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浅析泰安地区地源热泵回填料的性价比
摘要:热泵技术是应用低位可再生能源的重要技术措施之一。通过长期对地源热泵系统地源井的施工,总结出在实际施工过程中采用何种回填料其性价比最高、更优,哪种回填料最适合泰安市区的地质结构,能确保整个工程最好、更优的实施效果。
关键词:泰安;地源热泵;回填料
1 前言
地源热泵技术是一项多学科知识的结合,它包括土壤环境学、钻探、热交换、制冷、暖通空调、建筑材料学等,影响地源热泵系统性能的因素有很多方面。其关键技术是地下换热器的优化设计、土壤热性能研究、回填材料的研发和供暖、制冷系统的合理配置[1]。
土壤耦合地热交换器是土壤源热泵的核心,直接影响到项目的成败。而回填料选用的好坏直接影响土壤耦合地热交换器的换热效果,本文列出在实际施工过程中经常采用的几种回填料的性能特点进行实施效果及经济参数进行下对比,选择出最适合泰安地质的回填材料。
2 常用的几种回填料
膨润土加细沙的配比回填料[2]
膨润土又名膨土岩、斑脱石、甘土、皂土、陶土、白泥。俗名称观音土。是以蒙脱石为主要成份的粘土矿物,其化学成份相当稳定,被誉为“万能石”。在多水条件下,膨润土晶体结构非常微细,这一特殊的微细晶体结构决定其有许多优良特性,如高分散性、悬浮性、膨润性、粘结性、吸附性、阳离子交换性等。膨润土和水砂等掺合物的粘结性和可塑性一般以湿压强度(湿态抗压强度)、热湿拉强度表示。湿压强度是评价膨润土的湿态粘结能力。湿压强度、热湿拉强度是铸造工业评价膨润土质量好坏的重要指标之一,蒙脱石含量越高,膨润土的湿态粘结力也越大,湿压强度、热湿拉强度高;同一蒙脱石含量的膨润土膨润值越高,膨润土的湿态粘结力也越大。
细沙的主要组成为二氧化硅。在自然界分布很广,如石英、石英砂等。白色或无色,含铁量较高的是淡黄色。用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅铁、型砂、单质硅等。天然的二氧化硅分为晶态和无定形两大类,晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。二氧化硅是硅原子跟四个氧原子形成的四面体结构的原子晶体,整个晶体又可以看作是一个巨大分子,SiO2是最简式,并不表示单个分子。,熔点1723+5℃,沸点2230℃。无定形二氧化硅为白色固体或粉末。化学性质很稳定。不溶于水也不跟水反应。
膨润土基灌浆材料具有较低的热传导系数,但随着石英砂含量的增加,其导热系数亦不断增加。在石英砂含量达到近70%时,~?K。在地下水位长年保持较高,地下水流动性较好的地区,宜在灌浆材料配比中适量增加膨润土含量,因为膨润土在饱水状态下,吸水膨胀,可使灌浆材料与钻孔壁以及换热管道密切接触,有效降低接触热阻,从而提高换热效果。国家规范GB50366-2005《地源热泵系统工程技术规范》(2009年修订版)中规定的膨润土为6%细沙为94%的配比方案,不过在实际工程中勘测情况中将膨润土的配比提高到10%细沙为90%左右的时候导热系数可达2.
68W/m?K。
单口井体积为:(÷2)×(÷2) ××100=
单根管下井体积:(÷2)×(÷2)××100=
单口井回填料体积为:-4×=