng)從樣本中選用設(shè)計(jì)工況下的 COP1、COP2 。若樣本中無所需的設(shè)計(jì)工況，可以采用插值法計(jì)算。( 2)地下熱交換器設(shè)計(jì)這部分是土壤源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，主要包括地下熱交換器形式及管材選擇，管徑、管長及豎井?dāng)?shù)目、間距確定，管道阻力計(jì)算及水泵選型等。( 3)其它2 地下熱交換器設(shè)計(jì)2.1 選擇熱

23、交換器形式2.1.1 水平(臥式)或垂直(立式)在現(xiàn)場勘測結(jié)果的基礎(chǔ)上，考慮現(xiàn)場可用地表面積、當(dāng)?shù)赝寥李愋鸵约般@孔費(fèi)用，確定熱交換器采用垂直豎井布置或水平布置方式。盡管水平布置通常是淺層埋管，可采用人工挖掘，初投資一般會(huì)便宜些，但它的換熱性能比豎埋管小很多，并且往往受可利用土地面積的限制，所以在實(shí)際工程中，一般采用垂直埋管布置方式。根據(jù)埋管方式不同，垂直埋管大致有 3種形式：(1)U型管(2)套管型(3)單管型。套管型的內(nèi)、外管中流體熱交換時(shí)存在熱損失。單管型的使用范圍受水文地質(zhì)條件的限制。U型管應(yīng)用最多，管徑一般在50mm以下，埋管越深，換熱性能越好，資料表明：最深的U型管埋深已達(dá)180m。

24、U型管的典型環(huán)路有3種，其中使用最普遍的是每個(gè)豎井中布置單U型管。2.1.2 串聯(lián)或并聯(lián)地下熱交換器中流體流動(dòng)的回路形式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種，串聯(lián)系統(tǒng)管徑較大，管道費(fèi)用較高，并且長度壓降特性限制了系統(tǒng)能力。并聯(lián)系統(tǒng)管徑較小，管道費(fèi)用較低，且常常布置成同程式，當(dāng)每個(gè)并聯(lián)環(huán)路之間流量平衡時(shí)，其換熱量相同，其壓降特性有利于提高系統(tǒng)能力。因此，實(shí)際工程一般都采用并聯(lián)同程式。結(jié)合上文，即常采用單 U型管并聯(lián)同程的熱交換器形式。2.2 選擇管材一般來講，一旦將換熱器埋入地下后，基本不可能進(jìn)行維修或更換，這就要求保證埋入地下管材的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定并且耐腐蝕。常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中使用的金屬管材在這方面存在嚴(yán)重不足，且需要埋

25、入地下的管道的數(shù)量較多，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用價(jià)格較低的管材。所以，土壤源熱泵系統(tǒng)中一般采用塑料管材。目前最常用的是聚乙烯( PE)和聚丁烯(PB)管材，它們可以彎曲或熱熔形成更牢固的形狀，可以保證使用50年以上;而PVC管材由于不易彎曲，接頭處耐壓能力差，容易導(dǎo)致泄漏，因此，不推薦用于地下埋管系統(tǒng)。2.3 確定管徑在實(shí)際工程中確定管徑必須滿足兩個(gè)要求：(1)管道要大到足夠保持最小輸送功率;(2)管道要小到足夠使管道內(nèi)保持紊流以保證流體與管道內(nèi)壁之間的傳熱。顯然，上述兩個(gè)要求相互矛盾，需要綜合考慮。一般并聯(lián)環(huán)路用小管徑，集管用大管徑，地下熱交換器埋管常用管徑有20mm、25mm、32mm、40mm、

26、50mm，管內(nèi)流速控制在1.22m/s以下,對更大管徑的管道，管內(nèi)流速控制在2.44m/s以下或一般把各管段壓力損失控制在4mH2O/100m當(dāng)量長度以下。2.4 確定豎井埋管管長地下熱交換器長度的確定除了已確定的系統(tǒng)布置和管材外，還需要有當(dāng)?shù)氐耐寥兰夹g(shù)資料，如地下溫度、傳熱系數(shù)等。文獻(xiàn) 2介紹了一種計(jì)算方法共分9個(gè)步驟, 很繁瑣，并且部分?jǐn)?shù)據(jù)不易獲得。在實(shí)際工程中，可以利用管材“換熱能力”來計(jì)算管長。換熱能力即單位垂直埋管深度或單位管長的換熱量，一般垂直埋管為70110W/m(井深)，或3555W/m(管長)，水平埋管為2040W/m(管長)左右3。設(shè)計(jì)時(shí)可取換熱能力的下限值，即35W/m(管長)，具體計(jì)算公式如下：(3) 其中 Q1豎井埋管總長，mL 夏季向土壤排放的熱量，kW分母“35”是夏季每m管長散熱量，W/m2.5 確定豎井?dāng)?shù)目及間距國外，豎井深度多數(shù)采用 50100m，設(shè)計(jì)