地源技术讲解.docx

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地源技术讲解

一、空调水要求

1、水质要求：

项目

要求标准

项目

要求标准

PH值

6.0-8.0

硫离子

无

导电率

<500µV/cm（25℃）

铵离子

无

氯离子

<50mg/L

硅离子

小于30mg/L

硫酸根离子

<50mg/L

总硬度

小于50mg/L

铁离子

<0.3mg/L

2、水量要求：

详见公司样本。

二、热源水要求

1、水质要求

自然界中的水处于无休止的循环运动中，不断与大气、土壤、岩石等环境介质接触，互相作用，使地下水有复杂的化学成分。

以地下水为热源时，除应考虑水源的水量、水温外，还要考虑水的化学成分、混浊度、硬度、矿化度和腐蚀性。

目前，由于水源热源在我国刚刚发现，对水质尚无标准规定，以下数据仅供参考。

（1）含砂量：

有些水源含有泥砂、有机物和胶体悬浮物，使水变得浑浊，含沙高对机组、管路、阀门等会造成磨损，含沙量高和浑浊度高的水用于地下水回灌会造成含水层堵塞。

用于地温中央空调的水源，含砂量应少于5g/m3，浑浊度应少于20mg/L，水质中的颗粒应不大于0.5mm。

（2）酸碱度：

PH＜7呈酸性，PH＞7呈碱性，水源热泵的水源PH值宜在6.5～8.5之间。

（3）硬度：

Ca2+、Mg2+总量称为硬度。

如果水源的硬度大，容易造成管路和机组结垢，因此地下水的CaO含量应≤200mg/L。

（4）矿化度：

单位容积水中含有各种离子、分子、矿化物总量称为总矿化度，要求地下水矿化度≤3g/L。

（5）腐蚀性：

水中的Cl-，游离的CO2都有腐蚀性，溶解氧的存在加大了对金属管道的腐蚀破坏作用。

用于地温中央空调系统的水源，要求Cl-≤100mg/L、SO32-≤200mg/L、Fe2+≤1mg/L、H2S≤0.5mg/L。

对腐蚀性高、硬度高的水源应采用不锈钢或钛板换热器。

2、井水量的确定

样本标定的井水量是按进出口温差为5℃时计算的，如果温差不是5℃，则制冷量和制热量与温差之间的计算公式如下：

制冷时井水量：

G=0.86×（实用工况制冷量＋实用工况输入功率）÷温差

制热时井水量：

G=0.86×（实用工况制热量－实用工况输入功率）÷温差

3、水温要求

我国地域广阔，纬度跨越3－53℃，水温全国差别很大，在东北北部地区水温在4℃左右，中部南部在10－14℃，华北地区水温在14－18℃，中南地区则在22℃。

我们对水温要求适宜，在冬季一般不低于8℃，最高不宜高于25℃。

4、回灌要求

（1）要求所用井水100%回灌。

（2）井水回灌方式：

加压回灌、常压回灌、真空回灌。

（3）不同地质条件井水回灌量的确定：

基岩裂隙：

100%砾卵石：

80%粗沙：

50-70%细纱：

30-50%

三、水井要求

1、井的类型及特点

地下水取水构筑物有管井、大口井、结合井和辐射井等类型。

最常见的型式是管井。

尺寸：

50-1000mm，常用为250-400mm。

深度：

20-1000m，常用为300m以内。

地下水类型：

潜水、承压水、裂隙水、溶洞水。

地下水埋深：

200m以内，常用在70m以内。

含水层厚度：

大于5m或有多层含水层。

水文地质特征：

适用于任何砂、卵石、砾石地层及构造裂隙、岩溶裂隙地带。

出水量：

单井出水量20-300m3/h，最大可达800-1200m3/h。

2、井的结构

管井一般由井孔、死管、花管（滤水管）、沉沙管组成，因为洗井时有一定的压力，所以管井的材料应为钢管，不能使用水泥管。

（上图为井身结构的示意图）

3、成井要求

（1）拟选择地下水源和管井取水方案时，对于规模较大的工程所涉及的抽水井和回灌井井位、井距、井数、井径、井深和井身结构等要素，应根据所需水量和地下水回灌需要，结合场地环境和水文地质条件，因地制宜地设计确定。

井位布置要合理，井距控制在制冷（或采暖）期间不产生地下水井间干扰，一般两个供回水井要大于井的供水半径，回水井和供水井要大于30米，并且回水井要在供水井的上游，利于回灌。

（2）井深要大于变温带深度，以保证冬季水源水温度＞7℃。

井中滤水管和滤网应有一定强度，能承受抽灌往复水流的变换压力。

（3）成井25米内不要取水，要保证水量要求，井斜度每百米小于1度。

（4）洗井结束进行抽水试验，分别连续抽水8小时和24小时测降深。

（5）成井之后井水的含沙量小于五万分之一。

4、水井的维护

（1）一般钢管井的寿命为30年，要注意定期洗井，建议每半年洗一次。

（2）洗井通常采用空压机洗井，洗井时以浑水出完，见到清水为止。

（3）平时要将井盖盖好，防止人为堵塞。

一、空调负荷估算指标

空调负荷估算指标要根据建筑物的功能、围护结构、末端系统的形式及建筑物所在地区的纬度决定，建筑物的详细负荷要以设计院提供负荷为准，也可以用空调负荷估算指标法计算。

建筑类别

冷负荷指标

热负荷指标

备注

住宅

80-90W/m2

60-75W/m2

办公楼

90-100W/m2

75-80W/m2

无新风

110-130W/m2

90-105W/m2

有新风

商场

150-250W/m2

120-180W/m2

有新风

西餐厅

160-200W/m2

120-160W/m2

中餐厅

180-350W/m2

140-280W/m2

会议厅

180-280W/m2

130-200W/m2

室内游泳池

200-350W/m2

150-280W/m2

图书馆

75-100W/m2

60-80W/m2

二、主机设备的选型

已知建筑物的面积，根据空调负荷估算指标可得出建筑物的总冷负荷和总热负荷，然后根据满足最不利工况来选配机组。

Q=F1×q1+F2×q2+……Fn×qn

Q—建筑物的总冷（热）负荷，W

F—建筑物的建筑面积，m2

q—建筑物的空调负荷估算指标，W/m2

n—不同的建筑物和建筑物不同功能的分区

所选机组的制冷量和制热量均要满足建筑物冷、热负荷的要求。

若水源水温与产品样本上所列参数要求的水温不一致时，应查样本上水温变化和冷、热量的关系曲线。

例1：

某商业楼建筑面积10000m2，其中商场建筑面积2000m2，办公楼建筑面积8000m2，取商场冷负荷指标150W/m2，热负荷指标120W/m2，办公楼冷负荷指标100W/m2，热负荷指标80W/m2。

总冷负荷：

2000×150+8000×100=1100000W=1100KW

总热负荷：

2000×120+8000×80=920000W=880KW

选用富尔达地温中央空调LSBLGR-1200M机组一台，机组可提供的制冷量1110KW，制热量1191KW。

例2：

某酒店建筑面积8000m2，其中客房6000m2，中餐厅2000m2，取客房冷负荷指标80W/m2，热负荷指标65W/m2，餐厅冷负荷指标180W/m2，热负荷指标120W/m2。

总冷负荷：

6000×80+2000×180=840KW

总热负荷：

6000×65+2000×120=630KW

选用富尔达地温中央空调LSBLGR-950机组一台，机组可提供的制冷量874KW，制热量942KW。

三、热水负荷计算

1、热水日用水定额：

建筑类型

日用水定额

住宅

每户都有淋浴设备

80~120L/每人每日

普通旅馆、招待所：

有盥洗室

25~50L/每床每日

有盥洗室和浴室

50~100L/每床每日

设有浴盆的客房

100~150L/每床每日

宾馆：

客房

150~200L/每床每日

医院、疗养所、休养所：

有盥洗室

30~60L/每病床每日

有盥洗室和浴室

60~120L/每病床每日

设有浴盆的病房

150~200L/每病床每日

公共浴室：

设有淋浴器、浴盆、浴池

50~100L/每顾客每日

体育场：

运动员淋浴

25L/每人每次

注：

该用水定额的设计水温为65℃，故使用富尔达地温中央空调制取生活热水，应选用高温型机组。

2、卫生器具的小时用水定额

建筑类型

小时用水定额

住宅、旅馆

带有淋浴的浴盆

300L

无淋浴的浴盆

250L

淋浴器

140~200L

洗脸盆、盥洗槽水龙头

30L

洗涤盆

180L

集体宿舍

淋浴器：

有淋浴的小间

210~300L

无淋浴的小间

450L

盥洗槽水龙头

50~80L

公共食堂

洗涤盆（池）

250L

洗脸盆：

工作人员用

60L

顾客用

120L

淋浴器

400L

公共浴室

淋浴间：

有淋浴的小间

200~300L

无淋浴的小间

450~540L

洗脸盆

50~80L

医院、疗养所、休养所

洗手盆

15~25L

洗涤盆（池）

300L

浴盆

250~300L

体育场

淋浴器

300L

工业企业生活间

淋浴器：

一般车间

360-540L

脏车间

180-480L

（1）按人数或床位数计算：

Qr=Khmqr/24（L/h）

Qr—按计算单位数计算的设计小时热水供应量（L/h）；

Kh—小时变化系数，全日供应热水时可按下表采用；

建筑物

性质

住宅、旅馆为居住人数，医院为床位数

35

50

60

75

100

150

200

250

300

450

住宅

6.58

5.12

4.49

4.13

3.38

3.70

旅馆

9.65

6.84

5.61

4.97

医院

7.62

4.55

3.78

3.54

2.93

2.60

m—用水计算单位数，人数或床位数；

qr—热水用水定额，L/每人每天或L/每床每天；

（2）按卫生器具的数量计算：

Qr=∑qhn0b（L/h）

式中Qr—按卫生器具数计算的设计小时热水供应量（L/h）；

qh—卫生器具热水的小时用水定额（L/h）；

n0—同类型卫生器具数；

b—卫生器具同时使用百分数：

公共浴室和工业企业生活间、学校、剧院及体育馆（场）等的浴室内淋浴器和洗脸盆均按100％计；旅馆客房卫生间内浴盆按60~70％计，其他器具不计；医院、疗养院的病房内卫生间的浴盆按25~50％计，其他器具不计。

（3）耗热量的计算：

Q=QrC（tr-tl）/3600（W）

式中Q—设计小时耗热量（W）；

Qr—小时热水供应量（L/h）

C—水的比热，J/kg·℃或KJ/kg·℃，一般取C≈4.19KJ/kg·℃或C≈4190J/kg·℃；

tr—热水温度（℃）；

tl—冷水温度（℃）；

例：

某宾馆有80个客房，其中50个标准间，30个三人间，冷水温度为15℃，要求制取45℃生活热水。

按床位数计算，共有190个床位，热水小时变化系数取6.84，热水定额取150L/每床。

小时热水供应量：

Qr=6.84×190×150/24=8122.5L

热水耗热量：

Q=8122.5×4.12×（45-15）/3600=278.87KW

选用富尔达高温高效机组LSBLGRG（I）-270机组一台，提供热负荷269KW。

一、潜水泵

在富尔达地温中央空调系统中，地下水的循环由潜水泵提供动力，潜水泵的流量根据所选机组需要的井水流量确定。

若地下水量缺乏，并且水温能够满足一定条件时，可适当提高地下水的进出水温差，水量可相应减少。

潜水泵的深度和扬程因各地地质不同，应根据当地地质情况确定。

潜水泵的扬程=动水位至井口的垂直距离+井口至井水系统最高点的垂直距离+井水系统的沿程与局部阻力损失

二、循环水泵

在富尔达地温中央空调系统中，系统水的循环由循环水泵提供动力，循环水泵的流量是机组的用户使用侧流量的1.1~1.2倍，单台机组时取1.1，多台机组并联时取1.2。

循环水泵的扬程根据系统最不利环路的水力阻力损失确定。

在估算时，可大致取每100m管长的沿程阻力损失为5mH2O。

H=hm+hf+hd=hm+0.05L（1+K）

H：

循环水泵的扬程，mH2O

hm：

设备阻力损失，mH2O，包括机组冷凝器或蒸发器的阻力损失和系统末端空调设备的阻力损失。

hf、hd：

最不利环路的沿程阻力损失和局部阻力损失，mH2O

L：

最不利环路管道的总长，

K：

当最不利环路较长时，K取0.2~0.3；环路较短时，K取0.4~0.6。

三、分、集水器

分、集水器是为了便于连接各个水环路的并联管道而设置的，起到均压作用，以使流量分配均匀。

分、集水器的管径，可根据并联管道的总流量，通过该管径时的断面流速控制在0.5~0.8m/s确定，并应大于最大接管开口直径的2倍。

sv=s1v1+s2v2+…..+snvn

s：

分、集水器的断面积，m2

v：

分、集水器中水的流速，m/s

sn：

分、集水器上各配管的断面积，m2

vn：

分、集水器上各配管中水的流速，m/s

分、集水器的管长由所需连接的接管个数、管径及间距确定。

　四、旋流除砂器：

（见右图）

由于各地地质不同，很多地区的地下水含有一定的泥沙、砂砾，当水源水中含砂量较高时，可在水系统中加装旋流除砂器，降低水中含砂量，避免机组和管阀遭受磨损。

旋流除砂器采用离心原理达到除砂的目的，管路阻力小，系统可以不停机进行排污。

旋流除砂器占地面积较小，有不同规格，可按处理水源的管径选配型号。

五、电子水处理仪

热泵机组运行过程中，在冬季制热工况下由于水温较高，水中的钙、镁离子容易析出结垢，影响换热效果。

通常在冷凝器循环水路中安装电子水处理仪，电子式水处理仪是利用电子元器件产生的高频交变电磁场，使水在经过水处理仪时，物理性能发生改变——原来缔合链状水分子断裂成单个水分子，水分子的偶极矩增大，带有极性的单个水分子包围在水中溶解盐的正负离子周围，使溶解盐的正负离子运动速度降低，静电引力下降，碰撞结合的机会大大减少，无法形成水垢，而达到防垢的目的。

极性水分子的偶极矩增大，与溶解盐的正负离子吸引力增大，从而使受热面或管壁原有的水垢变得松软、龟裂，以致自行脱落，从而达到除垢的目的。

电子水处理仪有不同规格，可按标准处理水流量选配型号，一般水处理仪管径应与用水管径相同，如有不符应选大一档设备。

六、全自动软水器

空调在冬季制热工况下，水温常常在50℃以上，水中的钙、镁离子容易受热析出，导致管路结垢。

因此当循环水流量较大时（一般5000平方米以上的工程），在室内循环系统的补水上通常使用全自动软水器，全自动软水器可以降低补水硬度，防止循环水因温度过高结垢。

全自动软水器的型号规格可根据补水量确定。

空调系统水管道中的容水量可按建筑面积每平方米0.7~1.3l来估算。

系统总容水量是设备容水量与系统管道中容水量之和。

同时考虑软化水处理器的再生周期，所以软化水处理器的产水量=3~5%×系统总容水量×2

七、定压设备：

在地温中央空调系统中，室内循环系统为闭式循环，定压设备起稳压的作用，有高位水箱、落地膨胀水箱和变频泵定压。

高位水箱通常用于小型系统，容积大约为1~2立方，高位水箱应高于系统最高点1米以上；膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定的。

VP=α。

△t。

VS

VP：

膨胀水箱的有效容积，m3

α：

水的体积膨胀系数，α=0.0006l/℃

△t：

最大的水温变化值，℃

VS：

系统内的水容量，m3

当建筑物顶部安装高位膨胀水箱有困难时，可采用落地膨胀水箱，即定压罐。

定压罐的选用应以系统补水量为主要参数选取，一般系统的补水量可取总容水量的4%计算；变频泵定压是近几年发展起来的定压方式，由水泵和变频器组成，这种方式占地面积小，系统运行稳定，节电效果明显，水泵型号由补水流量和空调末端系统的高度确定。

一、风机盘管

1、风机盘管简介

风机盘管机组由盘管（热交换器一般采用二或三排管，铜管铝片）和风机（采用前向多翼离心风机或贯流风机）组成。

它使室内回风直接进入机组进行冷却去湿或加热处理。

与风机盘管机组相连接的有冷、热水管路和凝结水管路。

风机盘管的优点：

布置灵活，各房间可独立调节室温，房间不住人时可方便地关掉机组（关风机），不影响其它房间，从而比其它系统较节省运转费用。

此外，房间之间空气互不串通。

又因风机多档变速，在冷量上能由使用者直接进行一定的调节。

缺点：

对机组制作有较高的质量要求，否则在建筑物大量使用时会带来维修方面的困难。

当风机盘管机组没有新风系统同时工作时，冬季室内相对湿度偏低，故此种方式不能用于全年室内湿度有要求的地方。

风机盘管由于噪声的限制因而风机转速不能过高，所以机组剩余压头很小，气流分布受限制，适用于进深小于6米的房间。

2、风机盘管型式及特点

分类

型式

特点

适用

结

构

形

式

立式L

暗装立式一般设在窗台下，明装可设在靠墙地面上，出风口可向上或斜上方。

占用一定的地板面积，主管和水平主管需沿外墙或内墙敷设

要求地面安装、全玻璃结构的建筑物、一些公共场所及工业建筑。

卧式W

暗装或明装，节省建筑面积，可与室内建筑装饰协调布置。

对层高有一定要求。

宾馆客房、办公楼、商业建筑等

立柱式Z

占地面积小，安装、维修、管理方便，冬季可靠机组自然对流散热。

价格较贵。

宾馆客房、医院等。

吸顶式D

节省建筑面积，可与室内建筑装饰配合布置，维护管理方便，对层高有一定要求。

办公室、商业建筑等

安装形式

明装M

维护方便：

卧式明装机组吊在顶棚下，不占建筑面积；立式明装机组安装方便占有一定地板面积，积尘影响美观

卧式明装用于客房、酒吧、商业建筑等要求美观的场合；立式明装用于旧建筑改造或要求省投资、施工快的场合

暗装A

维护麻烦，卧式机组暗装在顶棚内，送风口在前部，回风口在下部或后部。

立式机组暗装在窗台下，较美观，但占地板面积

要求整齐美观的房间

3、同程和异程回水管

水系统的回水管布置方式如图所示。

在大型建筑物的水系统中，空调冷冻水系统的回水管布置方式，分为同程和异程。

同程水系统中，各个机组（风机盘管或空调箱）环路的管路总长度基本相同，各环路的水阻力大致相等，故系统的水力稳定性好，流量分配均匀。

异程回水方式的优点是管路配置简单、管材省，由于各环路的管路总长度不相等，故各环路的阻力不平衡，从而导致了流量分配不均的可能性。

如果在水管设计时，干管流速取小一些、阻力小一些，各并联支管上安装流量调节装置，增大并联支管的阻力，则异程布置水系统的流量不均匀分配的程度可以得到改善。

通常，水系统立管或水平干管距离较长时，采用同程布置。

建筑层数较少，水系统较小时，可采用异程布置，但所有支管上均应装设流量调节阀以平衡阻力。

开式水系统中，由于回水量最终进入水箱，到达相同的大气压力，故不需要采用同程布置。

4、水系统的膨胀、补水、排水与排气及凝水的排放

为了解决风机盘管闭式水系统中因水温变化而引起的水膨胀问题，应在高于回水管路最高点1～2m处设膨胀水箱，标准膨胀水箱的容积范围是0.2～4.0m3，其外形尺寸为长×宽×高＝（700×600×800）～（2500×1800×1200）mm3。

膨胀水箱上设有膨胀管、补水管、溢水管和泄水管，并设有水位控制仪或浮球阀。

水系统的注水与补水均应通过膨胀水箱来实现。

因此应将膨胀管单独与制冷站中的集水器相连。

这样，系统调试时的新注水和平时运转中的补充水，均可通过膨胀水箱注水，而使整个水系统从位置较低的集水器由低向高进行，从而将管路中的空气由下向上通过排气阀和膨胀水箱而排除。

水系统的排水阀应设在系统的最低点，以便检修或改装时能放尽管路系统中的水。

为了排除水系统中的空气，管路应考虑必要的坡度，在每层建筑物的风机盘管回水管路和新风机组回水管路的末端等均应设自动排气阀。

由于风机盘管通常在湿工况下运行（对空气进行冷却减湿），所以应设有凝水排放的管路系统。

二、组合式空调器

1、组合式空调箱是由各种空气处理功能段组成的，不带冷、热源，冷媒为水，热媒为热水或蒸汽，能够完成空气的运输、混合、冷却、加热、消声等功能。

这种机组应用于管道其阻力等于或大于100Pa的空调系统。

2、机组功能段：

对空气进行一种或几种处理功能的单元体。

机组功能段包括：

过滤段（初效、中效、亚高效、高效）、消声段、风机段（包括送风机段和回风机段）、加热段（包括一次加热和二次加热段）、冷却段、加湿段、混合段、中间段、喷淋段等。

3、各功能段简介

混合段：

回风与新风混合，位于机组上方或侧面，装有对开多叶调节器。

消声段：

消声器以消除回风至空调机组的噪声。

中间段：

为检修方便，专设单独中间段，根据要求可用可不用。

过滤段：

空气中的灰尘不仅影响人们的身体健康，而且影响产品质量，如某些生产过程中精密加工、电子、半导体、制药、精细化工都对空气中含尘量

和颗粒大小有严格的限制，空气净化处理就是去除空气中灰尘的设备。

风机段：

段内装有离心风机。

喷淋段：

水直接喷向需要处理的空气里，产生热湿交换，根据所喷淋水温不同，可以空气减湿、等湿、增湿降温和升温，还可以对空气进行净化处理。

加热段：

段内装有加热器，排数1、2、4排不等，也可以根据不同要求配制加热器，热媒采用热水或蒸汽。

冷却段：

采用肋管式表面换热器，它由管子和肋片构成，用冷水做冷媒和空气进行热交换。

回风段，1、2次回风，节能

　三、风道

风道的材料要求坚固耐用，表面光滑，易于制作且价格低廉。

可用作风管材料的有薄钢板、胶合板、纤维板、砖及混凝土等。

下面对常用的风道材料加以介绍。

（一）钢板制风道

薄钢板是最常用的材料，分普通钢板和镀锌钢板两种，一般通风空调系统采用0.5-1.5mm的钢板。

镀锌钢板使用寿命长，磨擦阻力小，风道制作快速方便，通常可在工厂预制后送至工地，也可现场制作。

但受加工设备的限制，镀锌钢板的厚度一般不宜超过1.2mm。

如消防排烟的风道一般要求2mm以上，这就只能采用普通钢板焊接而成。

相比之下，焊接钢板制作风道较为复杂一些，对焊接技术有一定要求，当空间有限时也使焊接存在一定的困难。

为了保证使用寿命，风道制作完后还必须经过防锈及防腐处理。

（二）土建式风道

以砖、混凝土等材料制作的土建式风道也是常见的一种风道，主要用于需要与建筑、结构相配合的场合。

它节省钢材，经久耐用，但阻力较大。

一般混凝土风道截面较小时无法制作；砖砌风道要求施工非常仔细，当施工质量不好时，漏风情况极为严重。

（三）非金属风道

1、无机玻璃钢风道

与钢板风道相比，无机玻璃钢风道具有耐腐蚀、使用寿命长、强度较高等优点，目前在一些建筑中已开始应用，其综合造价与钢板风道基本相同。

使用中发现的缺点是：

一是质量不稳定，一些厂商生产的材料质量较差，强度和耐火性能都达不到要求；二是风道的制作与安装不是同一单位时，现场的修改较为困难。

2、硅酸盐板风道

这种风道的特点除与无机玻璃钢风道相似外，还有一个明显的特点就是防火性能好（超过一般的钢制风道），在一些排烟管道中采用是较适当的。

但其综合造价较高，大范围的使用受到一定的限制。

3、复合玻纤管风道

对于有保温要求的风管来说，采用普通风管时，通常外表面还需一定厚度的保温材料。