7.2 智能除霜
(1)除霜原理:
交替除霜功能
1.除霜条件:在机组风侧换热器有除霜感温探头,测得温度T。在制热模式下,当T 小于等于设定温度A时,开始计时;当计时大于等于除霜间隔时间(可以设置成20分钟至90分钟)且T小于等于设定温度B时,机组1开始除霜,四通阀换向,风机关闭;同上,机组2满足除霜条件式,机组2开始除霜。
2.交替除霜:当多个机组同时满足除霜条件时,系统机型交替除霜,比如:机组1除霜时,其他机组处于等待状态,即其他机组依然运行制热模式;机组1除霜结束后,机组2将进入除霜,除了机组2以外的其他机组依然运行制热模式。
3.除霜结束条件:当T大于等于15度时或除霜运行时间已等于除霜运行设置时间,或高压开关跳开,便退出除霜回到制热状态。
(2)手动除霜功能
1.在制热模式下,如果除霜未尽,可选择此功能。
2.手动除霜不判断除霜进入条件,各个机组执行交替除霜。
3.当满足除霜结束条件,便退出除霜回到制热状态。
水平管工艺流程:
确认放入U型管桩基位置——开挖时保护U型管,确定U型管换热器露出灌注桩切割处— —冲洗试压——测量、开挖横沟、布置水平管——水平管熔接、保压——系统试压——封口
①确认放入U型管桩基位置
在土建单位开外整体坑基时确定放入了U型管的灌注桩的位置,编号。
②开挖时保护U型管,确定U型管换热器露出灌注桩切割处
在土建单位开挖坑基,切割多余部分灌注桩时,应与土建单位协调配合,防止损坏U型管,确定U型管露出灌注桩切割处。
③冲洗检查
对每组灌注桩内的U型管进行冲洗,检查U型管是否完好。
④测量、开挖横沟、布置水平管
根据系统设计,分配每个回路上的所连接的U型管位置,确定水平管位置走向,开挖水平横沟,水平横管配管。
⑤水平管熔接、试压
按各回路连接各U型管,待该回路所有接口都熔接好后,在试验压力下,稳压至少30min,且无泄露。确定系统可靠性后回填该回路。
⑥检查井安装
按照检查井详图,在确定的检查井位置完成管路及阀件安装,安装完成后由土建单位砌筑检查井,做好检查井防水处理,并在底部设置排污管至集水井。
⑦系统试压
竖直和水平地埋管系统与环路集管装配完成后,回填前应进行水压试验,在试验压力下,稳压至少30min,且无泄露。
环路集管与机房集分水器连接完成后,回填前,应进行水压试验,,在试验压力下,稳压至少2h,且无泄漏。
⑧封口
在所有地埋管系统试压回填后,主管道接至机房内,留一法兰接口,封口,保压。
说明:
(1) 本示意图把施工全过程划分为几个主要施工阶段加以排列。
(2) 视施工条件的不同和变动,各施工阶段可以进行调整和交叉,有些地块暂不能进设备,需要管理人员根据现场情况合理调配、统一部署。
a.施工准备阶段
抓紧施工图纸深化设计,要求甲方组织好图纸会审。提出施工方法和现场临时工棚的搭设。按照本施工组织设计规定的时间,组织人员、施工机械和施工材料与设备进场。做好材料预算和技术交底,安全交底工作。
地源热泵空调机组是一种水冷式的供冷/供热机组。机组由封闭式压缩机、同轴套管式水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀(或毛细膨胀管)、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过虑器、安全控制等所组成。机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置,是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调机组。
原理
地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的中央空调系统。
在冬季,地源热泵系统通过埋在地下的封闭管道(称为环路)从大地收集自然界的热量,而后由环路中的循环水把热量带到室内。再由装在室内的地源热泵系统驱动的压缩机和热交换器把大地的能量集中,并以较高的温度释放到室内。
在夏季,此运行程序则相反,地源热泵系统将从室内抽出的多余
热量排入环路而为大地所吸收,使房屋得到供冷。尤如电冰箱那样,从冰箱内部抽出热量并将它排出箱外使箱内保持低温。
系统是由下列部分所组成:模块式地源热泵机组、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室内温控器等。
地源热泵机组采用标准构件,需要时各部件的修配和更换很方便。因为设计简单,并不需要高技术的操作工程人员的服务。需要经常保养的是空气过滤网和凝结水盘的清洁。
系统设计简单,灵活、安装快速。机组己在工厂组装好并自带温度控制装置,现场工作只是少量低压风管、电气连接装置和不需要保温的水管的连接。管道可采用钢管、铜管或塑料管。维修方便快捷,机组结构坚固,寿命长久。热泵机组的功率系数(COP)可达到4以上,即1千瓦电输入,有4千瓦多冷量输出的率。
优势
1. 地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和湖泊中的能量,循环再生,实现对建筑物的供暖和制冷。因而运行费用较低。
2. 地源热泵比风冷热泵节能40%,比电采暖节能70%。比燃气炉效率提高48%。所需电费制冷季比一般热泵空调减少50%。
运行的环境条件
1.与锅炉(电、燃料)供热系统相比,锅炉供热只能将90%以上的电能或70~90%的燃料内能为热量,供用户使用,地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。
2.地源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5~4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50~60%[13]。
运行费用分析:
以北京市的物价水平-天然气价1.90元/m3、电0.44元/kWh来比较[14]。如果利用天然气来采暖,天然气热值为33500kJ/m3,利用热效率90%计,则燃烧1m3可以获得热量为:Q=33500×0.9=30150kJ。
如果使用地热热泵,取COP=3.5,则获得同样的热量需要耗电量为:
W=Q/COP=30150/35=8614.3(kJ)=2.4(kWh)
费用比较可知:
热泵供暖电费=0.44(元/Kwh)×W=0.44×2.4=1.056(元)
而1m3的天然气费用=1.90(元)
因此,用地热热泵供暖(热)可减少运行费用:
y=(1.9-1.056)/1.9=44.4%
二、工程实例投资及经济性对比分析:
现在再来通过实例来比较以地源热泵为冷热源与常规冷热源的户式中央空调的经济性比较[15]:
表2 投资及经济性对比分析
系统类型 总投资(万元) 年运行费用(万元) 年节约运行费用(万元) 节约率
冷水机组加市政管网供热 8.4 1.6 0 0
地源热泵冷暖空调系统 10.1 0.7 0.9 56%
前景展望
在我国夏热冬冷地区及寒冷地区利用地源热泵可实现夏冬两季冷暖联供,其中有利的地区是夏热冬冷地区。这个地区年平均温度高,一般居住建筑均无集中供热系统供暖,而其气候特点是夏季炎热,湿度大;冬季阴冷潮湿,属我国居住热环境质量差的地区之一。该地区夏季供冷冬季供暖天数相当,同一地区地源热泵系统进行空调可以充分发挥地下蓄能系统的作用。如果在这些地区大力发展地源热泵空调系统技术,必将大大改善当地人民的居住热环境,为国家节约大量的建筑能耗。
如果按空调的制冷或制热面积来计算空调的价格,户式中央空调的价格应远比中央空调的价格便宜,但和普通空调比起来又略高一些,不过其价格又在人们的承受能力之内,而且户式中央空调的性能不逊于中央空调,豪华舒适性也优于普通家用空调,室外机只有一台,可以选择安装在住房楼顶或者其它隐蔽性的地方,丝毫不影响楼房的外观。
总之,将地源热泵技术应用于户式中央空调的技术可以满足于新世纪空调的发展需要,并且具有很强的可行性,是一种需要大力发展的新型能源利用技术。随着地源热泵应用于户式中央空调技术研究的进展,必然会对我国能源的科学利用起到良好的促进作用。