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簡介:通過國稅局辦公大樓采用土壤源(垂直埋管)熱泵的空調(diào)設(shè)計,介紹土壤源熱泵的設(shè)計方法、施工工藝。同時根據(jù)該空調(diào)工程實際運行模式的參數(shù)測量、數(shù)據(jù)處理,得出土壤源(垂直埋管)熱泵是一種節(jié)能、環(huán)保的空調(diào)能源。關(guān)鍵字:土壤源熱泵,垂直埋管,節(jié)能
近年來隨著能源和環(huán)境的問題日益嚴(yán)重,在滿足人們健康、舒適要求的前提下,合理利用能源,保護(hù)環(huán)境,減少常規(guī)能源消耗、節(jié)約能源已成為暖通空調(diào)行業(yè)需要面對的一個重要課題。土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)是通過吸收大地(包括土壤、井水、湖泊等)的冷熱量,冬季從大地吸收熱量,夏季從大地吸收冷量,再由熱泵機組向建筑物供冷供熱而實現(xiàn)節(jié)能,是一種利用可再生能源的高效節(jié)能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調(diào)系統(tǒng)。為了合理利用能源、減少常規(guī)能源消耗、節(jié)約能源,大力推廣這種新型節(jié)能空調(diào)系統(tǒng),對設(shè)計、施工運行指導(dǎo),國家建設(shè)部相繼頒布了民用建筑及公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范。本文對寧波鄞州區(qū)國稅局土壤源(垂直埋管)熱泵空調(diào)設(shè)計、施工、調(diào)試及運行情況作了較詳細(xì)的論述,供同行借鑒參考。
一、 工程概況
寧波市鄞州區(qū)國稅局辦公樓坐落在風(fēng)景優(yōu)美的寧波鄞州區(qū)鄞縣大道旁,它是一幢辦公性質(zhì)綜合樓。本建筑地上十九層,地下一層(主要為設(shè)備層及車庫)。其中一至三層主要功能區(qū)為大廳、納稅大廳、辦公室、餐廳、活動室,四至九層以及十一至十九層主要功能區(qū)為辦公室、會議室、多功能廳、招待所,十層為信息中心、辦公室,總建筑面積約為26000平方米,空調(diào)面積約為19000平方米。建筑高度為71.1米。
建筑外景
二、設(shè)計參數(shù)及空調(diào)冷熱負(fù)荷
1、室外計算參數(shù):(參見寧波地區(qū)氣象參數(shù))
2、室內(nèi)設(shè)計參數(shù):
房間名稱 | 夏季 | 冬季 | 新風(fēng)m3/h·p | 噪聲CLB(A) | ||
溫度℃ | 相對濕度% | 溫度℃ | 相對濕度% | |||
辦公 | 25 | 20 | >35 | 30 | <50 | |
會議 | 25 | <65 | 20 | >35 | 25 | <50 |
餐廳 | 26 | <65 | 20 | >35 | 30 | <50 |
大廳 | 26 | <65 | 20 | >35 | 20 | <50 |
3、本工程空調(diào)逐時冷負(fù)荷綜合大值:2400KW,空調(diào)總熱負(fù)荷:1600KW。
三、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計
1、空調(diào)系統(tǒng)劃分
本工程空調(diào)系統(tǒng)由兩個系統(tǒng)組成:K---1 由五臺美國*的Waterfurce熱泵機組(每臺機組的制冷負(fù)荷為88Kw),供十層、十五層、十四層局長辦公室、十八層、十九層使用,該系統(tǒng)主要是滿足十層計算機房、局長辦公室、接待、多功能廳等特殊的場所的用途。K---2 由兩臺意大利克萊門特?zé)岜脵C組(每臺機組的制冷負(fù)荷為968Kw),供一至九層、十一至十三層、十六、十七層辦公使用。
2、空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備選擇
選擇五臺 Waterfurce制冷量 Q=88Kw熱泵機組、兩臺制冷量 Q=968Kw意大利克萊門特?zé)岜脵C組。
五臺小機組,夏冬季的制冷、制熱轉(zhuǎn)換是通過機組內(nèi)置的電動四通換向閥轉(zhuǎn)換制冷劑的流向來達(dá)到制冷、制熱轉(zhuǎn)換。而兩臺大機組通過外面設(shè)置的十二個手動閥門切換冷凍、冷卻水來實現(xiàn)夏冬季制冷、制熱轉(zhuǎn)換。
3、空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計
(1)空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng),管道附設(shè)采用豎向同程、水平同程。
(2)空調(diào)冷卻水系統(tǒng)采用一次泵定流量系統(tǒng),管道附設(shè)采用十四個水平同程環(huán)路。
4、空調(diào)系統(tǒng)方式
(1)一~四層大廳、餐廳采用空調(diào)風(fēng)柜加低速風(fēng)道系統(tǒng)。
(2)辦公采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。
5、空調(diào)系統(tǒng)的自動控制:采用DDC控制系統(tǒng)。
四、室外垂直埋管換熱器設(shè)計
由于埋管換熱器中循環(huán)介質(zhì)與大地巖土間的換熱情況相當(dāng)復(fù)雜,因此土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計難點主要集中在地下?lián)Q熱器的設(shè)計上。埋管形式、埋管或豎井的間距、埋深、管徑、循環(huán)介質(zhì)的流量等既是影響埋管換熱器與大地巖土間換熱的重要因素,又是構(gòu)成埋管換熱器具體形式的主要參數(shù)。此外,埋管地點的地質(zhì)狀況、氣候特征、建筑物的負(fù)荷變化狀況也都影響換熱器的換熱,其中地下巖土的熱物性對傳熱的能力影響很大。
由于設(shè)置室外垂直埋管換熱器的主要費用是鉆孔工程的費用,因此正確設(shè)計室外垂直埋管換熱器埋管的長度對于保證空調(diào)系統(tǒng)的效果和經(jīng)濟性十分重要。目前,國內(nèi)外已開發(fā)了一些地?zé)釗Q熱器設(shè)計計算軟件,如:清華大學(xué)的DEST軟件 2003年,美國地源熱泵協(xié)會的GLHEPRO軟件 3.03版,可以避免在設(shè)計中盲目估算帶來的失誤。
在工程設(shè)計中,室外垂直埋管換熱器設(shè)計應(yīng)根據(jù)埋管建筑物的地質(zhì)勘察報告、氣候特征等資料采用有關(guān)設(shè)計計算軟件進(jìn)行設(shè)計計算。
(一)本工程地質(zhì)勘察報告資料
1、建筑物土壤地質(zhì)資料
由本工程鉆孔堪察結(jié)果提供的資料,分析得出,土壤在0-70米深范圍內(nèi)大致可分為如下幾層:
地層標(biāo)高( m ) | 主要土類 |
-10.17 | 粘土、淤泥 |
-21.27 | 淤泥、粉質(zhì)粘土 |
-30.87 | 粘土 |
-36.697 | 粘土 |
-51.07 | 粉質(zhì)粘土 |
-55.77 | 粉砂、粉質(zhì)粘土 |
-66.07 | 粉砂、粉質(zhì)粘土、圓礫 |
-70.87 | 粘土 |
2、大地?zé)峁ぬ匦员?/p>
地層材料 | 傳導(dǎo)率Btu/h*ft*0F | 擴散率ft2/h | 密度1b/ft3 | 熱容量Btu/1b*0F |
密集巖層(花崗巖) | 2.0 | 0.050 | 200 | 0.20 |
普通巖石(石灰石) | 1.4 | 0.040 | 175 | 0.20 |
重土-潮濕(粘土、緊密的沙子肥土) | 0.75 | 0.0250 | 131 | 0.23 |
重土-干燥(粘土、緊密的沙子肥土) | 0.50 | 0.020 | 125 | 0.20 |
輕土-潮濕(松散的沙子淤泥) | 0.50 | 0.020 | 100 | 0.25 |
輕土-干燥(松散的沙子淤泥) | 0.50 | 0.011 | 90 | 0.20 |
詳細(xì)準(zhǔn)確的建筑地質(zhì)工程堪察資料是土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的重要依據(jù)。 在設(shè)計中應(yīng)注意地下巖土的溫度場變化有二個主要特性:一是達(dá)到一定深度后溫度基本上保持一個定值,這個值接近該地區(qū)的年平均氣溫(寧波地區(qū)年平均氣溫16.2度);二是在地表以下一定范圍內(nèi)溫度呈周期性變化,但波動幅度小于氣溫的波幅,而且存在時間上的延遲,隨著深度的增加波幅減小,延遲度增大。這二點都有利于熱泵系統(tǒng)工作能效比的提高。
(二)室外垂直埋管換熱器設(shè)計
1、可行性及經(jīng)濟性
應(yīng)根據(jù)巖土體地質(zhì)勘察結(jié)果評估土壤源(垂直埋管)熱泵系統(tǒng)實施的可行性及經(jīng)濟性。
根據(jù)建筑物室外總平面及實驗鉆孔情況,采用DN32,U型垂直埋管換熱器,在地埋管方案設(shè)計中經(jīng)過初步估算:鉆孔數(shù)300口,間距5米,埋深65米,總埋長度39000米,鉆孔施工費用140萬RMB。
因此,經(jīng)過比較分析:土壤源(垂直埋管)熱泵系統(tǒng)方案是可行的,且是較經(jīng)濟的。
2、建筑物室外各種管線附設(shè)情況
建筑物室外總平面中主要有排水管幾各中電纜管、深度在地下2m以上,埋管區(qū)域地埋管水平干管埋深在地下2.5m以下,同時預(yù)留了進(jìn)出重型設(shè)備及車道位置。
3、地埋管材及管件的選用
設(shè)計中采用了化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)大、流動阻力小的塑料管及管件,d32 3.0 0.5/PE80 1.25MPa。
4、傳熱介質(zhì)的選用
因?qū)幉ǖ貐^(qū)冬季室外氣溫較高,冬季凍土深度較淺,因此本工程設(shè)計中采用了水作為傳熱介質(zhì)。未考慮在地埋管循環(huán)水中添加防凍劑。但為了防止冷卻循環(huán)水管內(nèi)循環(huán)水在氣溫下結(jié)凍,采用感溫自控系統(tǒng)啟動循環(huán)泵。當(dāng)系統(tǒng)循環(huán)回水溫低于4 ℃時,由自控系統(tǒng)啟動循環(huán)泵驅(qū)動循環(huán)水并且報警提示,可以有效的避免地埋管內(nèi)水結(jié)凍問題的出現(xiàn)。
5、土壤源熱泵系統(tǒng)總吸熱量與總釋放量相平衡的措施
在土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中,土壤源熱泵系統(tǒng)總吸熱量與總釋放量相平衡的措施對于保證大地巖土的熱穩(wěn)定性、土壤源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟性及空調(diào)實際運行效果十分重要。
本工程經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較,設(shè)計中采用輔助冷卻源與地埋管換熱器并用的調(diào)峰形式。利用室外530m3消防噴泉水池輔助散熱來消除熱月峰值負(fù)荷。
6、鉆孔回填材料的選用
本工程鉆孔回填材料采用了原土回填。
7、土壤源熱泵系統(tǒng)地埋管水系統(tǒng)設(shè)計
設(shè)計采用了十四個水平同程環(huán)路與機房集水器及分水器相連。地埋管水系統(tǒng)采用一次泵定流量系統(tǒng)。
8、土壤源熱泵系統(tǒng)運行方式
(1)、5臺小熱泵機組夏季冷卻由室外噴泉水池散熱實現(xiàn),冬季制熱熱源來自地埋管系統(tǒng)。
(2)、2臺大熱泵機組夏季冷卻由地埋管散熱實現(xiàn),冬季制熱熱源來自地埋管系統(tǒng)。
(3)、5臺小機組,夏冬季的制冷、制熱轉(zhuǎn)換是通過機組內(nèi)置的電動四通換向閥轉(zhuǎn)換制冷劑的流向來達(dá)到制冷、制熱轉(zhuǎn)換。而2臺大機組通過外面設(shè)置的十二個手動閥門切換冷凍、冷卻水來實現(xiàn)夏冬季制冷、制熱轉(zhuǎn)換。
9、室外垂直埋管換熱器設(shè)計計算及調(diào)整后的主要數(shù)據(jù)
采用美國俄克拉荷馬州Oklahoma大學(xué)開發(fā)的GLHEPRO軟件程序進(jìn)行計算。
室外垂直埋管材質(zhì)選擇:采用PE管U型單排管 d32 3.0 0.5/PE80 1.25MPa
(1)、井間距:5*5米
(2)、井徑:D110
(3)、井深:73米
(4)、打井?dāng)?shù)量:14組(每組約為26個),總共370個、管徑D32
(5)、總埋管長度:54625米
(6)、指標(biāo):制冷44w/米, 制熱30w/米。
(7)、鉆孔回填材料:原土回填。
注:因室外總平面中有富裕的埋管區(qū)域,經(jīng)業(yè)主要求,為確??照{(diào)效果,總埋管長度及打井?dāng)?shù)量在設(shè)計計算的基礎(chǔ)上加大了15%。
五、室外垂直埋管系統(tǒng)主要施工工藝
1、采用的設(shè)備:
鉆機采用XY-1,XY-1B,往復(fù)式泥漿泵采用BW-250。
2、材質(zhì):采用PE管U型單排管 d32 3.0 0.5/PE80 1.25MPa
3、. 井下垂直PE管預(yù)制
(1)、預(yù)制程序
目測PE管的外觀質(zhì)量,查驗三證和理化報告,合格并簽證后方可預(yù)制。
(2) 、減少磨損
安裝單位按圖紙要求截取PE管所需長度并要求在此長度的地面上鋪上細(xì)砂,以減少管子與地面的磨損。
(3) 、熱熔焊接
該PE管采用熱熔連接。連接方法應(yīng)按熱熔承插連接和熱熔對口連接。熱熔機采用臺式和便攜式。具體工序要求:削平需焊的二管口工作面使其在同一工作面上,保證與管線垂直,并標(biāo)出兩管連接軸線。加熱熔接溫度:承插式260℃±10℃;對接式200℃-210℃。焊接后焊接處強度應(yīng)大于管子本身強度。先焊好管線底部的“U”形彎。然后注水加壓至試驗壓力1.2Mpa,保持15分鐘,壓降小于0.001Mpa合格泄壓。保留管內(nèi)清水,焊好封頭。
(4) 、PE管下井頭部定位針制作
為了使PE管順利插入井底并定位,施工制作1.65m頭部帶箭頭的直徑16mm螺紋鋼,在距箭頭50cm位置焊一條“7”字形的15cm長,直徑10mm圓鋼,以利于放管和定位。1.5m長,直徑16mm螺紋鋼綁扎在PE管中間,帶箭狀的頭部伸出U形彎底部15cm。
(5) 、管口標(biāo)記
若埋底不露管頭的還應(yīng)在PE管的悶蓋處扎一條紅色醒目的條帶以便挖土?xí)r尋找管頭,另一悶蓋處扎一條施工尼龍繩來控制落管的深度,控制管頭與地面的尺寸,要保證線的強度,以免斷線造成管子滑下而取不出管。
(6) 、管間距控制
一口井內(nèi)的兩條管子必須保持一定的間隙,應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)d32PE管制成圈套,用電纜扎帶以4m一檔扎緊。
4、放管監(jiān)控
(1) 、FTS搭接關(guān)系
FTS時距為零時,就說明本鉆井工作與其緊后放管工作之間的緊密銜接。因此安裝打完一口井時應(yīng)立即放管,停留時間越長,井下的擠壓現(xiàn)象越嚴(yán)重,管子也就越難放。
(2) 、嚴(yán)禁管道彎曲翅角
放管時必須多人合作,提起管子不得在地上拖拉 ,不應(yīng)該形成不自然的彎曲,更不允許角度產(chǎn)生,然后鉆桿套住直徑10mm圓鋼,利用鉆桿壓力將管子緩緩放下直到設(shè)計深度。
(3) 、定位控制
管子底部的螺紋鋼箭頭直插井底中心,因井下土質(zhì)較軟,管子會繼續(xù)下沉,為了控制落管尺寸,施工人員要拉住施工尼龍繩使管不再下滑,在達(dá)到尺寸要求后鎖定位置,迅速灌沙定位。在同一型號、同一場地的管子頂部尺寸要盡量保持一致。在放管和制作過程中嚴(yán)禁在地面上拖拉PE管,車輛進(jìn)出時切勿碰撞滾壓PE管。管頭露出地面的勿用。
(4) 、回填材料
在上述放管工作完成后,應(yīng)立即向井內(nèi)回填材料,穩(wěn)定管子在井中的位置。不讓管在井中移動和沉浮。因為井中的泥漿比重很大,沙子不容易沉落,這時應(yīng)向井內(nèi)注入清水調(diào)稀泥漿,減小泥漿比重,使砂便于沉落井底。灌砂的深度應(yīng)是井深的50%-60%,其余部分自然會被泥石填充。
六、空調(diào)系統(tǒng)運行狀況及節(jié)能經(jīng)濟分析:
1、冬季調(diào)試記錄時間(2004-12---26),正值寧波地區(qū)近年來的低氣溫-7℃。初始時,地源側(cè)出水溫度19℃,經(jīng)一天(24h)不間斷運行,熱泵機組熱水出水溫度在40-45℃間,地源側(cè)的出水溫度穩(wěn)定在11--13℃。室內(nèi)實測氣溫:20--22℃。
冬季運行了一個多月,每天地源側(cè)的初始時的出水溫度在18-19℃間,空調(diào)系統(tǒng)運行9h后,地源側(cè)的出水溫度在11--13℃間。
2、夏季運行記錄時間(2005-9---.8 pm4:30),熱泵機組冷凍水進(jìn)出水溫度在11.8/7.5℃間,冷卻水進(jìn)出水溫度在27.2/32.8℃。室內(nèi)實測氣溫:24--26℃。
3、節(jié)能分析:冬季地源側(cè)的出水溫度穩(wěn)定在11--13℃,熱泵機組的能效比達(dá)到4.0以上,顯然,土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)冬季供熱比空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)及燃?xì)忮仩t供熱要環(huán)保節(jié)能,不存在空氣源熱泵冬季需化霜、氣溫下供熱效果不理想的問題;夏季土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)冷卻水進(jìn)出水溫度在27.2/32.8℃,與常規(guī)空調(diào)冷水機組冷卻水進(jìn)出水溫度在32/37℃相比,在滿負(fù)荷運行時,機組能耗要節(jié)約15%,在70%負(fù)荷運行時, 機組能耗要節(jié)約35%,在50%負(fù)荷運行時, 機組能耗要節(jié)約60%。
4、經(jīng)濟分析:本工程土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)總投資960萬RMB.。其中:室外地埋管工程:168萬RMB,30元/米;工程單位造價:370元/平方米。2004年冬季及2005年夏季空調(diào)實際運行費用為:62萬RMB/年,26元/平方米;本工程若采用常規(guī)空調(diào)冷水機組 燃?xì)忮仩t供熱系統(tǒng),經(jīng)計算分析,空調(diào)系統(tǒng)總投資需860萬RMB,工程單位造價:330元/平方米,運行費用需100萬RMB/年,38元/平方米;本工程土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)冷水機組 燃?xì)忮仩t供熱相比較,總投資增加12%,100萬RMB;但是全年空調(diào)運行費用要節(jié)約38%,3年可回收成本。若業(yè)主不要求加大15%設(shè)計計算總埋管長度及打井?dāng)?shù)量,則2年可回收成本。
經(jīng)過2004年冬季及2005年夏季運行,空調(diào)效果理想,達(dá)到了設(shè)計及甲方使用要求,節(jié)能*。本工程獲2005年浙江省“錢江杯”獎,其中成功采用環(huán)保節(jié)能的土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)是獲獎的重要因素。
七、結(jié)論:
1、本工程土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)冷水機組 燃?xì)忮仩t供熱相比較,總投資增加12%,全年空調(diào)運行費用要節(jié)約38%,3年可回收成本。
2、土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計難點主要集中在地下?lián)Q熱器的設(shè)計上。地下?lián)Q熱器的主要費用是鉆孔工程的費用,因此正確設(shè)計室外地下?lián)Q熱器對于保證空調(diào)系統(tǒng)的效果和經(jīng)濟性十分重要。
3、土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計要注意土壤源熱泵系統(tǒng)總吸熱量與總釋放量相平衡措施的采用,以防空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計失敗。
4、土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)是應(yīng)大力推廣應(yīng)用的新型節(jié)能環(huán)??照{(diào)系統(tǒng)。
參 考 文 獻(xiàn)
1GB50019- 2003 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范
2徐偉 等譯 《地源熱泵工程設(shè)計指南》
3陸耀慶,主編, 實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊
4清華大學(xué) 江億 等DEST軟件 2003年
5美國地源熱泵協(xié)會,GLHEPRO軟件:3.03版
6土壤換熱器設(shè)計換熱尺寸的影響因素 北京工業(yè)大學(xué) 于鳳菊等
7夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能技術(shù) 付祥釗主編
全自動野外地溫監(jiān)測系統(tǒng)
地源熱泵分布式溫度集中測控系統(tǒng)
礦井總線分散式溫度測量系統(tǒng)方案
礦井分散式垂直測溫系統(tǒng)
礦井測溫系統(tǒng)
TD-016C型 地源熱泵能耗監(jiān)控測溫系統(tǒng)
產(chǎn)品關(guān)鍵詞:地源熱泵測溫,地埋管測溫
此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產(chǎn)企業(yè),新能源技術(shù)安裝公司,地?zé)峋@探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設(shè)計,通過連接我司單總線地?zé)犭娎|,以及單通道或多通道485接口采集器,可對接到貴司單位的軟件系統(tǒng)。歡迎各類單位以及經(jīng)銷商詳詢!此款設(shè)備支持貼牌,具體價格按量定制。
RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導(dǎo)熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的測溫電纜設(shè)計方法,單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點,目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測,因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。
采集服務(wù)器通過總線將現(xiàn)場與溫度采集模塊相連,溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個采集模塊可以連接內(nèi)置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。 本方案可以對大型試驗場進(jìn)行溫度實時監(jiān)測,支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監(jiān)測。
RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng):
1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析
2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究
3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究
4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究
5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究
6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究,埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。
豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統(tǒng),主要是一套*基于現(xiàn)場總線和數(shù)字傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測及分析系統(tǒng)。它能有對地源熱泵換熱井進(jìn)行實時溫度監(jiān)測并保存數(shù)據(jù),為優(yōu)化地源熱泵設(shè)計、探討地源熱泵的可持續(xù)運行具有參考價值。
二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點:
1.結(jié)構(gòu)簡單,一根總線可以掛接1-60根傳感器,總線采用三線制,所有的傳感器就燈泡一樣,可以直接掛在總線上.
2.總線距離長.采用強驅(qū)動模塊,普通線,可以輕松測量500米深井.
3.的深井土壤檢測傳感器,防護(hù)等級達(dá)到IP68,可耐壓力高達(dá)5Mpa.
4.定制的防水抗拉電纜,增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點總結(jié):高性價格比,根據(jù)不同的需求,比你想象的*.
針對U型管口徑小的問題,本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應(yīng)用于:
1.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析
2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究
3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究
4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究
5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究
6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。
本系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):支持傳感器:18B20高精度深井水溫數(shù)字傳感器,測井深:1000米,傳感器耐壓能力:5Mpa ,配置設(shè)備:遠(yuǎn)距離溫度采集模塊+測井電纜+傳感器,
RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)功能:
1、溫度在線監(jiān)測
2、 報警功能
3、 數(shù)據(jù)存儲
4、定時保存設(shè)置
5、歷史數(shù)據(jù)報表打印
6、歷史曲線查詢等功能。
【技術(shù)參數(shù)】
1、溫度測量范圍:-10℃ ~ +100℃
2、溫度精度: 正負(fù)0.5℃ (-10℃ ~ +80℃)
3、分 辨 率: 0.1℃
4、采樣點數(shù): 小于128
5、巡檢周期: 小于3s(可設(shè)置)
6、傳輸技術(shù): RS485、RF(射頻技術(shù))、GPRS
7、測點線長: 小于350米
8、供電方式: AC220V /內(nèi)置鋰電池可供電1-3年
9、工作溫度: -30℃ ~ +80℃
10、工作濕度: 小于90%RH
11、電纜防護(hù)等級:IP66
使用注意事項:
防水感溫電纜經(jīng)測試與檢測,具備一定的防水和耐水壓能力,使用時,請按以下方法操作與使用:
1. 使用時,建議將感溫電纜置于U形管內(nèi)以方便后期維護(hù)。
若置與U形管外,請小心操作,做好電纜防護(hù),防止在安裝過程中電纜被劃傷,以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置,因溫度為緩慢變化量,正常使用時,請等待測物熱平衡后再進(jìn)行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式,紅色為電源正,建議電源為3-5V DC,黑色為電源負(fù),蘭色為信號線。請嚴(yán)格按照此說明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個節(jié)點,實際使用應(yīng)該限制在150個節(jié)點以內(nèi)。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯能力,但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電,當(dāng)總線距離在200米以內(nèi),則可以采用DC9V給現(xiàn)場模塊供電,當(dāng)距離在500米之內(nèi),可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。
【北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司提供定制各個領(lǐng)域用的測溫線纜產(chǎn)品介紹】
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導(dǎo)熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。
由北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統(tǒng),硬件采取*ARM技術(shù);上位機軟件使用編程語言技術(shù)設(shè)計,富有人性、直觀明了;測溫傳感器直接封裝在電纜內(nèi)部,根據(jù)客戶距離進(jìn)行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測,本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。
地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測方法:
為了實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷,必須首先制定保證系統(tǒng)正常運行的合理的標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)的設(shè)計階段,地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據(jù)參數(shù),它也是在系統(tǒng)運行過程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個或幾個空調(diào)采暖周期(一般一個空調(diào)采暖周期為1年)后,系統(tǒng)的取熱和放熱嚴(yán)重不平衡,則這個初始溫度會有較大的變化,將會大大降低系統(tǒng)的運行效率。所以設(shè)計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標(biāo)準(zhǔn)。
首先對地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進(jìn)行全年動態(tài)能耗分析,即輸入建筑物的條件,包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和房間功能等條件,計算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負(fù)荷,我們根據(jù)該負(fù)荷,選擇合適的系統(tǒng)配置,即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源,并動態(tài)模擬計算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運行過程中土壤溫度的變化情況,得到初始土壤溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行,同時系統(tǒng)實時監(jiān)測土壤溫度變化情況,即依靠埋置在地下的測溫傳感器監(jiān)測土壤的溫度,并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。
淺層地溫能監(jiān)測系統(tǒng)概況:
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進(jìn)行供熱和供冷,在埋地管換熱器設(shè)計中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù),而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導(dǎo)熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的地源熱泵測溫電纜設(shè)計方法,北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點,目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測,因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。
為方便研究土壤、水質(zhì)等環(huán)境對空調(diào)換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量,目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井,有口徑小,深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井,要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置,即10米放一個探頭,則所需線材要1500米,在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀,若需接入電腦進(jìn)行溫度實時記錄,該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計,這口井進(jìn)行地?zé)釡y溫至少成本在8000元,雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測溫精度,但對模擬量數(shù)據(jù)采集,提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù),即提供巡檢儀的測量精度,若能夠在長距離測溫的條件下進(jìn)行多點測溫,能夠做到0.5度的精度,則是非常不容易。針對這一需求,北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應(yīng)系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測,地源熱泵溫度監(jiān)測研究,地源熱泵溫度測量系統(tǒng),淺層地?zé)釡y溫系統(tǒng)。
地源熱泵數(shù)字總線測溫線纜與傳統(tǒng)測溫電纜對比分析:
傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件,因其是模擬量,要對溫度進(jìn)行采集,若需較高精度,需要選擇12位或以上的AD轉(zhuǎn)換及信號處理電路,近距離時,其精度及可靠性受環(huán)境影響不大,但當(dāng)大于30米距離傳輸時,宜采用三線制測方式,并需定期對溫度進(jìn)行校正。當(dāng)進(jìn)行多點采集時,需每個測溫點放置一根電纜,因電阻作為模擬量及相互之間的干擾,其溫度測量的準(zhǔn)確度、系統(tǒng)的精度差,會受環(huán)境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在,而檢測的環(huán)境往往存在電場、磁場等不確定因素,這些因素會對電信號產(chǎn)生較大的干擾,從而影響傳感器實際的測量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,每年需要進(jìn)行校準(zhǔn),因而它們的使用有很大的局限性。
北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器,具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性,總線式數(shù)字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應(yīng)元件,感應(yīng)元件位于傳感器頭部,傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國進(jìn)口測溫芯片的特性及精度級別,無需校正,因數(shù)據(jù)傳輸采用總線方式,總線電纜或傳感器外徑可做得很小,直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢。所以數(shù)字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測理想的設(shè)備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和現(xiàn)場總線管理器,直接將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臄?shù)字信號,而每個傳感器本身都有唯的識別ID,所以很多傳感器可以直接掛接在總線上,從而實現(xiàn)一根電纜檢測很多溫度點的功能。
地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺建設(shè)
一、系統(tǒng)介紹
1、建設(shè)自動監(jiān)測監(jiān)測平臺,可監(jiān)測大樓內(nèi)室內(nèi)溫度;熱泵機組空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、
壓力、流量;系統(tǒng)空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、壓力、流量;熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、
電量等參數(shù);地溫場的變化等,實現(xiàn)熱泵機組運行情況 24 小時實時監(jiān)測,異常情況預(yù)
警,做到真正的無人值守??蓪岜孟到y(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對地溫場的影響以及能效
比等進(jìn)行綜合的科學(xué)評價,為進(jìn)一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)依據(jù)。
具體測量要求如下:
1)各熱泵機組實時運行情況;
2)室內(nèi)溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;
3)室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線;
4)機房內(nèi)空調(diào)側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;
5)機房內(nèi)地埋管側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;
6)機房內(nèi)用電設(shè)備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;
7)地溫場內(nèi)不同深度的地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;
8)能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評價分析。
2、自動監(jiān)測平臺建成以后可以對已經(jīng)安裝自動監(jiān)測設(shè)備的地?zé)峋畬嵤┳詣颖O(jiān)測的數(shù)據(jù)分
析展示,可實現(xiàn)地?zé)峋突毓嗑乃?、水溫、流量實施傳輸分析,并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預(yù)
警,做到實時監(jiān)管,有地?zé)峋\行的穩(wěn)定性。
1)開采水量及回水水量的流量監(jiān)測及變化曲線;
2)開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測及變化曲線;
3)開采井井內(nèi)水位監(jiān)測及變化曲線;
地源熱泵溫度監(jiān)控系統(tǒng)/地源熱泵測溫/多功能鉆孔成像分析儀/井下電視/鉆孔成像儀/地?zé)峋@孔成像儀/井下鉆孔成像儀/數(shù)字超聲成像測井系統(tǒng)/多功能超聲成像測井系統(tǒng)/超聲成像測井系統(tǒng)/超聲成像測井儀/成像測井系統(tǒng)/多功能井下超聲成像測井儀/超聲成象測井資料分析系統(tǒng)/超聲成像
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地?zé)峁芾硐到y(tǒng)(geothermal management system)是為實現(xiàn)地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)而建立的管理系統(tǒng)。
我司深井地?zé)岜O(jiān)測產(chǎn)品系列介紹:
1.0-1000米單點溫度檢測(普通表和存儲表)/0-3000米單點溫度檢測(普通顯示,只能顯示溫度,沒有存儲分析軟件功能)
2.0-1000米淺層地溫能監(jiān)測/高精度遠(yuǎn)程地溫監(jiān)測系統(tǒng)(采集器采用低功耗、攜帶方便;物聯(lián)網(wǎng)NB無線傳輸至WEB端B/S架構(gòu)網(wǎng)絡(luò);單總線結(jié)構(gòu),可擴展256個點;進(jìn)口18B20高精度傳感器,在10-85度范圍內(nèi),精度在0.1-0.2度)
3. 4.0-10000米分布式多點深層地溫監(jiān)測(采用分布式光纖測溫系統(tǒng)細(xì)分兩大類:1.井筒測試 2.井壁測試)
4.0-2000米NB型液位/溫度一體式自動監(jiān)測系統(tǒng)(同時監(jiān)測溫度和液位兩個參數(shù),MAX耐溫125攝氏度)
5.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體井下電視(同時監(jiān)測溫度和視頻圖片等)
6. 微功耗采集系統(tǒng)/遙控終端機——地?zé)豳Y源監(jiān)測系統(tǒng)/地?zé)峁芾硐到y(tǒng)(可在換熱站同時監(jiān)測溫度/流量/水位/泵內(nèi)溫度/壓力/能耗等多參數(shù)內(nèi)容,可實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控,24小時無人值守)
有此類深井地溫項目,歡迎新老客戶朋友垂詢!北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司
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