CN205561120U - 新风预处理地热交换系统 - Google Patents

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李震
李迪
李向前
宋文寅
孙璐楠
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Abstract

一种新风预处理地热交换系统,它包括通过通风管路连通的室外新风取风部分、地热交换部分和室内新风处理部分三部分,其特征是室外新风取风部分设置于地上,室外新风取风部分包括自上而下依次布置且连通的新风口,粗效过滤装置,中效过滤装置,静电除尘装置,固体除湿装置;地热交换部分包括地埋管,设置于地埋管上的温度测点、气动清洗装置预留口和流量测点;室内新风处理部分包括新风机组,排水管,新风阀门、静压箱,新风管道。

Description

新风预处理地热交换系统
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种地热交换系统,尤其设及一种新风预处理地热交换系统。
背景技术
[0002] 现有技术中有一种地埋管式节能换气系统,其尚未解决的问题主要有:
[0003] 1、原专利室外新风先通过地埋管进入室内,在室内新风机组入口处设置过滤装 置,而在室外新风取风口处未设置过滤和集尘装置。由于国内室外空气污染较严重,如果室 外新风未经处理直接进入地埋通风管道,势必会造成地埋通风管道的集尘和微生物在管内 滋生。运样通过地埋管处理的新风会成为一种新的污染源,进入室内会恶化室内空气品质。
[0004] 2、原专利对地埋通风管道材质、埋深、管长、坡度、风速等技术指标的设置缺乏详 细的计算方法。而运些指标直接与系统换热效果密切相关,如果不确定运些技术指标,系统 难W进行设计和定量分析,不能真正的指导设计。
[0005] 3、原专利对于夏季运行,管壁内产生凝结水是通过自流汇集到集水井坑中集中排 出。而实际工程中,由于凝结水量与室外气象条件、送风量大小和地热交换器降溫效果有密 切关系,存在凝结水量比较小,不能汇集,贴附在管壁上,无法排出的可能性,进而形成灰尘 聚集和霉菌滋生的问题。在原专利中未考虑采取相应的技术措施解决此问题。
[0006] 4、原专利缺乏对地热交换系统实际运行效果的监测功能。对新风预处理后效果缺 乏监测,无法判断系统运行是否达到预期的效果。
发明内容
[0007] 本实用新型所要解决的技术问题是:(a) W提高换热效率为目标,对地热交换系统 的埋管深度、管长、管内风速等技术参数进行优化;(b)地热交换系统凝结水排出和清洗方 法;(C)地热交换系统运行参数监测方法。
[000引本实用新型所采取的技术方案为:一种新风预处理地热交换系统,它包括通过通 风管路连通的室外新风取风部分、地热交换部分和室内新风处理部分Ξ部分,其特征是室 外新风取风部分设置于地上,室外新风取风部分包括自上而下依次布置且连通的新风口, 粗效过滤装置,中效过滤装置,静电除尘装置,固体除湿装置。
[0009] 新风口距离地面大于等于2. Om,新风口内设置达到粗效过滤器,对粒径> 5.0皿, 过滤效率90>E>70%,采用初效无纺布平铺于框架内,滤料双面金属网固定的结构形式;中 效过滤装置包括压差监测装置和中效过滤器,中效过滤器的初阻力在50-90Pa左右,终阻力 在100-180化左右,对粒径>1.0皿,过滤效率99>E>70%,采用袋式结构,确保气流均衡地 充满整个袋子。固体除湿装置为圆柱形的固体吸附除湿固定床,在固体吸附除湿固定床内 部设置有用W放置固体吸附剂的格板或孔板,吸附剂为活性氧化侣。
[0010] 地热交换部分包括地埋管,设置于地埋管上的溫度测点、气动清洗装置预留口和 流量测点;地埋管由至少两列相互连通且并排布置的直径150-500mm高密度聚乙締管道组 成,每列地埋管管道长度30-50m;地埋管有2%-3%的坡度,坡向与地热交换器内气流方向相 同;并列的地埋管之间,地埋管和建筑物之间均应保持ImW上的距离,地埋管埋深4mW下, 地埋管管道内风速控制在2m/s。
[0011] 室内新风处理部分包括新风机组,排水管,新风阀口、静压箱,新风管道;静压箱进 风端设两个接口,一个接口与地埋管相连,另一接口连接新风管道;排水管安装在地埋管与 静压箱之间的管路上;静压箱的出风口连通新风机组,新风机组将新风通过管路送入室内; 新风阀口安装在新风管道与静压箱之间的管路上。新风阀口 13平常关闭,只有在地埋管系 统进行检修时,才开启。
[0012] 本实用新型的具体特点还有,静压箱采用框架式结构,内部粘贴50mm吸音材料,内 敷一层穿孔率为30%穿孔锻锋铁皮。主要作用是减少动压、增加静压、稳定气流和减少气流 振动。同时在机房现场风管安装距离无法满足变径所要求的长度时,便于风管之间的相互 连接。
[0013] 地埋管每隔10m在管内设1个溫度监测装置。在地埋管的取风口和进入建筑物之的 地面不同深度设置±壤溫度监测装置,深度每增加 Im设置1个±壤溫度监测装置。
[0014] 在地埋管的管道直管段处预留1个风量测试接口。在地埋管管路系统上每隔10- 15m设置一个清洗口,清洗口采用堵头封闭;清洗口采用直径不小于150mm的Ξ通,在管道清 洗时,卸下堵头,将风管气动清洗装置对接该Ξ通对地埋管进行清洗。
[0015] 本实用新型的有益效果是:(a)新风通过地热交换系统预处理,冬季可W把室外新 风从室外环境溫度-10°c提升到0-5°C,溫升10-15°c,采暖能耗降低10%w上。夏季能把新风 从室外环境溫度34°C降低到28°C左右溫降6-8°C左右,空调能耗降低15%W上。
[0016] (b)新风口距离地面大于等于2. Om,作用是防止吸入±壤散发的氮等有害物质。
[0017] (C)通过压差监测功能可W自动监测中效过滤器是否堵塞,从而提醒用户及时更 换过滤器。
[0018] (d)地埋管至少两列并排布置作用是在有限可用地范围内,尽量保证地热交换器 的换热面积。
[0019] (e)地埋管坡度设置作用一是防止在极端天气下管内可W出现的凝结水,二是为 今后管道清洗后排水提供可能。
[0020] (f)加新风过滤和地热交换系统清洗装置,可W去除风管内附着含有微生物的粉 尘状物质,减少室内污染源,同时可W确保空调系统的高效运行。
[0021] (h)增加固体除湿装置使处理的气体通过它,吸附质被吸附在吸附剂上夏季新风 进行预除湿处理,提高新风的露点溫度,保证新风通过地热交换器降溫后HDPE管道内壁不 会出现结露和凝结水现象。
[0022] (i)通过设置在地热交换系统各处的溫度监测点,可W准确掌握系统的运行状况, 对运行参数达不到设计要求时,及时采取措施进行系统维护。
[0023] 选用皿阳管道原因是:
[0024] 1)连接可靠:聚乙締管道系统之间采用电热烙方式连接,接头的强度高于管道本 体强度。
[0025] 2)低溫抗冲击性好:聚乙締的低溫脆化溫度极低,可在-60-60°C溫度范围内安全 使用。冬季施工时,因材料抗冲击性好,不会发生管子脆裂。
[0026] 3)抗应力开裂性好:HDI^具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能 力,耐环境应力开裂性能也非常突出。
[0027] 4)耐化学腐蚀性好:HDI^管道可耐多种化学介质的腐蚀,±壤中存在的化学物质 不会对管道造成任何降解作用。聚乙締是电的绝缘体,因此不会发生腐烂、生诱或电化学腐 蚀现象;此外它也不会促进藻类、细菌或真菌生长。
[0028] 5)可晓性好:皿PE管道的柔性使得它容易弯曲,工程上可通过改变管道走向的方 式绕过障碍物,在许多场合,管道的柔性能够减少管件用量并降低安装费用。
[0029] 6)水流阻力小:HDPE管道具有光滑的内表面,其曼宁系数为0.009。光滑的表现和 非粘附特性保证皿PE管道具有较传统管材更高的输送能力,同时也降低了管路的压力损失 和输水能耗。
附图说明
[0030] 图1是本实用新型新风预处理地热交换系统组成示意图。
[0031] 图中:1-新风口;2-粗效过滤器;3-中效过滤装置;4-静电除尘装置;5-固体除湿装 置;6-地埋管;7-溫度测点;8-气动清洗装置的预留口; 9-流量测点;10-地热交换器;11-± 壤溫度测点;12-排水管;13-新风阀口; 14-静压箱;15-新风机组;16-新风管道。
具体实施方式
[0032] 如图1所示:一种新风预处理地热交换系统,它包括通过通风管路连通的室外新风 取风部分、地热交换部分和室内新风处理部分Ξ部分,室外新风取风部分设置于地上,室外 新风取风部分包括自上而下依次布置且连通的新风口 1,中效过滤装置3,静电除尘装置4, 固体除湿装置5;新风口 1距离地面大于等于2 . Om,新风口 1内设置粗效过滤器2,对粒径> 5. Ομπι,过滤效率90>E>70%,;中效过滤装置3,中效过滤器的初阻力在50-90化左右,终阻 力在100-180Pa左右,对粒径>1.0皿,过滤效率99>E>70%。固体除湿装置为圆柱形的固体 吸附除湿固定床,在固体吸附除湿固定床内部设置有用W放置固体吸附剂的格板或孔板。
[0033] 地热交换部分包括地埋管6,设置于地埋管6上的溫度测点7、气动清洗装置预留口 8和流量测点9;地埋管6由至少两列相互连通且并排布置的直径150-500mm高密度聚乙締 (皿PE)管道组成,每列地埋管6管道长度30-50m。地埋管6有地埋管有2%-3%的坡度,坡向与 地热交换器内气流方向相同;并列的地埋管6之间,地埋管6和建筑物之间均应保持ImW上 的距离,地埋管6埋深4m W下,地埋管6管道内风速控制在2m/s W下。
[0034] 地热交换部分的地埋管6-端与室外新风取风部分的固体除湿装置5连通,另一端 与室内新风处理部分的静压箱14相连通;
[0035] 室内新风处理部分包括新风机组15,排水管12,新风阀口 13、静压箱14,新风管道 16。静压箱进风端设两个接口,一个接口与地埋管相连,另一接口连接新风管道16。排水管 12安装在地埋管与静压箱之间的管路上。静压箱的出风口连通新风机组,新风机组15将新 风通过管路送入室内;新风阀口 13安装在新风管道16与静压箱之间的管路上。新风阀口 13 平常关闭,只有在地埋管系统进行检修时,才开启。
[0036] 静压箱14采用框架式结构,内部粘贴50mm吸音材料,内敷一层穿孔率为30%穿孔锻 锋铁皮。主要作用是减少动压、增加静压、稳定气流和减少气流振动。同时在机房现场风管 安装距离无法满足变径所要求的长度时,便于风管之间的相互连接。地埋管6每隔10m在管 内设1个溫度监测装置。在地埋管6的取风口设置1个±壤溫度监测装置,进入建筑物之前的 地面不同深度设置±壤溫度监测装置,深度每增加 Im设置1个±壤溫度监测装置。
[0037] 在地埋管6的管道直管段处预留1个风量测试接口。在地埋管6管路系统上每隔10- 15m设置一个清洗口,清洗口采用堵头封闭;清洗口采用直径不小于150mm的Ξ通,在管道清 洗时,卸下堵头,将风管气动清洗装置对接该Ξ通对地埋管进行清洗。
[0038] 试验过程和试验数据。
[0039] 采用了新风预处理地热交换系统,通过计算模拟分析和运行工况实际检测,该系 统的主要数据如下:(a)新风进风口设置过滤除尘装置,减少进入地热交换系统灰尘的70% W上,对PM2.5净化率达到90% W上,可W有效改善室内空气质量。
[0040] (b)新风进风口设置可更换的固体吸附材料的吸附除湿装置,对室外空气进行初 步的除湿处理,夏季空调干球溫度34.7°C,湿球溫度26.8°C情况下,处理后空气干球溫度 27.5°C,湿球溫度19.5°C,相对湿度50%,地热交换系统不发生结露现象。
[0041] (C)地热交换系统在长期运行后,还是需要进行清洗。通过地热交换系统预留的Ξ 通,与空调风管清洗气动清洗机连接。通过预留Ξ通使清洗毛刷进入地埋管管道。毛刷可通 过调节空气的压力W及流量获得合适的前进速度。
[0042] (d)通过建立地热交换系统的换热数学模型,考虑经济性和运行效果,优化系统各 部分的技术参数,提出具体的设计指标。±壤溫度测试数据如下:
[0043] 不同埋深±壤溫度
[0044]
Figure CN205561120UD00061
[0045] 通过不同埋深的±壤溫度可W看到,到夏季4m埋深的±壤溫度已经趋于稳定,不 随深度加深而变化。因此从经济和溫度两个方面考虑,最终埋深确定为4m。
[0046] 夏季工况测试数据。
[0047] 不同风速地埋管空气出口溫度的变化 [004引
Figure CN205561120UD00062
[0049] 从测试数据可W看到,在风量一定的情况下,2m/s风速W后,地埋管出口溫度趋于 稳定,考虑到新风预处理地热交换系统地埋管管路不长,增加风速会加大管道阻力,考虑运 行成本和实际运行效果,地埋管风速采用2m/s。
[0050] (e)在系统适当位置设置溫度测点,对系统的运行状况进行实施监测,对实际运行 的效率进行分析,并根据实测数据验证计算模型的可靠性。

Claims (6)

1. 一种新风预处理地热交换系统,它包括通过通风管路连通的室外新风取风部分、地 热交换部分和室内新风处理部分三部分,其特征是室外新风取风部分设置于地上,室外新 风取风部分包括自上而下依次布置且连通的新风口,粗效过滤装置,中效过滤装置,静电除 尘装置,固体除湿装置; 新风口距离地面大于等于2.0m,新风口内设置达到粗效过滤器,对粒径彡5. ομπι,过滤 效率90>Ε多70%,采用初效无纺布平铺于框架内,滤料采用双面金属网固定;中效过滤装置 包括压差监测装置和中效过滤器,中效过滤器的初阻力在50-90Pa左右,终阻力在100-180Pa左右,对粒径彡1. Ομπι,过滤效率99 > E彡70%,采用袋式结构; 固体除湿装置为圆柱形的固体吸附除湿固定床,在固体吸附除湿固定床内部设置有用 以放置固体吸附剂的格板或孔板,吸附剂为活性氧化铝; 地热交换部分包括地埋管,设置于地埋管上的温度测点、气动清洗装置预留口和流量 测点; 地埋管由至少两列相互连通且并排布置的直径150-500mm高密度聚乙烯管道组成,每 列地埋管管道长度30-50m;地埋管有2%-3%的坡度,坡向与地热交换器内气流方向相同;并 列的地埋管之间,地埋管和建筑物之间均应保持Im以上的距离,地埋管埋深4m以下,地埋管 管道内风速控制在2m/s; 室内新风处理部分包括新风机组,排水管,新风阀门、静压箱,新风管道;静压箱进风端 设两个接口,一个接口与地埋管相连,另一接口连接新风管道;排水管安装在地埋管与静压 箱之间的管路上;静压箱的出风口连通新风机组,新风机组将新风通过管路送入室内;新风 阀门安装在新风管道与静压箱之间的管路上。
2. 根据权利要求1所述的新风预处理地热交换系统,其特征是静压箱采用框架式结构, 内部粘贴50mm吸音材料,内敷一层穿孔率为30%穿孔镀锌铁皮。
3. 根据权利要求1所述的新风预处理地热交换系统,其特征是地埋管每隔IOm在管内设 1个温度监测装置。
4. 根据权利要求1所述的新风预处理地热交换系统,其特征是在地埋管的取风口和进 入建筑物之的地面不同深度设置土壤温度监测装置,深度每增加 Im设置1个土壤温度监测 装置。
5. 根据权利要求1所述的新风预处理地热交换系统,其特征是在地埋管的管道直管段 处预留1个风量测试接口。
6. 根据权利要求1所述的新风预处理地热交换系统,其特征是在地埋管管路系统上每 隔10-15m设置一个清洗口,清洗口采用堵头封闭。
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