地源熱泵實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(1)

1、地源熱泵結(jié)合輻射供冷供熱系統(tǒng)測試實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 理解低溫地板輻射供冷及供熱系統(tǒng)的傳熱實(shí)驗(yàn)的基本原理； 2. 熟悉輻射供冷及供熱系統(tǒng)的傳熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式；3. 了解地源熱泵系統(tǒng)的工作過程；4. 熟悉整個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)的控制原理及系統(tǒng)的傳熱原理；二. 實(shí)驗(yàn)原理地源熱泵地板輻射供熱系統(tǒng)由集熱系統(tǒng)、熱泵、供熱系統(tǒng)環(huán)路組成。集熱環(huán)路主要包括：埋地?fù)Q熱器、集熱水泵及管路系統(tǒng)組成；供熱環(huán)路主要包括：地?zé)岜P管、循環(huán)水泵和管路系統(tǒng)。試驗(yàn)平臺(tái)主要包括室外埋地?fù)Q熱器系統(tǒng)、熱泵機(jī)組系統(tǒng)、地板輻射盤管裝置以及計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)等四部分組成。其測試平臺(tái)原理圖下圖所示：圖1 地源熱泵結(jié)合低溫輻射供冷及供熱系統(tǒng)樓板表

2、面應(yīng)采取保溫隔熱措施，防止熱量向下傳遞。本次實(shí)驗(yàn)采用的是厚度為12mm 的苯板，苯板表面有一層極薄的金屬反射層鋁箔，可以有效減少向下的輻射散熱，苯板之間通過透明膠布粘合。地板構(gòu)造如下圖所示：圖2 地板構(gòu)造詳圖在苯板層的上面鋪設(shè)水管，水管選用的是PEX交聯(lián)聚乙烯管，管徑為20mm。這種管材具有良好的耐溫性能，抗腐蝕力強(qiáng)，耐壓性能好(能夠承壓 1.2Mpa)，并且易彎曲變形。在水管鋪設(shè)完后進(jìn)行混凝土澆筑前要進(jìn)行試壓：先用空氣壓縮機(jī)進(jìn)0.8Mpa的氣壓實(shí)驗(yàn)；然后用自來水進(jìn)行0.75Mpa的水壓實(shí)驗(yàn)，確保管道的嚴(yán)密性。在熱泵機(jī)組的主機(jī)的水源側(cè)和用戶側(cè)都布置熱電偶用來測試水源側(cè)的進(jìn)出水溫度，計(jì)算出機(jī)組水

3、側(cè)的供熱量（供冷量）。如下式： 式中系統(tǒng)內(nèi)水流量，；水的密度，；水的定壓比熱，??；換熱器出水平均溫度，；換熱器進(jìn)水平均溫度，。三. 實(shí)驗(yàn)對象 實(shí)驗(yàn)對象為室外地埋管系統(tǒng)相連接的熱泵機(jī)組的系統(tǒng)及地板輻射盤管系統(tǒng)。 其主要設(shè)備如下：1. 壓縮機(jī)1臺(tái)2. 蒸發(fā)器1個(gè)，冷凝器1個(gè)3. 膨脹閥1個(gè)4. U型豎埋管5. 地板輻射盤管6. 循環(huán)水泵3臺(tái)四. 實(shí)驗(yàn)裝置1. U型地埋管系統(tǒng)2. 設(shè)備間3. 試驗(yàn)房間4. 熱電偶5. 紅外線輻射測溫槍6. 循環(huán)水玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)7. 空氣溫濕度自動(dòng)記錄儀8. 計(jì)算機(jī)五. 實(shí)驗(yàn)步驟1. 熟悉地源熱泵結(jié)合低溫輻射供冷及供暖系統(tǒng)傳熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；2. 測量室外空氣溫度及濕度；2

4、開啟地源熱泵機(jī)組和機(jī)組相對應(yīng)的水泵；3設(shè)定熱泵機(jī)組的回水溫度；4待熱泵機(jī)組運(yùn)行一定時(shí)間后，觀察熱泵機(jī)組運(yùn)行是否穩(wěn)定，若還是不穩(wěn)定，應(yīng)檢查熱泵機(jī)組可能出現(xiàn)的問題；5待熱泵機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定后，利用空氣溫濕度自動(dòng)記錄儀測量室內(nèi)空氣 溫濕度；6.在地板、墻壁、頂棚上均勻布置測量點(diǎn)，測量開始測量地板溫度、墻壁溫度及頂棚溫度及同時(shí)測量水側(cè)及用戶側(cè)得水流量和溫度，記錄各測量4次（每15分鐘一次）；7. 根據(jù)熱泵連接的計(jì)算機(jī)，讀出熱泵壓縮機(jī)的電流，測量水泵運(yùn)行時(shí)的電流；8實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理；六. 數(shù)據(jù)處理1 水側(cè)供熱量 （6-1）式中系統(tǒng)內(nèi)水流量，；水的密度，；水的定壓比熱，取；水側(cè)換熱器出水平均溫度，；水側(cè)換熱器進(jìn)水

5、平均溫度，。3. 用戶側(cè)得熱量 （6-2）式中系統(tǒng)內(nèi)水流量，；水的密度，；水的定壓比熱，?。挥脩魝?cè)出水平均溫度，；用戶側(cè)進(jìn)水平均溫度，。3 每米管長供熱量 （6-3）式中埋管長度，。4輻射地板板面以輻射和對流綜合換熱形式與室內(nèi)其他表面和空氣進(jìn)行熱交換，其換熱量可根據(jù)室內(nèi)溫度以及地板表面溫度及輻射板安裝形式求出?？筛鶕?jù)以下方法計(jì)算： （6-4）地板總散熱量，；地板輻射散熱量，；地板與空氣對流散熱量，；1） 輻射散熱量計(jì)算 （6-5）式中為斯忒藩波爾茲曼常量，等于；為表面 j 與表面 k之間的系統(tǒng)黑度；為表面 j 與表面 k 之間的輻射角系數(shù)；，為表面 j，k 的內(nèi)表面溫度，。為方便計(jì)算，可簡化為

6、 （6-6）輻射板表面溫度，；室內(nèi)各非加熱表面平均溫度，；其中由于室內(nèi)各非加熱表面溫度的不同，近似以面積加權(quán)平均溫度表示； （6-7）房間各非地板表面面積，；室內(nèi)各非地板表面溫度，；2） 對流換熱量 （6-8） 對流換熱系數(shù)，； 室內(nèi)空氣溫度，；夏季工況，冷卻地板屬于冷面朝上的自然對流換熱，其對流換熱系數(shù)為 （6-9） （6-10）式中努謝爾特?cái)?shù)； 瑞利準(zhǔn)則數(shù)，為普朗特準(zhǔn)則數(shù)；為容積膨脹系數(shù)，；為運(yùn)動(dòng)粘度，；為定型尺寸，；為與之差，為遠(yuǎn)離壁流體溫度，為壁溫； 導(dǎo)熱系數(shù)，冬季工況可采用下面簡化計(jì)算 （6-11）3） 輻射供暖地板表面復(fù)合換熱系數(shù)以下式計(jì)算 （6-12）式中復(fù)合換熱系數(shù)，。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

7、記錄表序號(hào)測量參數(shù)單位第一次數(shù)據(jù)第二次數(shù)據(jù)第三次數(shù)據(jù)第四次數(shù)據(jù)平均值1系統(tǒng)水流量2水側(cè)換熱器進(jìn)水溫度3水側(cè)換熱器出水溫度4用戶側(cè)進(jìn)水溫度5用戶側(cè)出水溫度6輻射板表面溫度7非地板表面溫度8室內(nèi)空氣溫度9壓縮機(jī)運(yùn)行電流A10水泵運(yùn)行電流A實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表序號(hào)測量參數(shù)單 位第一次數(shù)據(jù)第二次數(shù)據(jù)第三次數(shù)據(jù)第四次數(shù)據(jù)平均值1水側(cè)供熱（冷）量W2用戶側(cè)得熱（冷）量W3每米管供熱量W/m4地板輻射散熱量5地板與空氣對流散熱量6地板總散熱量7復(fù)合換熱系數(shù)8熱泵性能系數(shù)旋風(fēng)除塵器性能測試實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書課程名稱：暖通空調(diào)課程編號(hào)：12090161一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑿再|(zhì)1. 觀察旋風(fēng)除塵器運(yùn)行狀況；2. 掌握除塵器性能的實(shí)

8、驗(yàn)室測定方法；3. 了解除塵器運(yùn)行工況對其效率和阻力的影響。二、 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)內(nèi)容要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)下列內(nèi)容暖通空調(diào)教材“第9章 懸浮顆粒與有害氣體凈化”中“旋風(fēng)除塵器”。思考題：1.旋風(fēng)除塵器的作用是什么？ 2.旋風(fēng)除塵器的工作原理是什么？ 3.列舉影響除塵器的除塵效率的因素，并予以簡單分析。三、 實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)在建筑環(huán)境與設(shè)備工程系除塵器實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)如下：1旋風(fēng)除塵器； 2靜壓環(huán)；3灰箱；4插扳閥； 5測量斷面位置四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與原理1 認(rèn)識(shí)除塵器的結(jié)構(gòu)。2 布置所需的測量點(diǎn)及測量傳感器、儀表。由學(xué)生提出方案，測量方法及儀器儀表在指導(dǎo)教師協(xié)助下安裝完成。3 風(fēng)系統(tǒng)的測試與風(fēng)速調(diào)節(jié)

9、：要求學(xué)生至少能調(diào)節(jié)獲得兩個(gè)不同的進(jìn)風(fēng)工況。4 測試內(nèi)容：本實(shí)驗(yàn)采用質(zhì)量濃度法，測定旋風(fēng)除塵器的全效率。除塵器進(jìn)口處空氣含濃度y3gm3，測定進(jìn)口風(fēng)速對除塵器效率影響。測定進(jìn)口風(fēng)速對除塵器阻力影響。5 旋風(fēng)除塵器裝置示意圖如下：測試原理：1除塵器全效率 （1）其中，G1除塵器進(jìn)口處粉塵質(zhì)量，g（待測）； G2除塵器灰斗內(nèi)粉塵質(zhì)量，g（待測）； G3除塵器出口處粉塵質(zhì)量，g 在除塵器不發(fā)生漏風(fēng)的情況下，公式(1)可改寫為 (y1y2)/y1 （2）式中 y1除塵器前空氣含塵濃度，mgm3； y2除塵器后空氣含塵濃度，mgm3按公式(1)進(jìn)行稱重法，此法較精確，主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)研究。按公式(2)進(jìn)行

10、的濃度法，主要應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，它的測定工作量大，本次實(shí)驗(yàn)采用稱重法。2旋風(fēng)除塵器阻力和局部阻力系數(shù)的測定： 旋風(fēng)除塵器的阻力 PPa1Pa2 Pa （3）式中：Pa1除塵器前測定斷面上空氣的全壓Pa Pa2除塵器后測定斷面上空氣的全壓Pa 局部阻力系數(shù) V0旋風(fēng)除塵器進(jìn)口風(fēng)速，ms 空氣的容重，kgm3。 當(dāng)Pa1Pa2時(shí)，上式可簡化為 P= Pj1Pj2 （4） 或 V0L0/F0式中：L0旋風(fēng)除塵器風(fēng)量，m3s F0風(fēng)除塵器進(jìn)口面積，m2 測定時(shí)，利用靜壓環(huán)測出除塵器前后的靜壓差，用上式即可求得局部阻力系數(shù)。3 方法 （1）根據(jù)除塵器的進(jìn)口尺寸計(jì)算在不同進(jìn)口風(fēng)速下的試驗(yàn)風(fēng)量和每分鐘給灰量。

11、 （2）調(diào)節(jié)閥門開度，使流量達(dá)到測試要求。 （3）每次測定時(shí)間為3分鐘，預(yù)先稱好實(shí)驗(yàn)所需的粉塵量G1，利用螺旋式給灰器或用人工均勻供入管道。 （4）測定結(jié)束后，收集灰箱中的粉塵，稱重，即得G2。 （5）經(jīng)幾次測定后，畫出除塵器效率隨除塵器進(jìn)口風(fēng)速的變化曲線?；蛘呃没貧w分析方法，求出關(guān)系式A(V0)b。 五、 實(shí)驗(yàn)基本要求1 本實(shí)驗(yàn)為動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要對除塵器的試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整測定，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。2 實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求、?nèi)容、原理、方法和注意事項(xiàng)。熟悉實(shí)驗(yàn)裝置，編制實(shí)驗(yàn)步驟。3 實(shí)驗(yàn)時(shí)注意灰斗的嚴(yán)密性。通過實(shí)驗(yàn)了解灰斗口的漏風(fēng)對除塵器效率的影響；4 嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，愛護(hù)儀器設(shè)備，各參數(shù)測量應(yīng)符合測量方法，應(yīng)正確使用儀表，各測點(diǎn)讀數(shù)應(yīng)具有同時(shí)性，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)至少記錄五組，每組間隔不少于五分鐘，讀數(shù)時(shí)應(yīng)避免粗大誤差和人為誤差。5 實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)關(guān)閉電源、水源，整理好實(shí)驗(yàn)儀器。六、 實(shí)驗(yàn)測量儀器溫度：Pt100及數(shù)顯儀壓力：傾斜式微壓差計(jì)風(fēng)量：熱球風(fēng)速儀或皮托管重量：電子秤七、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理及實(shí)驗(yàn)