地源热泵空调系统设计

摘要该别墅系一栋集文化娱乐，办公，客房等一体的多功能综合别墅。该别墅选择地源热泵上和技术上的比较。地源热泵地下换热器采用型竖埋管地下换热器主卧式采用了低温水1.1课题背景缺乏的今天，地热能利用在许多国家已得到了相当的重视。地源热泵中央空调系统是利用了地球表面浅层地热资源通常小于米深作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地这中央空调系统通过输入少量的高品位能源如电能，实现低温位热能向高温位转移。与锅炉电、燃料供热系统相比，锅炉供热只能将％以上的电能或—％的燃料内能转化为热料锅炉节省二分之一以上的能量；由于地源热泵中央空调系统的热源温度全年较为稳定，一般为—℃，其制冷、制热系数可达—，与传统的空气源热泵相比，要高出％左右，其运行费用为普通中央空调的—％。冷剂，但比常规空调装置减少％的充灌量。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民共页第页区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输用，当时主要用于冬季的供暖。世纪年代，出现能源危机，地源热泵系统的工程应用，其他，1.3地源热泵发展趋势能、高效率利用热能、简单化和一体化的地源热泵系统等都是目前地源热泵系统技术的前沿课题。根据地源热泵年来的发展趋势，其系统技术的发展大致有如下三个方向：共页第页的自然环境和国为万平方米，瑞典为万平米，德国为万平米，加拿大为万平米。但的力量来支持地能热泵系统的推广，政府和学校经过多年的努力，建立了全国各地地质参数在机组设计上建立了标准，同时政府支持在大地换热器设计以及工程施工方面的研究，而在鼓励地能热泵系统的推广，如专门的补贴、政府推广网站等。从系统设计的角度看，虽然北美也有小型的水水热泵机组，但北美地能热泵系统更多地采用专门用于地能系统的标准系列产品。而对于大地换热器，北美采用的多是单型的垂直埋管度为米。更多偏重于制热，但没有专门的地能热泵机组标准和专门的地能热泵设备制造商。而对于大地换热器，欧洲采用的多是双型的垂直埋管方式。1.5地源热泵技术在中国的发展优势场潜力。同时我们也要注意到，我国城市的建设步伐正在加快，每年城镇新建住宅亿平共页第页以低于一般空调系统，这对我们这个“严寒”与“寒冷”采暖区几乎占了国土面积的％和全国总建筑面积的％的国家而言，节省的费用的巨大的。在美国，由于能源相对的便宜具很强的市场竞争力。而我国由于人工费用比较低，与西方发达国家相比，我国的基建费用低。基建费用是地源热泵最主要的成本增加部分。由此可见，我国与国外发达国家相比，初度越来越高，城市包括室内对人们生活以及身体的影响日益受到重视，在碰到身体不适的席，这也从一个侧面反映出我国城市空气质量不容乐观，加强空气治理，已经到了刻不容缓煤为主的能源结构，以实现可持续发展战略。北京等城市正在考虑以电代煤的方法来解决城市污染的问题。每千瓦电能带来至千瓦热量的地源热泵将是极具竞争力的技术。由于电封制剂。使用过程中不泄露，不补充，减少了对臭氧层的破坏。分析和调查表明，地源热泵到地球上的资源和能源日益匣乏。我国能源短缺是一个不争的事实，与此同时，我国又存在能源利用率低的矛盾。据统计，我国总的能源利用率约为％，这仅相当于发达国家年国的能源价格越来越接近发达国家的水平。我国要在能源每年增长率仅为％—％的条件下了我国必须在空调和取暖这一耗能大项上有所改进。就地源热泵技术而言，由于热泵仅仅用现有制冷空调的能源消耗，寻求新的低能耗、无污染的供暖制冷空调技术，国家科技部与美共页第页国能源部分别代表两国政府签署了中美两国政府地源热泵合作协议，引进和推广美国先进的地源热泵技术。这对地源热泵技术在中国的推广起到巨大的推动作用。八届人大常委会第二十八次会议审议并通过了《中华人民共和国节约能源法》，其中第三十九条将热电冷联产技术列入国家鼓励发展的通用技术，这也将促进地源热泵事业的发展。自从我国实施《民用建筑节能设计标准》后，提高了建筑隔热保温性能，降低了建筑采暖能耗，结果是大幅度降低1.6地源热泵技术在中国推广过程中可能遇到的问题维护技术人员，同时，由于在中国生产地源热泵相关设备的厂家少，人们对它还比较陌生，大多抱着观望的态度，这样的情形不利于这项技术在中国的推广。其次，我国现在还没有出台促进地源热泵技术发展的相关优惠政策，这使部分想采用地源热泵系统的用户由于看不到眼前利益而采用其它的空调系统。为了鼓励用户采用地源热泵系统，我国可以提供鼓励性补比较发达的北美、北欧和中欧国家由于气候条件基本上只用于供热，对地源热泵夏季制冷工在不久的将来，地热能将在世界能源利用结构中占有更大的份额。随着人们环保意识的加强共页第页2.初步设计方案本选题涉及的别墅系一栋集文化娱乐，办公，客房等一体的多功能综合别墅。它位于武备。③外门：参照玻璃幕墙作法；2.2气象和地质资料共页第页最热月室外计算平均湿度79％.6m/s2.3地源热泵系统简介热泵，就像水泵能把低位水提升到高位一样可以把热从低温端传送到高温端。它是一种可以实现蒸发器与冷凝器之间功能转换的机械，实质上是另一种形式的制冷机。地源热泵Groundsourceheatpump用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源，进行能量转换的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能)，实题并且冬季运行不存在结霜的电能空调效果不受室外气温的影响运行稳定可靠共页第页用于夏热冬冷地区居住建筑的节能环保空调系统[14]2.4初步设计2.4.1地源热泵系统地下换热器型式确定简单，在整个地源热泵应用中所占的份额也不小，但是相对而言，受外界气候的影响较大，适用地也比较大，的钻井费用较高。它比较适合我国这样人多地少的国家建造，同时，它也是国际地热组织2.4.2空气处理方案与设备选择于管道可能占据太大的空间降低了房间的标高及影响屋顶自然采光的要求，因此不予采用。设计过程中采用FP为了尽量减少风管占用建筑空间，在各层单独设置新风机组。考虑到房间装修，气流组织在叶风口侧送风，侧送下回。而在下面的三层则可以采用百叶风口上送风，上送下回。2.4.4设备与管路布置考虑到建筑的美观、房屋的空间及管道布置问题，故将地源热泵机组置于底楼中间的那个房间中。在地下的酒吧设置一台新风机组，吊装该房间的中间。一楼设置一台新风机组，吊装在一楼的中间，直接向室外引新风。二楼的新风机组设置在楼梯拐弯处，直接向室外引新风。三楼的新风机组设置在楼梯拐弯处，直接向室外引新风。风机盘管及新风机冷热供回地源热泵空调系统远比常规的家用空调器复杂，但其使用的方便程度必须向家用空调器看齐，才能使之得以推广。即用户只需通过操作遥控板就能控制整个系统的运行。对于整个共页第页系统，必须考虑以下几点：一是主机必须能根据对应的末端设备的工作状态和室温进行能量调节，如间歇运行或容量调节；二是主机，热泵，室内设备的风机需在一定的控制逻辑下运行。在启动时，应先启动水泵，一定时间延迟后启动主机和风机，停机则相反。当水泵与机组的对应关系不是“一对一”时，其控制逻辑必须是，只要有一台机组工作，水泵就必须运共页第页3.1.1冷负荷计算说明1nlt计温度，℃；n:t'=(t+t).K.K11dap1n②.玻璃窗日射得热引起的冷负荷CL=fC.D.Cgzj1maxcLgzzsnsn玻璃日射有外遮阳时可减少得热量近80%。由于外遮阳的作用，形成窗外遮阳阴影面积和照光面积，阴影部分的日射冷负荷为:共共sCL=F.C.D.CrrzJ,maxcLr(3)屋顶t—屋顶冷负荷计算温度的逐时值,℃；lt—室内设计温度,℃；nt'=(t+t).K.K11dap(4)人体s12(5)设备LEC况下的逐时值；如果空调供冷系统不连续运行，则C=1.0。共页第页1)热设备散热量2)动机和工艺设备均在空调房间内的散热量3)只有电动机在空调房间内的散热量4)只有工艺设备在空调房间内的散热量1n—利用系数，一般可取0.7~0.9；23n数；4(6)照明1)荧光灯12CL2)白炽灯122共页第页或内门等内围护结构的温差传热负荷CL=K.F.(tt)lsnK热系数，F—传热面积;m2t—邻室计算平均温度，℃,t=t+t,lslswplsn3.1.2武汉夏季室外气象参数夏季室外计算干球温夏季室外计算干球温度夏季室外计算湿球温度夏季大气压力最热月室外计算平均湿度夏季室外平均风速3.1.3各房间逐时冷负荷计算酒吧冷负荷荷负共页第页客厅冷负荷荷负荷负荷荷负共页第页冷负荷荷负荷负荷负共页第页07未命名3.2.1热负荷计算说明(1)通过围护结构的基本耗热量计算公式jnwt气计算温度；nwQ=Q(1++)(1+)1jchfg1ff—高度附加；[5]中规定：民用建筑和工业辅助建筑物(楼梯间除外)的高度附加率，ggQ=0.28cp(tt)V2pnw共页第页2pp3j.m33.2.2武汉冬季室外气象参数空调室空调室外计算温度℃续表东/西[朝向修正]北/东北/西北[朝向修正]南[朝向修正]东南/西南[朝向修正]00说明：由[2]附录查得武汉地区冬季空调室外计算温度t℃其外墙传热系数在前面w已经查得为m2℃查[2]附录查得武汉地区的冬季室外风速为。由[5]3.2.3热负荷计算结果汇总总耗热量/W共页第页共页第页此次设计采用工程中最常用的将新风处理至室内空气焓值，并直接供入房间的方案[6]，WLKNM。新风机组处理空气的机器露点达湿度线，结合一定的风机，风道温升和i=i的处kn理要求，即可确定状态的新风集中处理后的终状态和考虑温升后的点。新风机组处理G过程得到新风机组设计冷量Q为：wowQ=G(ii)owwwl根据考虑一定安全裕量后，机组所需风量，冷量及机外余压，由产品资料初选新风机组类型与规格。而后，根据新风初状态和冷水初温进行表冷器的校核计算，并通过调节水量使新风处理满足i的要求。N及余热，余湿和ε线均已知，过点做作ε(ii)这一no共页第页由于G=G+G从中可求得风机盘管的风量G。风机盘管处理状态点理应处于线fwf的延长线上，由新回风混合关系OM=(G/G)KO即可确定点。wfoffnm根据考虑一定安全裕量后的机组所需的风量，冷量值，结合建筑装修所能提供的安装条与规格。wwnn页中的说明取的。酒吧(人，最小新风量m3人)QWGwεioQn0to℃G新风比m=wGikimtmiGiowk℃GftkGf℃3共页第页Gmf设备选型：查[1]表选择，一台，水压降客厅(人，最小新风量m3人)QWGwεioQiin0t℃oG新风比m=wGit℃kkiiGiGmowkft℃Gm3mf考虑安全裕量，得Gf设备选型：查[1]表选择，一台，水压降3餐厅(人，最小新风量m3人)QWGwεioQiin0to℃共页第页G新风比m=wGit℃itkkkif3iGif3owkt℃Gtfmff设备选型：查[1]表选择，一台，水压降卧一(人，最小新风量m3人QWGwε3)ioQn0to℃G新风比m=wGit℃kkiiGiGmowkft℃Gm3mf考虑安全裕量，得Gf设备选型：查[1]表选择，一台，水压降卧二(人，最小新风量m3人QWGwε3)共页第页ioQiin0to℃G新风比m=wGikimtmiGiowk℃GftkGf3℃Gmf设备选型：查[1]表选择，一台，水压降卧三(人，最小新风量m3人)QWGwεioQiin0t℃oG新风比m=wGit℃kkiiGiGmowkft℃Gm3mf考虑安全裕量，得Gf设备选型：查[1]表选择，一台，水压降未命名房间(人，最小新风量3m3人)共页第页QWGwεioQiQiin0to℃G新风比m=wGit℃kkmowkmowkGft℃Gm3mf考虑安全裕量，得Gm3f设备选型：查[1]表选择，一台，水压降4.3风机盘管选型及校核设备校核采用焓差法，即样本标准工况下机组处理焓差要大于设计工况下所需处理空气风机盘管：i=QO(ii)GNMGNM如上算法得设备校核情况如下表：情况汇总项项风机盘管状态点目共页第页制制冷G酒吧客厅餐厅(ii)NMi=ONMii所有风机盘管的设计工况均为：夏季制冷冷水进水温度为℃，进出口温差℃，空气5.气流组织计算5.2侧送下回设计说明通常来说，侧送方式的气流流型，宜设计为贴附射流，在整个房间截面内形成一个大的由[2]页可知住宅侧面百叶送风口的最大送风速度为。所以先取出取。取贴附射流的贴附长度主要取决于阿基米德数： 共页第页g.t.dA=sssssn5.2气流组织计算5.2.1酒吧校核贴附射流长度：A=ssrA=ssrv2.Tsn＝ds校核贴附射流长度：共页第页g.t.dA=ssds校核贴附射流长度：g.t.dA=ss＝ds共页第页校核贴附射流长度：g.t.dA=ss＝校核贴附射流长度：g.t.dA=ss＝共页第页s校核贴附射流长度：g.t.dA=ss＝共页第页校核贴附射流长度：g.t.dA=sss共页第页6.1末端设备选择管风量W=G*(ii)ffnm选择风机盘管时风量考虑5%的安全系数。表－各房间设备选型汇总冷量(kw)水量(Kg/h)酒吧1客厅1餐厅1一111未命名1额定风量(m3/h)接管中速低速风量为高档时进回凝结水用山东贝莱特空调有限公司的风机盘6.1.2新风机组选择造成不必要的浪费，所以这里用单独的吊顶式风机盘管来专门负责送新风(采用北京华盛三任公司的超薄吊顶式风机盘管)。共页第页1111111量制冷量制热量最大噪声水流量(水阻力(最大功率(高中低高中低高中低())))设备校核采用焓差法，即样本标准工况下机组处理焓差要大于设计工况下所需处理空气共页第页风机盘管：i=QO(ii)GNMG新风机组：i=QO(ii)GWLGONMWL如上算法得设备校核情况如下表：风机盘风机盘管制冷G酒吧客厅餐厅(ii)NMi=ONM状态点项ii地源热泵式中央空调系统是以大地低位冷热源对建筑进行空气调节，该系统利用了地球表面浅层地热资源，冬季通过热泵将大地中的将大地中的低位热能提高品位对建筑供暖；夏管提供CC的冷水，冬季提供CC的热水。选用一台美意的型号为MSR—J130的小型水—水地源热泵机组作为冷热源：制冷量共页第页6.2.2地下埋管地下埋管换热器是地源热泵系统的关键组成部分，其选择的形式是否合理，设计的是否正确，关系到整个地源热泵系统能否满足要求和正常使用。目前地源热泵地下埋管换热器主要有两种形式，即水平埋管和垂直埋管。由于水平管埋深较浅，其埋管换热器性能不如垂直埋管，而且施工时，占用场地大，浅埋水平管受地面温度影响大，因此适用于单季使用的情况(如欧洲只用于冬季供暖和生活热水供应)，对冬夏冷暖联供系统使用者很少[33],所以这.3风系统处形成低温空气湖遇热源人体等形成上升空气流并带走热源处污染物房间内形成温上部空气从消声回风中回风口吸走通过排风管道回到空调机组换 一室外侧水系统和室内侧水系统都应设置膨胀水箱。在常规的开式水箱安装位置受到限制系统的注水与补水均应通过膨胀水箱来实现[3]。因此，应将膨胀管单独与制冷机组中的回水共页第页总管(或集水器)相接，这样在系统安装调试时的新注水或在平时运转中的补充水，均可通过膨胀水箱注水。使整个水系统的注水从位置较低的回水总管(或集水器)由低向高进行，将膨胀水箱的膨胀管就近与较高处的回水管相接，致使系统中的空气难以排除而招致供水压6.2.6分水器和集水器的选择分水器、集水器它们都是一段水平安装的大管径钢管。冷水机组生产的冷水送入供水集管，再经供水集管向各支系统或各分区送水，各支系统或各分区的空调回水，先回流至回水集管，然后由水泵送入冷水机组。供回水集管上的各管路均应设置调节阀和压力表，底部应设置排污阀或排污管(一般选用)。供回水集管的管径按其中水的流速为~范围确定。管长由所需连接的管的接。力表D图分水器示意图分水器的选型和计算根据文献水流速按~排污管()Vd=1.13jnvj—水流速，钢管。由该管段所承担的各空调末端装置的总设计水流量而确定。共页第页共页第页7.冷冻水管路的设计及水力计算5FFP-3.55FFP-6.35F5FFP-6.35F5F7)要注意管网的保冷与保暖效果。空调供冷、供暖水系统的设计，应符合各个环路之间的水力平衡要求。对压差相差悬殊共页第页的高阻力环路，应设置二次循环泵。各环路应设置平衡阀或分流三通等平衡装置。一般情况下如管道竖井面积允许时，应尽量采用管道竖向同程式，这样的设计易于保持环路的水力稳定性；但初投资会有所增加。这次设计中的管道系统比较简单，为了节约成本，采用了异程。首先根据冷负荷来确定管道的流量，G=Qkg/s，然后根据冷冻水流量,4.187*103(tt)gh供供水管路量速123456管段编号度共页第页长度789冷冻水最不利环路沿程阻力计算管段编管段编号沿程阻力(m)(m³/h)(mm)(m/s)123456789共页第页局部阻力名称局部阻力名称截止阀，分流三通，弯头×2直流四通直流四通分流三通截止阀，分流三通，弯头×2截止阀合流三通截止阀，分流三通，弯头×2合流四通合流四通局部阻力管段编号123456789局部阻力系数22333速压mymmymp=p*ξ=0.5m2ρξjd此计算为冷冻水供水管路与回水管路水力计算，整个最不利环路阻力还包括盘管阻力在W=kW1maxP=k(h+h+h)h2fdmfdm4kPa,7.6kPa,设备压力损共页第页h开式膨胀水箱容积计算方法:V=α△tVpsp℃Vs水系统中总容水量(L/m2建筑面积)p规格为××。8.地下埋管设计与计算8.1确定地下换热器的埋管形式地源热泵技术的关键是地下换热器的设计,地下换热器设计是整个设计的重点，也是本系统有别于其他系统之所在。地下埋管换热器是地源热泵系统的关键组成部分，其选择的形式热水供应)，对冬夏冷暖联供系统使用者很少[33]。而且对垂直埋管系统在中国采用竖直埋管更显示出其优越性：节约用地面积，换热性能好所以这里准备采用垂直埋管系统。在各种共页第页8.2确定管路连接方式地下换热器管路连接方式有串联和并联两种。采用何种方式，主要取决于安装成本及运行费用。对竖直埋管系统，并联方式的初投资及运行费均较经济。故本设计的地下换热器采8.3选择地下换热器管材及竖埋管直径选择管子直径大小时应从两方面考虑：管径大，能减少循环泵能耗。管径小，能使管内流体处于紊流区，这样流体与管内壁间的换热效果好。目前国外广泛采用高密度聚乙烯作为8.4地下换热器尺寸的确定及布置8.4.1确定地下换热器型号负荷组成，同时使用系数取0.7(《住宅建荷(KW)2KWKWKWKg共页第页长宽高2夏季与冬季地下换热器的换热量可分别根据以下计算式确定:℃℃℃℃0k12组制冷、制热时的性能系数012k20Q――所选设备的制热量,单位KW；k从计算结果可以看出，夏季地下换热器的换热量远大于冬季，因此设计时以满足夏季换8.4.3确定钻孔总长度，孔深及孔数依据国内外实际工程经验,按每m管长换热量35~55W来确定,参考武汉一些实际工程,取单位管长换热量为38W/m,则地下换热器所需长度L为:l=1按埋设深度不同分为浅埋(≤30m)、中埋(31~80m)和深埋(>80m),对竖直U型管，互影响。短时间和8.4.4地下换热器阻力计算3246789s共页第页i式中n为钻孔数;W为机组水流量,L/s;D为竖埋管管内流速,m/s,d为竖埋管管内i4000WD=i能求出其它管段的流量，再由流量和流速来确定其它管段的管径。表8－1冷却水管路管径管段编管段编号流量管径流速长度(m)注：上表为其中的一个并联环路的管径列表，另外两个并联环路的管径与此环路的管径mP沿3共页第页局部阻力名称局部阻力名称闸阀，直流三通，弯头×直流三通分流三通合流三通合流三通编号123456789局部阻力力系数W=kW1maxP=k(h+h+h)h2fdmfdmh对闭式水环路，在不考虑地下水或竖井灌浆引起的静压抵消情况下，管子最大承压计算共页第页0h0ma共页第页9.地板辐射设计9.1低温热水地板辐射简介暖,低温热水地板辐射采暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统。将塑料管敷设在楼系统以整个地面作为散热面，地板在通过对流换热加热周围空气的同时，还与人体、家具及四9.2低温热水地板辐射采暖的特点上逐渐递减，给人以脚暖头凉的良好感觉，符合“温足凉顶”的中医健身理论，能改善人体⑵美观，不占使用面积。室内各种管线均可铺设在地暖结构层中，室内取消了散热器的效果几乎不受影响，且可以大大减少上层对下层的噪音干扰；由于地面层及混凝土层蓄热量⑷高效节能，运行费用低。地暖系统可利用余热水，在建立同样舒适条件的前提下，室温度为40℃)，并在传递过程中热量损失小；各房间温度可以独立调节，有条件的可选用室温和水温自动控制装置。共页第页9.3低温热水地板辐射采暖管材及布置形式加热管的布置形式应根据房间形式合理确定，不能一概而论。常用的形式有回折形、平图8-1)。回折形和双平行型地面温度场均匀，适应性好；平行型有温度区独立设置。加热管布置的基本原则有两条：一是保证地面温度均匀;二是高温度管段优先布置在外墙、外门、外窗的外边界区缩小管间距以增加散热量。材有钢管、铜管和塑料管。由于塑料管具有无接头、容易弯曲、具有抗老化、耐腐蚀、不结垢、承压高、无环境污染、不易渗漏、水阻力及膨胀系数小等特9.4低温热水地板辐射设计9.4.1供暖热负荷计算规对流式供暖方式热负荷计算有以下区别：()不计算敷设有加热管道地面的供暖热负荷。()供暖热负荷计算宜将室内计算温度降低℃，或取常规对流式供暖方式计算供暖热负共页第页荷的~算得卧室一的供暖热负荷为在这里取计算供暖热负荷的，9.4.2埋管面积计算1q――单位面积地板向房间的有效散热量，单位W/m2；由《低温热水地板辐射采暖1工程技术规程》附表查得qW/m21A＝Q=4297=30.5m2q1411共页第页如果用地板辐射在夏季供冷，地板有可能会出现结露现象，所以在夏季时用风机盘管来9.5低温地板辐射采暖的调试与运行衡进行调试。采暖向0℃~25℃，保处，如可维修性较小等，但可随着施工队伍素质的提高及活地面的研制与开发而杜绝。随着人们对建筑环境的舒越来越多地推广使用到建筑供暖中。共页第页制噪声最根本和最有效的措施。比如在回风口及送风口与风管间设置适当长度的扩散管，或是在回风口后送风口前设置静压箱。其次，口气通过风管输送到房间的过程中，由于气流同顶机组的正下方设吸声板，吸声板面积应大于机组底部面积的二倍，吸声板厚②风机与压缩机的空间分开，以避免压缩机噪声传至室内。间内。吸声材料一般采用超细玻璃棉，厚度为㎜，按消声器标准制作。与风管之间采用软接头连接，防止机组震动直接传到风管上。房间送风口风速不超过。⑤采用°直角弯头和导向叶片。人的身体健康，或者会影响产品的质量，有时还会危及建筑支承结构的安全。因此，对振源空调装置隔振的主要措施是在设备上安装隔振器或隔振材料，将机器与设备间的刚性连接变成弹性连接，从而削弱由机器设备传给基础的振动，同时也减弱振动因其的弹性波沿建共页第页在这里采取了如下措施：架。共页第页将热泵机组的控制面板和室温探头设于各功能房间。控制面板上有启动与停机，工况转行，行，经一定时间延迟后启动主机和风机，停机则相反。每台风机盘管采用温控开关控制，根据室11.2风机盘管空调系统的全年运行调节室内冷热负荷分为瞬变和渐变两部分。瞬时发生的热变化，使各个房间产生大致不一的风机盘管的调节可根据室内恒温器调节水温或水量(通过二通或三通调节阀)，或者调节2)水管系统的调节人等)变化需要调节送风状态时，则可以局部调节盘管的容量。在室外空气温度较低和在冬季时，为了不使用制冷系统而获得冷水，可以利用室外冷风共页第页12.主要设计技术经济指标分析端设备造价与运行造价FPFPFPFPFPFPFP422321风机盘管总造价7612元(小时)(元/天)12.1.2风冷热泵机组选型及造价和运行费用 共页第页传统空调系统地源热泵系统设备单位/元单位/元风机盘管运行费机组运行费水泵运行费日运行费年运行费地源热泵系 (元/天) (元/天) 共页第页统夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。这种温度特性使得地源热泵系统比远高于空气源热泵体现了其节能的特性加上其具有环保与可持续发展的优点是别墅空调系统的理想选择。传统空调系统的换热器运行效率受环境变化的影响很大。在高温或严冬季，室温降到℃时，供热量将下降％~％，且需反复冲霜来保证机组的正常运行。一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置。机组紧凑、节省建筑空间，减少一次性投产生不良影响。如风冷机组需放置屋顶，水冷机组需配置冷却塔置于屋顶。由于都是暴露于大气中，对机组还需有专门的遮阳防雨设施。烧，没有排烟，也没有废弃物，没有任何污染，不会影响城镇的环境质量。地源热泵的污染率大为减少。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也。d.利用再生能源，可持续发展。地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源作为冷热源，共页第页①就初投资费用而言，由概算表明，地源热泵系统的初投资费用要高于传统空调。两者初投资费用中室内部分基本是一致的。不同的是，地源热泵系统有地下埋管钻孔费用和机组费用，而传统空调器只有机组费用。由于现阶段埋管的管材费用及钻孔施工费用较贵，造成②就运行费用而言。概算时，计入的运行时间是夏季供冷个月冬季供热个月。地源热泵系统因其机组制冷制热功率小的优点，一年下来运行费用可比传统空调节省近元。通过近四个月的努力，终于圆满地完成了这次的毕业设计。本组毕业设计课题涉及到了此次设计的高级别墅系一栋集文化娱乐，办公，客房等一体的多功能综合别墅。它位于水、电、燃气供应等市政设施完备。在设计过程中结合别墅的建筑外环境，充分考虑建筑的功能性与经济性，设计出一套较为完备的地源热泵空调系统。于时间和水平有限，本次设计不可避免存在着不足之处。例如，初步设计方案时由于通过设计过程中的资料收集分析，空调过程设计，地下埋管设计等，我对本专业在实际工程中运用有了更深的认识，对地源热泵系统有了进一步的了解。我认为，地下耦合热泵系它还比较陌生，大多抱着观望的态度，这样的情形不利于这项技术在中国的推广。而且由于必须投入大量的科研经费和研究人员进行研究，使其适合中国的气候特点，这也在一定程度上延缓了这项技术在中国的推广。地源热泵技术为我们带来了巨大的契机，它能够减少能源消耗，降低环境污染，同时能独特的优势，必将引起广大用户、科技人员以及政府部门的高度关注。但我相信通过政府部的推广和发展。本设计包括设计说明书和全套图纸(另附)，由于实际工作经验不足，且水平有限，设计共页第页致谢最后，非常感谢张治老师、余庆利老师及其他老师在此次设计过程中针对疑难问题给予我耐心地、细致地讲解，他们精心指导和细心帮助使我顺利地完成了这次的毕业设计！也非将近四个月的忙碌终于有了成果，这份《某别墅地源热泵空调系统设计》涉及到建筑环为我通往社会架上了桥梁。通过本次设计全面的回顾和应用了以前的课本知识并相应的学习和掌握了一些工程基本知识培养了提出问题和解决问题的能力从做文献开始到绘制施工多以后工作中需要的能力特别是获得了专业方面应用软件的运用能力能够顺利完成毕业设计离不开老师的精心指导我要感谢各位在我们专业课的学习上导！年月日共页第页参考文献风与空气调节制图标准夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准低温热水地板辐射采暖工程技术规程—中国计划出版社[26].刘东，陈沛霖，张旭，地源热泵的特性研究，流体机械，学报，共页第页[32].刘冬生，孙友宏，竖直埋管地源热泵技术，世界地质[34].刘宪英丁勇，地源热泵地下埋管换热器系统形式及设计计算冷暖空调网辐射采暖系统分析冷暖空调网温热水地板辐射采暖系统在工程中的应用冷暖空调网共页第页附录A热负荷计算表附表一酒吧房间热负荷计算表共页第页附表二客厅房间热负荷计算表共页第页附表三餐厅房间热负荷计算表共页第页附表四卧一房间热负荷计算表共页第页附表五卧二房间热负荷计算表共页第页附表六卧三房间热负荷计算表共页第页附表七未命名房间热负荷共页第页共页第页地源热泵系统的模拟与设计摘要：总结了近年来地源热泵系统的模拟和设计方面的研究和进展。首先给出了地源热泵系统各部件建模方面的进展，包括竖直埋管地热换热器、单井循环系统以及在地源热泵混合系统中采用的几种辅助散热装置。其次，讨论现场测定深层岩土热物性的技术。第三，介绍竖直埋管地热换热器的设计方法。最后，给出在设计地源热泵系统中采用系统模拟的几个应用关键词：热泵；地热换热器；热物性；混合系统；模型；设计；模拟从热力学的观点来看，在空调系统中利用地源热作为热源或者冷源是吸引人的。这是因为，从全年来看，其温度比环境干球或湿球温度更接近于室内(所需要)的温度。基于这个原因，地源热泵系统较之空气源热泵系统在高效率上更具有潜力。在实际情况中，源热泵系统由于没有设备暴露在外部的环境中花在维修方面的费用是比较低的其系统由于有着较低的能耗和低运行费用已经证明吸引了很多业主。在美国很多地区用电峰通过使用这样的系统来减少对电力的需求。一些小型商业机构和公共部门已经研究出这种技用。在美国关于地源热泵技术实际应用的一些实例研究细节已经交给。在论文接下来的部分中我们首先会给出地源热泵系统各部件建模方面的进展，包括竖直定深层岩土热物性的模型，这种方法是由对测试孔温度反应的现场测试法引申而来的。在论文的第三部分，将会介绍一下用软件来设计竖直埋管地热换热器的方法。最后，给出在设计GSHP系统一般由水源热泵和地下换热器组成，对于混合拟的设备在下面被覆盖。共页第页型管后用钻出来的土回填或者，更普遍，整个孔都用薄泥浆填塞。灌浆通常是避免地下水的污染而且使换热管道与完全接触以达大良好的换热效果。常用于系两种模拟的复杂性很有意思。首先，测量地下换热器在单位时间内用户的最小输入的设计方法是可取的。其次，其能预测数小时内或较短的时距由于建筑物负荷的连续变化对地下换热器造成何影响的模拟模式也是也是可取的。这一理论允许对系统能量消耗和用电需求发展的模型为基础在这论文中呈现了发展的模拟模式的描述针对地耦孔周围温度分布的确定问题的解决办法是采用逻辑分析和数学函数使得与某一时间内的特定热量输入相应引起的地耦孔壁的温度变化情况的计算成为可能。一经钻孔范围的反馈对阶梯热量的反馈用函数来表示任何的任意热反馈函数能被藉由在一系列的阶梯函数之上让热反馈输出决定而且叠加对每个梯度函数的反馈。这一过程对于四个月的热反馈以图示的方法在图中表示。基本的热脉冲(从零到Q)是指历经整个过程个月后的热量峰值，其值Q'Q。次级11脉冲Q'QQ，为个月期间后的峰值。同理，Q'=Q-Q为两个月期末峰值，最后，221332443 共页第页T=T其中:i=1st=时间范围=H2/(9a)sT=孔井平均温度(℃)boreholeT=岩土稳态温度(℃)groundr=孔径(m)bi指数这里所说的仿真模型的大部分细节已经由和所介绍。在本文中将会给出其简要的描述。这个模型的主要目标是应用在建筑能量分析上，这模型能够以每小时的函数把预测频率增加至一小时数次。用来测定函数的数据模型不适用于短于短时间内的热脉冲来说，径向位置地耦孔内外的热转移比轴向位置的热转移影响大得多。容模型。这种模型的运用包括对地下水流动导致的热传递的明确处理。这种模型可以考察垂直圆形孔井的性能在使用中的影响和重要意义。其性能在以下几个参量流量，地耦孔长度，岩土热传导率和水压传导