1 不锈钢齿轮油泵系统设计的主要步骤
( 1)建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算
建筑物冷热负荷计算与常规空调系统冷热负荷计算方法相同,可参考有关空调系统设计手册,在此不再赘述。
冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可以由下述公式 <2>计算:
其中 Q1' ——夏季向土壤排放的热量,kW
Q1——夏季设计总冷负荷,kW
Q2'——冬季从土壤吸收的热量,kW
Q2——冬季设计总热负荷,kW
COP1——设计工况下不锈钢齿轮油泵机组的制冷系数
COP2——设计工况下不锈钢齿轮油泵机组的供热系数
一般地,不锈钢齿轮油泵机组的产品样本中都给出不同进出水温度下的制冷量、制热量以及制冷系数、供热系数,计算时应从样本中选用设计工况下的 COP1、COP2 。若样本中无所需的设计工况,可以采用插值法计算。
( 2)地下热交换器设计 http://www.jinanyoubeng.com/buxiugang.html
这部分是不锈钢齿轮油泵系统设计的核心内容,主要包括地下热交换器形式及管材选择,管径、管长及竖井数目、间距确定,管道阻力计算及水泵选型等。(在下文将具体叙述) 编者按:本文主要介绍了不锈钢齿轮油泵系统的设计方法和步骤,重点论述了地下热交换器的设计过程。并举例加以说明。( 3)其它
2 地下热交换器设计
2.1 选择热交换器形式
2.1.1 水平(卧式)或垂直(立式)
在现场勘测结果的基础上,考虑现场可用地表面积、当地土壤类型以及钻孔费用,确定热交换器采用垂直竖井布置或水平布置方式。尽管水平布置通常是浅层埋管,可采用人工挖掘,初投资一般会便宜些,但它的换热性能比竖埋管小很多 <3>,并且往往受可利用土地面积的限制,所以在实际工程中,一般采用垂直埋管布置方式。
根据埋管方式不同,垂直埋管大致有 3种形式:(1)U型管(2)套管型(3)单管型(详见<2>)。套管型的内、外管中流体热交换时存在热损失。单管型的使用范围受水文地质条件的限制。U型管应用最多,管径一般在50mm以下,埋管越深,换热性能越好,资料表明<4>:最深的U型管埋深已达180m。U型管的典型环路有3种(详见<1>),其中使用最普遍的是每个竖井中布置单U型管。
2.1.2 串联或并联
地下热交换器中流体流动的回路形式有串联和并联两种,串联系统管径较大,管道费用较高,并且长度压降特性限制了系统能力。并联系统管径较小,管道费用较低,且常常布置成同程式,当每个并联环路之间流量平衡时,其换热量相同,其压降特性有利于提高系统能力。因此,实际工程一般都采用并联同程式。结合上文,即常采用单 U型管并联同程的热交换器形式。
2.2 选择管材
一般来讲,一旦将换热器埋入地下后,基本不可能进行维修或更换,这就要求埋入地下管材的化学性质稳定并且耐腐蚀。常规空调系统中使用的金属管材在这方面存在严重不足,且需要埋入地下的管道的数量较多,应该优先考虑使用价格较低的管材。所以,不锈钢齿轮油泵系统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,它们可以弯曲或热熔形成更牢固的形状,可以使用50年以上;而PVC管材由于不易弯曲,接头处耐压能力差,容易导致泄漏,因此,不推荐用于地下埋管系统。
2.3 确定管径
在实际工程中确定管径必须满足两个要求 <2>:(1)管道要大到足够保持最小输送功率;(2)管道要小到足够使管道内保持紊流以流体与管道内壁之间的传热。显然,上述两个要求相互矛盾,需要综合考虑。一般并联环路用小管径,集管用大管径,地下热交换器埋管常用管径有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm,管内流速控制在1.22m/s以下,对更大管径的管道,管内流速控制在2.44m/s以下或一般把各管段压力损失控制在4mH2O/100m当量长度以下<1>。
2.4 确定竖井埋管管长
地下热交换器长度的确定除了已确定的系统布置和管材外,还需要有当地的土壤技术资料,如地下温度、传热系数等。编者按:本文主要介绍了不锈钢齿轮油泵系统的设计方法和步骤,重点论述了地下热交换器的设计过程。并举例加以说明。
文献 <2>介绍了一种计算方法共分9个步骤, 很繁琐,并且部分数据不易获得。在实际工程中,可以利用管材“换热能力”来计算管长。换热能力即单位垂直埋管深度或单位管长的换热量,一般垂直埋管为70~110W/m(井深),或35~55W/m(管长),水平埋管为20~40W/m(管长)左右<3>。
设计时可取换热能力的下限值,即35W/m(管长),具体计算公式如下:
(3) 其中 Q1'——竖井埋管总长,m
L ——夏季向土壤排放的热量,kW
分母“35”是夏季每m管长散热量,W/m
2.5 确定竖井数目及间距
国外,竖井深度多数采用 50~100m<2>,设计者可以在此范围内选择一个竖井深度H,代入下式计算竖井数目:
(4) 其中 N——竖井总数,个
L——竖井埋管总长,m
H——竖井深度,m
分母“2”是考虑到竖井内埋管管长约等于竖井深度的2倍。
然后对计算结果进行圆整,若计算结果偏大,可以增加竖井深度,但不能太深,否则钻孔和安装成本大大增加。
关于竖井间距有资料指出: U型管竖井的水平间距一般为4.5m<3>,也有实例中提到DN25的U型管,其竖井水平间距为6m,而DN20的U型管,其竖井水平间距为3m<4>。若采用串联连接方式,可采用三角形布置(详见<2>)来节约占地面积。 http://www.tebeng.com/
2.6 计算管道压力损失
在同程系统中,选择压力损失最大的油泵机组所在环路作为最不利环路进行阻力计算。可采用当量长度法,将局部阻力件转换成当量长度,和管道实际长度相加得到各不同管径管段的总当量度,再乘以不同流量、不同管径管段每 100m管道的压降,将所有管段压降相加,得出总阻力。
2.7 水泵选型
根据上述计算最不利环路所得的管道压力损失,再加上油泵机组、平衡阀和其他设备元件的压力损失,确定水泵的扬程,需考虑一定的安全裕量。根据系统总流量和水泵扬程,选择满足要求的水泵型号及台数。
2.8 校核管材承压能力
管路最大压力应小于管材的承压能力。若不计竖井灌浆引起的静压抵消,管路所需承受的最大压力等于大气压力、重力作用静压和水泵扬程一半的总和 <1>,即:
其中p ——管路最大压力,Pa 编者按:本文主要介绍了不锈钢齿轮油泵系统的设计方法和步骤,重点论述了地下热交换器的设计过程。并举例加以说明。
p0'——建筑物所在的当地大气压,Pa
ρ——地下埋管中流体密度,kg/m3
g ——当地重力加速度,m/s2
h——地下埋管点与闭式循环系统点的高度差,m
ρh——水泵扬程,Pa
3 其它
3.1 与常规空调系统类似,需在高于闭式循环系统点处(一般为1m)设计膨胀水箱或膨胀罐,放气阀等附件。
3.2 在某些商用或公用建筑物的地源油泵系统中,系统的供冷量远大于供热量,导致地下热交换器十分庞大,价格昂贵,为节约投资或受可用地面积限制,地下埋管可以按照设计供热工况下最大吸热量来设计,同时增加辅助换热装置(如冷却塔+板式换热器,板式换热器主要是使建筑物内环路可以独立于冷却塔运行)承担供冷工况下超过地下埋管换热能力的那部分散热量。该方法可以降低安装费用,地源油泵系统具有更大的市场前景,尤其适用于改造工程<1>。
4 设计举例 http://www.botebeng.com/
4.1 设计参数
上海某复式住宅空调面积 212m2。
4.1.1 室外设计参数
夏季室外干球温度 tw=34℃, 湿球温度ts=28.2℃
冬季室外干球温度 tw=-4℃, 相对湿度φ=75%
4.1.2 室内设计参数
夏季室内温度 tn=27℃, 相对湿度φn=55%
冬季室内温度 tn=20℃, 相对湿度φn=45%
4.2 计算空调负荷及选择主要设备
参考常规空调建筑物冷热负荷的计算方法,计算得到各房间冷热负荷并选择风机盘管型号;考虑房间共用系数(取 0.8),得到建筑物夏季设计总冷负荷为24.54kW,冬季设计总热符负荷为16.38kW,选择WPWD072型不锈钢齿轮油泵机组2台,本设计举例工况下的 COP1=3.3,COP2 =3.7。
4.3 计算地下负荷
根据公式( 1)、(2)计算得 kW
kW
取夏季向土壤排放的热量 Q1 '进行设计计算。 编者按:本文主要介绍了不锈钢齿轮油泵系统的设计方法和步骤,重点论述了地下热交换器的设计过程。并举例加以说明。
4.4 确定管材及埋管管径
选用聚乙烯管材 PE63(SDR11),并联环路管径为DN20,集管管径分别为DN25、DN32、DN40、DN50,如图1所示。
4.5 确定竖井埋管管长
根据公式( 3)计算得
m
4.6 确定竖井数目及间距http://www.botoutebeng.com/
选取竖井深度 50m,根据公式(4)计算得
个
圆整后取 10个竖井,竖井间距取4.5m。
4.7 计算地埋管压力损失
参照本文 2.6介绍的计算方法,分别计算1-2-3-4-5-6-7-8-9-10―11―11′-1′各管段的压力损失,得到各管段总压力损失为40kPa。再加上连接到油泵机组的管路压力损失,以及油泵机组、平衡阀和其他设备元件的压力损失,所选水泵扬程为15mH2O。
4.8 校核管材承压能力
上海夏季大气压力p0' = 100530 Pa,水的密度 ρ=1000 kg/m3,
当地重力加速度g =9.8 m/s2,高度差h=50.5 m
重力作用静压ρgh =494900 Pa
水泵扬程一半0.5 ρh=7.5 mH2O=73529 Pa
因此,管路最大压力 p=p0'+ρgh+0.5 ρh=668959 Pa(约0.7Mpa)
聚乙烯 PE63(SDR11)额定承压能力为1.0MPa,管材满足设计要求。
5 结论
地源油泵系统在我国长江流域及其周围地区具有广阔的应用前景,但有关影响不锈钢齿轮油泵系统广泛应用的主要因素(如地下热交换器的传热强化、土壤性质等)的研究还很有限,设计时大致可以遵循以下原则:
( 1)若建筑物周围可利用地表面积充足,应首先考虑采用比较经济的水平埋管方式;相反,若建筑物周围可利用地表面积有限,应采用竖直U型埋管方式。
( 2)尽管可以采用串联、并联方式连接埋管,但并联方式采用小管径,初投资及运行费用均较低,所以在实际工程中常用,且为了保持各并联环路之间阻力平衡,设计成同程式。
( 3)选择管径时,除考虑安装成本外,一般把各管段压力损失控制在4mH2O/100m(当量长度)以下,同时应使管内流动处于紊流过渡区。 更多详情请浏览:http://www.jinanyoubeng.com/http://www.tezhongbeng.com/http://www.beng88.com/
产品技术参数:
•符合GB/T 24689.6—2009 国家标准,符合Q/JD 06-2008标准
•空气温度传感器 测量范围: -40℃~60℃
•空气湿度传感器 测量范围:10~100%RH
•土壤温度传感器 测量范围:-40℃~60℃
•土壤湿度传感器 测量范围:10~100%RH
•光照度 测量范围:0~20万Lx
•风速传感器 测量范围:0.2~35米/秒
•风向传感器 测量范围:东、东南、南、西南、西、西北、北、东北八个方向
•蒸发量传感器 测量范围:0~10mm/hr
•降雨量传感器 测量范围:0~200mm/hr
•结露传感器 测量范围:是/否
•气压传感器 测量范围:0~1100hPa
•总辐射传感器 测量范围:0~2000W
•光合辐射传感器 测量范围:0~2000W
•采集主机每小时存储一次测量参数,可存储一年数据(8760次),可通过移动存储设备将数据转存
•绝缘电阻:≥2.5MΩ
•工作电压:DC12V,适用电源电压220V,也适用于太阳能和风能等其它能源
ScanArm V2 便携式三维激光扫描测量系统 FARO推出多用途3D激光扫描测量臂,便携式7轴三维激光扫描测量臂FARO Laser ScanArm三维激光扫描测量臂在工业界实现期七轴测量臂与激光扫描头的结合,在同一坐标系下实现接触式测量和非接触式快速扫描测量。 与其他扫描系统不同,FARO ScanArm的测头和激光扫描头实现了数字化互换,可同时使用,无需在两者间更换。用户可用Arm的硬测头采集简单的点变化,再用激光扫描头扫描所需的大量点云数据 (大于19,000点/每秒),此过程中省去了诸如增加或更换附件、解开数据电源线或用另一个三坐标来采集数据等环节,大大节约了时间。 无需第三方附件;扫描头和测量臂使用同一数据线和电源线,无额外的线缆缠绕来干扰测量臂的无限位旋转能力。用户使用一套FARO产品就可获得最多的可处理的数据,相比同行业中需要整合多个厂家的独立设备来完成非接触和接触测量而言,将会极大提高测量的精度和效率。值得一提的是,ScanArm还拥有”Auto Material”(自动调整数据)的功能,它会取样物体表面的数据,调整扫描头设置以扫描效果。 ScanArm是非接触式测量的理想设备,包括检测、点云-CAD比对、快照、逆向工程和3-D建模。用户不仅可以使用FARO研发的与Arm配套的CAM2 Measure软件,也 可以自行选择例如Geomagic、PolyWorks和Rapidform等点云处理软件。引进行业进的七轴接触/非接触式三坐标激光扫描式测量系统: FARO扫描测量臂。与其它的激光扫描系统不同,扫描臂的硬探头和3D激光扫描头能交替进行数字化处理而无需拆下任何部件。用户可以用扫描臂的硬探头采集简单点变化。然后将需要较大量数据的(每秒13,000个点以上)区域进行数字化处理就可输出数据-不用浪费添加或拆除附件的时间,也不用解开电缆系统,或使用单独的三坐标测量机激光扫描测量臂上没有其它附件,外接电源,或电缆影响扫描臂的无限旋转能力,所以用户可以最大限度的进行数据处理,得到的精度并提率,这比起其它复杂的测量方法而言要得多。扫描臂甚至还有“自动材料处理”特点,它可以对物体表面进行取样,然后调整扫描臂的设置以确保最的扫描。扫描臂非常适合于无接触测量应用,包括检测,点云对比,快速成型设计,逆向工程和3D建模。用户不仅可以在扫描臂和原有的CAM2测量软件中分析数据,也可以在他们选择的点云评估软件,例如 Geomagic, PolyWorks and Rapidform,中分析数据。特点:·封闭式结构设计·内置双模式自动触发和硬式探头·可移动式手柄·可重复快速安装固定·集成液晶测距仪·超轻结构,便于携带·全内置电缆优点:·在恶劣的测量环境中仍能保持其功能并经久耐用·不用拆除任何部件即可实现数字化转换·在无应力状态下即可使用·不用重复校准即可快速拆下探针·不断选择的扫描距离·提供真正地随地测量功能·充分体现7轴FaroArm的无限旋转功能说明:扫描头说明:测量频率:每秒28幅图像,每一图像480个点,即每秒13440个点重量:530克规格:105h×44w×124d扫描距离:4英寸至6.5英寸耐温,光学尺寸稳定同FARO七轴测量臂直接兼容。支持无限旋转。扫描测量臂说明操作温度范围:0 到45°C温度周期:小于5摄氏度/5分钟湿度:95%,无冷凝校准时效:保护: 按照IP64标准提供保护加速度允许角向加速度:大于105弧度/秒2振动最大值:55到2000赫兹 (IEC 68-2-27)震动和冲击:6 ms(IEC 68-2-27)电源提供:全球通用电压- 85-245VAC, 50/60 Hz认证:符合欧洲安全标准·EN50081-1: 1991B级(辐射和导电性)·EN50082-1: 1991 (ESD, RI, EFT)IEC 801-2 (1991), 8kV ACIEC 801-3 (1984), 3 V/mIEC 801-4 (1988), 0.5 kV Signal Lines(单线), 1kV AC电源线(电源线)QQ:362233152http://www.cnydyq.com http://www.02017.nethttp://www.tesa17.cn E-mail:gz19@163.com广精仪器旗下系列专业网站:广州精密仪器网http://www.cnydyq.com/,广州精密量具网http://www.tesa17.cn/,广州精密计量仪器网http://www.02017.net/三维激光扫描系统,激光跟踪仪,三坐标划线仪,表面粗糙度仪等便携式三坐标测量臂便携式三坐标测量臂便携式三坐标测量臂便携式三坐标测量臂三坐标划线仪三坐标划线仪三坐标划线仪三坐标测量机三坐标测量机三坐标测量机三坐标测量机三坐标测量机
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性能特点 基准频率参考信号的低噪声、长距离分布传输 使用光纤进行分布传输,传输距离可达到 2km 无接地电流回路 分布传输损耗低 传输过程不会为基准频率参考信号带来噪声和干扰 光纤具有柔软、轻便、直径小的特点,便于用户安装 防电磁脉冲(EMP)干扰 为客户提供灵活的解决方案 解决方案经济实惠
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