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地源熱泵熱響應(yīng)測試試驗數(shù)據(jù)的分析與影響,地源熱泵熱響應(yīng)測試試驗的探討與分析,
隨著低碳概念的逐步提出,今年地源熱泵中央空調(diào)項目在全國幾乎是遍地開花。土壤源熱泵系統(tǒng)更是受到青睞,根據(jù)規(guī)范《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》2009年版的要求,土壤源熱泵項目要進行土壤熱物性的測試,但是熱物性測試卻沒有具體的測試模式。
測試儀器的工作原理均以線源(或柱源)模型與傳熱模型為理論依據(jù),但試驗方法有所差異。一是為“恒熱流法”,采用電加熱器提供穩(wěn)定熱量,記錄進出口溫度隨時間的變化,并利用數(shù)學(xué)模型反演巖土體平均導(dǎo)熱系數(shù)和孔內(nèi)熱阻。不直接提供“每米鉆孔的換熱量”的數(shù)據(jù)??梢愿鶕?jù)傳熱模型模擬地下巖土層以及回路中溫度的短期或長期(1年)的變化,計算得到地埋管換熱器總長度。另一種方法是“穩(wěn)定工況”或“恒溫法”,冷熱源建立穩(wěn)定地埋管換熱器運行工況(進水溫度和流量為某一定值),根據(jù)巖土體的冷、熱響應(yīng)情況逐漸穩(wěn)定冷、熱源的冷量或熱量輸出(出水溫度和流量),可直觀獲得每延米換熱量。還可利用數(shù)學(xué)模型反演巖土體的導(dǎo)熱系數(shù)及地埋管換熱器的綜合傳熱系數(shù)。這種方法的主要目標(biāo)是確定在“穩(wěn)定”狀態(tài)下每米鉆孔的傳熱量。這二種試驗方法前一種應(yīng)用較為廣泛,后一種試驗方法較直觀。但目前,由于對巖土體物性參數(shù)測試的認(rèn)識還在逐步深入,還不能說后一種方法是錯誤的,這個問題希望在今后的實際試驗中得到證明。
中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院和地溫專委會于2009年3月7日在北京聯(lián)合召開了“地埋管換熱器熱響應(yīng)試驗測試儀應(yīng)用研討會”。中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院總工李文鵬教授代表院領(lǐng)導(dǎo)到會,并向參加會議的各位專家和代表表示熱烈歡迎。他指出:地源熱泵技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)廣泛應(yīng)用,它是水文地質(zhì)工程地質(zhì)與暖通空調(diào)兩大專業(yè)結(jié)合。同時也促進這兩個專業(yè)的拓寬和延伸。作為一個較新型的交叉學(xué)科技術(shù),有很多新知識我們需要學(xué)習(xí)。這次召開的“地埋管換熱器熱響應(yīng)試驗測試儀應(yīng)用研討會”就是一個兩大專業(yè)結(jié)合的嘗試。目前,國內(nèi)對于這種儀器的研發(fā)和應(yīng)用仍然處在初始階段。我們非常高興為大家能提供一個平臺,各部門的同行聚集在一起交流經(jīng)驗,探討問題,展望前景,這是一項十分有意義的事情。我們作為地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測部門,十分重視地源熱泵工程對地下環(huán)境的影響。地源熱泵技術(shù)的廣泛應(yīng)用,尤其是對巖土體溫度的影響已經(jīng)達(dá)到不能忽視的地步。我們希望通過這次研討會,為今后地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計提供更準(zhǔn)確的參數(shù),為地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測與保護工作提供新的技術(shù)支撐。
參加會議的有全國10多家擁有測試儀器的單位,其中包括北京地質(zhì)勘查技術(shù)院、吉林大學(xué)、中航勘察設(shè)計研究院、河北工業(yè)大學(xué)、中國建筑科學(xué)研究院、山東建筑大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京楓葉能源科技有限公司、天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計院、上海地礦工程勘察院和浙江省工程物探勘察院。參加會議的還有中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院、中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所、中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心、長安大學(xué)、北京恒有源科技發(fā)展有限公司、河南省地?zé)嵫芯吭河邢薰?、浙江省地質(zhì)調(diào)查院,地源熱泵領(lǐng)域的老專家吳元煒教授、丁良士教授以及暖通空調(diào)和地質(zhì)學(xué)專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研的專家、代表共40多人。會議對地埋管換熱器熱響應(yīng)試驗測試儀的研制、應(yīng)用、規(guī)范和存在的問題等方面進行深入熱烈的討論。
代表們認(rèn)為,測試的主要目的是了解巖土體的基本物理性質(zhì),在此基礎(chǔ)上,掌握巖土體的換熱能力,為地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計人員結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特點等設(shè)計系統(tǒng)優(yōu)化方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),以保障系統(tǒng)長期運行的與節(jié)能。隨著我國地源熱泵技術(shù)的蓬勃發(fā)展,系統(tǒng)出現(xiàn)問題的增加,地埋管換熱器的設(shè)計工作受到越來越多的重視,因此近幾年國內(nèi)出現(xiàn)一批地埋管換熱器換熱測試設(shè)備。巖土體熱物性參數(shù)測試工作也逐步被業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注。目前國內(nèi)對地埋管換熱器換熱測試設(shè)備沒有統(tǒng)一的規(guī)定,名稱也各不相同,常見的有:
⑴ 土壤熱物性測試儀
⑵ 巖土熱物性測試儀
⑶ 熱響應(yīng)測試儀
⑷ 淺層地?zé)崮芾?、熱響?yīng)測試儀
⑸ 淺層巖土體熱物理性能原位測試儀
國內(nèi)當(dāng)前使用的儀器設(shè)備大部分為自行研制,各種技術(shù)指標(biāo)存在較大差別,經(jīng)常出現(xiàn)在同一地點,不同儀器設(shè)備所測試的結(jié)果產(chǎn)生較大的差距。為了使儀器設(shè)備發(fā)揮正常功能,為地源熱泵工程設(shè)計提供較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),有必要對測試儀器設(shè)備,測試數(shù)據(jù)校核標(biāo)準(zhǔn)、以及提交報告內(nèi)容等進行規(guī)范。會議對測試技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀以及存在的問題進行了廣泛的探討。
1.國內(nèi)外測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
(1)發(fā)展現(xiàn)狀;在20世紀(jì)80年代以前,研究地?zé)崮艿募夹g(shù)人員通常在鉆孔中采集巖土樣品,實驗室中通過穩(wěn)態(tài)測試法確定平均導(dǎo)熱系數(shù)。這種方法在地?zé)釁f(xié)會的多項研究課題中得以應(yīng)用。雖然上述過程在取樣、分析中誤差較大,但仍然廣為應(yīng)用。隨后又提出瞬態(tài)測量的探針法確定巖土體的平均導(dǎo)熱系數(shù),這在一定程度上減小了測量時間和測量誤差。然而,在一些實際工程應(yīng)用中,探針法在測量區(qū)域和測量深度上都存在局限性,其數(shù)據(jù)的重復(fù)性和可靠性都不理想。20世紀(jì)80年代中期以后,隨著地源熱泵技術(shù)在一些歐美國家的推廣應(yīng)用,巖土體熱物性測試技術(shù),即野外現(xiàn)場原位測試技術(shù)應(yīng)運而生。1983年,瑞典Morgenson就把這種測試土壤傳熱特性的方法定義為“熱響應(yīng)”。1995年他就開始建設(shè)這個測試實驗。1996年,Eklof與Gehlin利用同樣的方法探討并設(shè)計出一套可移動的測試設(shè)備,研制了臺測試設(shè)備——TED。根據(jù)熱響應(yīng)原理,就可以估計出土壤的熱容。Gehlin與Nordell利用這套可移動的測試設(shè)備,對瑞士各地的土壤傳熱特性進行測試,于1998年公布了他們測試的土壤傳熱特性數(shù)據(jù),并應(yīng)用于地源熱泵工程。隨后德國、美國、加拿大、荷蘭、瑞士、挪威、英國、土耳其、韓國等國家相繼開發(fā)了多樣形式的測試裝置(如便攜式、車載式等),積累了豐富的實踐經(jīng)驗和大量的數(shù)據(jù)。有些企業(yè)已經(jīng)批量生產(chǎn)這種測試儀,為地源熱泵系統(tǒng)研究、設(shè)計和施工部門提供設(shè)備或承擔(dān)測試任務(wù)。例如美國Ewbank Geo Testing pioneers in-situ thermal conductivity testing公司, 美國奧克拉荷馬大學(xué)(Mechanical Engineering Technology Oklahoma State University);美國奧勒岡州技術(shù)研究所地?zé)嶂行模?/span>Oregon Institute of Technology, Oregon);荷蘭(Groenholland BV, Amsterdam);瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)(Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL),Switzerland);英國地?zé)峁?,綠色能源公司、米勒樁基工程有限公司等(geowarmth公司; Lankelma Green Energy Ltd; Miller Piling Limited);德國加斯特-萊比錫大學(xué)和斯圖加特大學(xué)等(Justus-Liebig- University Giessen, Germany,University of Stuttgart,)瑞典倫德大學(xué)(Lund University)等單位在近十多年來在物性參數(shù)測試方面開展了大量試驗工作。并取得了大批巖土體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
儀器設(shè)備的形式多數(shù)為車載(或拖車)式,隨車運輸方便,自身可攜帶發(fā)電機等輔助設(shè)備,但在車輛不能通過的地帶受到限制。中型箱柜式使用時,需車輛運輸并人工(或機械吊運)搬運到現(xiàn)場,場地不受限制。便攜式測試儀體積小,攜帶方便,操作簡單,不受場地影響,但易受外界溫度影響。
(2)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀;2000年之后,我國有關(guān)科研院所和企業(yè)單位也先后開始研制巖土體熱物性測試儀,只有一家企業(yè)(際高公司)從國外全套引進熱物性參數(shù)測試儀,截至目前已有13家擁有這種儀器。其中,北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司采用物聯(lián)網(wǎng)GPRS采集器,無線傳輸至WEB端網(wǎng)絡(luò),山東建筑大學(xué)的為大型測試儀,中國建筑科學(xué)研究院、際高公司、北京工業(yè)大學(xué)、北京楓葉能源科技有限公司、河北工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、南京豐盛能源環(huán)境科技發(fā)展有限公司的為箱柜式,北京地質(zhì)勘查技術(shù)院、吉林大學(xué)、中航勘察設(shè)計研究院、天津地?zé)衢_發(fā)設(shè)計院、上海地礦工程勘察院、浙江省工程物探勘察院為車載式。其性能各有特點,它們在地源熱泵工程設(shè)計中發(fā)揮了很大的作用。
2.測試問題
(1)測試內(nèi)容;測試儀器都是要測得地下原始溫度,地埋管內(nèi)的循環(huán)水進出口溫度與流量隨測量時間的變化。這一點是共同的。但經(jīng)過進一步的計算(或者說是計算方法),一種方法計算得出系統(tǒng)所需“地埋管總長度”,另一種方法計算得出“單位延米換熱量”。
(2)測試工況;部分代表提出,恒加熱功率巖土體熱物性測試儀旨在取得巖土體平均導(dǎo)熱系數(shù),只有在進行多功率加熱實驗時,才能在一定程度上了解地埋管換熱器的排熱特性。但是,從當(dāng)前的發(fā)展趨勢上看,許多科研院所和企業(yè)單位都設(shè)計了冷/熱雙工況的巖土體熱物性測試儀,這有利于全面評價巖土體與地埋管換熱器之間的換熱能力。尤其是對于以冬季負(fù)荷為主設(shè)計的地源熱泵系統(tǒng),恒加熱功率巖土體熱物性測試儀就顯得力不從心。此外,測試工況的有效性可以通過擬合“延米換熱量-流體平均溫度”曲線來衡量。理論上,上述關(guān)系呈線性變化。如果實驗數(shù)據(jù)偏離線性較遠(yuǎn),需要補做實驗。一般而言,在正常情況下,至少要分別進行二個排熱工況和取熱工況。
另一部分代表認(rèn)為,進行熱工況或冷工況試驗所取得的參數(shù)差別不大。因此,沒有必要進行兩種工況的試驗。而且,開展兩種工況的試驗要延續(xù)較長的時間。上一般采用熱工況試驗就可以求得物性參數(shù),滿足地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計要求。
(3)測試方法;北京工業(yè)大學(xué)、山東建筑大學(xué)等單位提出,巖土體熱物性測試儀采用的“恒熱流法”,即通過電加熱器提供一個穩(wěn)定的加熱功率,記錄進出口溫度隨時間的變化。在地埋管換熱器與土壤的傳熱過程中,管內(nèi)流體進出口溫度逐漸升高,經(jīng)歷足夠長時間后趨向于穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)上述動態(tài)變化數(shù)據(jù),經(jīng)過一定的數(shù)學(xué)模型處理后,可以獲得當(dāng)?shù)貛r土體的平均導(dǎo)熱系數(shù)。采用恒功率的電加熱,儀器的結(jié)構(gòu)和控制都比較簡單,測試精度也比較容易保證。這種方法主要可用來確定巖土層的平均導(dǎo)熱系數(shù)以及鉆孔內(nèi)的熱阻。得到了巖土體熱物性數(shù)據(jù)后,可以根據(jù)一定的傳熱模型預(yù)測地下巖土層以及回路中溫度的短期、中、長期的變化,或按設(shè)計規(guī)范計算得到地埋管換熱器的總長度。采用“恒熱流法”確定巖土層的熱物性是地源熱泵協(xié)會(IGSHPA)的標(biāo)準(zhǔn)和美國采暖制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(ASHRAE)手冊所推薦的方法,也是上通行的做法。
另一種方法是以北京地質(zhì)勘查技術(shù)院為代表的“穩(wěn)定工況”或“恒溫法”,冷熱源建立穩(wěn)定地埋管換熱器運行工況(進水溫度和流量為某一定值),根據(jù)巖土體的冷、熱響應(yīng)情況逐漸穩(wěn)定冷、熱源的冷量或熱量輸出(出水溫度和流量),可直觀獲得每米換熱量。還可利用數(shù)學(xué)模型反演求得巖土體的導(dǎo)熱系數(shù),及地埋管換熱器的綜合傳熱系數(shù)。這種方法的主要目標(biāo)是確定在“穩(wěn)定”狀態(tài)下每米鉆孔的傳熱量。
目前對于“恒熱流法”和“恒溫法”這二種試驗方法應(yīng)用都較為廣泛,而且,也是目前爭論多的問題。部分代表認(rèn)為,“恒熱流法”與“恒溫法”是有本質(zhì)(基礎(chǔ)理論方面)區(qū)別,采用的基礎(chǔ)理論不同。“恒熱流法”采用的是瞬態(tài)導(dǎo)熱的反問題法:根據(jù)溫度場(溫度分布),確定導(dǎo)熱物體的熱物性,如:導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容等。而“恒溫法”是預(yù)設(shè)一個溫度(場),測定該溫度(場)下,導(dǎo)熱物體的傳熱量。這一方法的本質(zhì)是穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的正問題。即在一定的溫度條件下,測定導(dǎo)熱物體的傳熱量。
前一種是通過導(dǎo)熱系數(shù)計算孔(或地埋管)長度方法,計算較復(fù)雜。但結(jié)果更準(zhǔn)確,推薦設(shè)計時采用。另一部分代表認(rèn)為,“恒溫法”計算比較簡單、容易掌握,可以直接確定單位米數(shù)換熱量值,可以滿足地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計要求,數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的誤差是在允許范圍內(nèi)的。目前,在理論和實踐方面仍在繼續(xù)完善。
對后一種試驗方法持有不同意見,認(rèn)為這種方法沒有理論基礎(chǔ),忽略了包括換熱能力隨時間變化等因素,誤差較大,可作為方案估計時采用。這兩種方法的計算結(jié)果看,雖然分別獲得的鉆孔總長度有一定差異,但由于對巖土體物性參數(shù)測試過程的掌控水平、儀器設(shè)備本身的非規(guī)范化,以及地質(zhì)條件的復(fù)雜性都會影響測試結(jié)果,導(dǎo)致對測試方法的疑慮。鑒于對測試?yán)碚摵头椒ǖ恼J(rèn)識還在逐步深入,目前,這個問題將有待于在今后的工程實踐中得到證明。
3.《規(guī)范》中的測試問題
(1)《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》中C.4.7【條文說明】中指出“無論對其進行放熱或是取熱試驗,其導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容等熱物理性質(zhì)不會發(fā)生改變。因此本規(guī)范中統(tǒng)一采用向巖土施加一定加熱功率的方式,來進行巖土熱物性參數(shù)的測試。”,從這一點看熱物性測試方法不應(yīng)只有一種。規(guī)范規(guī)定只用放熱試驗方法是不全面的,因此,不能排除一些儀器設(shè)備取熱試驗的測試結(jié)果。
(2)C.4.9“巖土熱物性測試報告”內(nèi)容3中要求提供“參考標(biāo)準(zhǔn)”,這一標(biāo)準(zhǔn)的來源哪里?其他地區(qū)的物性參數(shù)的可比性不大,此條意見值得探討。
(3)在《規(guī)范》中C.4.9“巖土熱物性測試報告”內(nèi)容6中提到“鉆孔單位延米換熱量參考值;”一些代表提出疑義,認(rèn)為“恒溫法”測試還存在問題。建議,此修改過的《規(guī)范》應(yīng)先試行一段時間,再經(jīng)過實踐,對問題進行修改后正式執(zhí)行。另一部分代表提出,不論用什么方法測試,終設(shè)計單位要的數(shù)據(jù)是“單位延米換熱量或地埋管總長度”。
4. 測試工作的隸屬問題
華中科技大學(xué)環(huán)境學(xué)院等單位提出,關(guān)于測試工作的歸屬問題,國外的專門測試公司是不參與地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計與施工的獨立單位,國內(nèi)尚無這種相對獨立的測試單位。目前科研、院校、設(shè)計、勘察、施工(集成商)等單位都有測試儀器,并開展工程測試工作。大部分設(shè)備是為本單位的工程服務(wù),這樣缺少監(jiān)督機制。代表們認(rèn)為,隨著地源熱泵技術(shù)不斷成熟,應(yīng)用范圍和規(guī)模不斷擴大,相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范應(yīng)不斷完善。為了保證數(shù)據(jù)的客觀公正性,測試工作應(yīng)由獨立于設(shè)計、施工(集成商)以及工程甲方以外的單位執(zhí)行,按規(guī)范要求使用經(jīng)過檢定的儀器儀表測試。
5. 標(biāo)準(zhǔn)化問題;
吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院和中航勘察設(shè)計研究院提出,目前建立“標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)孔”難度較大,但可以建立人工環(huán)境,在實驗室建立用人造材料模擬地下?lián)Q熱器的工作環(huán)境,對測試儀器進行校核與標(biāo)定,以解決地下環(huán)境的多種不確定因素影響測試儀器的校核與標(biāo)定。山東建筑大學(xué)提出,為了得到可靠的數(shù)據(jù),需要對“恒熱流法”試驗的條件進行規(guī)范。
中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院、中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心等單位指出,由于此項測試儀器屬近幾年出現(xiàn)的新儀器,國家還沒有相關(guān)的規(guī)程和條文進行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)當(dāng)前地源熱泵技術(shù)的快速發(fā)展,需要制定統(tǒng)一的測試儀器數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范,引導(dǎo)監(jiān)測設(shè)備產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展,為實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同和信息溝通共享通道提供基礎(chǔ)平臺。為了地源熱泵技術(shù),包括測試技術(shù)的健康發(fā)展,要開展一系列的標(biāo)準(zhǔn)化工作:針對目前行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,我們也愿意與行業(yè)協(xié)會一起先把標(biāo)準(zhǔn)化工作開展起來。
一、明確當(dāng)前我們制定標(biāo)準(zhǔn)的目的
1, 規(guī)范市場,包括有一個統(tǒng)一的平臺,讓所測試的數(shù)據(jù)有可比性,使測得的數(shù)據(jù)擁有性。
2, 可監(jiān)督性,目前對這項技術(shù)的節(jié)能、環(huán)保作用要有可靠的途徑和手段進行監(jiān)測,讓監(jiān)督部門認(rèn)可,這可以通過標(biāo)準(zhǔn)化工作進行解決。
二、建立完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。
雖然目前在技術(shù)上存在不同的方法和意見,但我們可以根據(jù)實際情況達(dá)成一個初步的一致意見。對一些設(shè)備、方法等進行標(biāo)準(zhǔn)化,對行業(yè)發(fā)展是有宜的。通過標(biāo)準(zhǔn)體系的建立,引導(dǎo)規(guī)范市場、科學(xué)評估地源熱泵技術(shù)的節(jié)能潛力和效果,要做一系列的標(biāo)準(zhǔn)化工作。建議探討制定以下類別的標(biāo)準(zhǔn):
類,測試設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。對設(shè)備提出技術(shù)要求,如功能、儀表的準(zhǔn)確度等。
第二類,測試方法標(biāo)準(zhǔn)。重點是規(guī)定測試工況、測試方法、計算模型、測試報告格式等。在實際測試中,應(yīng)充分考慮我國地理氣候差異和工況的差異。
第三類,節(jié)能環(huán)保效益評估標(biāo)準(zhǔn)。國家去年出臺了許多鼓勵政策,對節(jié)能環(huán)保項目要有環(huán)保節(jié)能效益評估才能得到財政支持。如何評估這類項目,雖然有些單位也在做,但我們可以把它統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化。
第四類,工程技術(shù)規(guī)范,這方面建設(shè)部也在做,是單列的,由建設(shè)部和國家質(zhì)檢總局聯(lián)合頒布。
第五類,監(jiān)測類標(biāo)準(zhǔn)。在其他能源類工作中,已經(jīng)制定了一些監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。建議針對地源熱泵系統(tǒng)也應(yīng)研究制定監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)在各地都有節(jié)能監(jiān)測部門,各級主管部門都落實了節(jié)能目標(biāo)。今后,國家對各省市都會定期進行節(jié)能指標(biāo)評估。通過標(biāo)準(zhǔn)這個工具,可以使監(jiān)督檢查落到實處。因此設(shè)法對項目進行有效的監(jiān)測,是將來一個發(fā)展方向。
第六類,經(jīng)濟運行標(biāo)準(zhǔn)。工程在設(shè)計、施工之后,運行管理問題是一個不容忽視的問題。這是一個工程優(yōu)化運行的問題,管理難度較大。這類標(biāo)準(zhǔn),建議行業(yè)和企業(yè)也考慮一下。
通過這幾類標(biāo)準(zhǔn),初步建立一個體系、形成系列標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)行業(yè)健康迅速發(fā)展。
通過此次會議基本了解了我國物性參數(shù)測試工作的概況及存在問題,大部分問題還處在不完善、探索階段,還需要在今后的工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗,提高實際數(shù)據(jù)的理論分析與研究。會議還對物性參數(shù)測試工作中應(yīng)注意的其他問題進行了廣泛的討論,與會者認(rèn)為本次會議討論的內(nèi)容實際、深入,有收獲,希望今后對一些有爭議的問題開展專題討論,以指導(dǎo)地源熱泵技術(shù)的健康發(fā)展。
全自動野外地溫監(jiān)測系統(tǒng)/凍土地溫自動監(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)/地?zé)崞詹?地溫監(jiān)測哪家好選鴻鷗
礦井測溫系統(tǒng)/礦建凍結(jié)法施工溫度監(jiān)測系統(tǒng)/深井溫度場地溫監(jiān)測系統(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,淺層地溫在線監(jiān)測系統(tǒng),分布式地溫監(jiān)測系統(tǒng)
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。
若置與U形管外,請小心操作,做好電纜防護,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,并需定期對溫度進行校正。當(dāng)進行多點采集時,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。可對熱泵系統(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對地溫場的影響以及能效
比等進行綜合的科學(xué)評價,為進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)峋突毓嗑乃弧⑺疁?、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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【地下水】洗井和采樣方法對分析數(shù)據(jù)的影響 |