【正文】 ......................................................................8 ......................................................................................9 ........................................................................9 ................................................................................. 10 ............................................................................................... 10 ........................................................................................ 10 水系統(tǒng)的水力計(jì)算 ........................................................................................... 12 ...................................................................................................... 13 ................................................................................. 14 空調(diào)系統(tǒng)消聲系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................... 14 空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源及控制 ...................................................................... 14 空調(diào)系統(tǒng)的減振設(shè)計(jì) ............................................................................. 15 第 4章 地源熱泵系統(tǒng)地下?lián)Q熱器型式確定 .................................................................... 16 確定管路連接方式 ........................................................................................... 17 選擇地下?lián)Q熱器管材及豎埋管直徑 .................................................................. 17 埋管內(nèi)工作流體 .............................................................................................. 17 地下?lián)Q熱器尺寸的確定及布置 ......................................................................... 18 目 錄 V .......................................................................... 18 ，孔深及孔數(shù) ............................................................... 19 ............................................................................. 20 ...................................................................... 23 .................................................................................................. 23 ............................................................................................... 23 .................................................................................................. 24 ........................................................................................ 24 .................................................................................................. 24 .................................................................................................. 25 ...................................................................................................... 25 行管理和維護(hù) ............................................................................................... 26 、設(shè)施及水質(zhì)要求 ..................................................... 26 ........................................................ 27 ................................................................................. 27 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 30 致 謝 .......................................................................................................................... 33 附 錄 .......................................................................................................................... 34 第 1 章 緒 論 1 第 1 章 緒 論 設(shè)計(jì)背景 地?zé)崾且环N可再生的自然能源。盡管目前它的應(yīng)用還不能像傳統(tǒng)能源 (煤、石油、天然氣、水力能和核能 )那樣廣泛，但由于地殼里蘊(yùn)藏著豐富的地?zé)崮?，特別是在傳統(tǒng)能源越來(lái)越缺乏的今天，地?zé)崮芾迷谠S多國(guó)家已得到了相當(dāng)?shù)闹匾?。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源 (通常小于 400 米深 )作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào) 系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地源，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽(yáng)能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，收集了 47％的太陽(yáng)能，比人類每年利用能量的 500 倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無(wú)處不在。這種儲(chǔ)存于地表淺層近乎無(wú)限的可再生能源，使得地源也成為清潔的可再生能源一種形式。 地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是利用水與地源 (地下水、土壤或地表水 )進(jìn)行冷熱交換來(lái)作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地源中的熱量“取”出來(lái)，供給室內(nèi)采暖，此時(shí)地源為“熱泵”；夏季把室內(nèi)熱量“取”出 來(lái)，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地源為“冷源”。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)輸入少量的高品位能源 (如電能 )，實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。與鍋爐 (電、燃料 )供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將 90％以上的電能或 70— 90％的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量供用戶使用，因此地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量；由于地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為 9— 16℃，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá) — ，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出 40％左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的 50— 60％。 地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少40％以上，與常規(guī)電供暖相比，相當(dāng)于減少 70％以上，如果結(jié)合其他節(jié)能措施減排會(huì)更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調(diào)裝置減少 25％的充灌量。該裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。 國(guó)內(nèi)地源熱泵發(fā)展簡(jiǎn)史 地源熱泵并不是一種新的空調(diào)系統(tǒng)，早在 20 世紀(jì) 30 年代，歐洲就已經(jīng)出東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 現(xiàn)了工程的應(yīng)用，當(dāng)時(shí)主要用于冬季的供暖。 20 世紀(jì) 70年代，出現(xiàn)能源危 機(jī)，地源熱泵系統(tǒng)的工程應(yīng)用形成高潮，技術(shù)日趨成熟。由于中國(guó)空調(diào)技術(shù)應(yīng)用較晚，地源熱泵作為傳統(tǒng)空調(diào)的一個(gè)分枝，對(duì)大多數(shù)人說(shuō)，確實(shí)較為陌生。 我 國(guó)在地源熱泵領(lǐng)域的研究始于 20世紀(jì) 80年代初的天津大學(xué)和天津商學(xué)院。自此，其他少數(shù)單位也先后在地?zé)峁┡矫孢M(jìn)行了一系列的理論和試驗(yàn)研究，但是，由于我國(guó)能源價(jià)格的特殊性，以及其他一些因素的影響，地源熱泵的應(yīng)用推廣非常緩慢。 20世紀(jì) 90年代以后，由于受國(guó)際大環(huán)境的影響以及地源熱泵自身所具備的節(jié)能和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，這項(xiàng)技術(shù)日益受到人們的重視，越來(lái)越多的技術(shù)人員開(kāi)始投身于此項(xiàng)研究。 1995年，中國(guó)國(guó)家科技部與美國(guó)能源部共同簽署了《中華人民共和國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)和美利堅(jiān)合眾國(guó)能源部效率和可再生能源技術(shù)的發(fā)展與利用領(lǐng)域合作協(xié)議書》，并于 1997年又簽署了該合作協(xié)議書的附件六 《中華人民共和國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)與美利堅(jiān)合眾國(guó)能源部地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用的合作協(xié)議書》。其中，兩國(guó)政府將地源熱泵空調(diào)技術(shù)納人了兩國(guó)能源效率和可再生能源的合作項(xiàng)目，這一舉措極大地促進(jìn)了該技術(shù)的國(guó)際合作和推廣應(yīng)用。 1998年是我國(guó)在該領(lǐng)域的一個(gè)里程碑，從這一年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)數(shù)家大學(xué)紛紛建立了地源熱泵的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。其中， 1998年 重慶建工學(xué)院建設(shè)了包括淺埋豎管換熱器和水平埋管換熱器在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)裝置； 1998年青島建工學(xué)院建設(shè)了聚乙烯垂直地源熱泵裝置； 1998年湖南大學(xué)建設(shè)了水平埋管地源熱泵實(shí)驗(yàn)裝置； 1999年同濟(jì)大學(xué)建設(shè)了垂直地源熱泵裝置等。同時(shí)，我國(guó)也成立了一些專門的生產(chǎn)廠家，開(kāi)始批量生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。這些科研單位和企業(yè)互相合作，在開(kāi)發(fā)利用地源熱泵技術(shù)方面取得了很大的進(jìn)展，做了許多實(shí)驗(yàn)研究和工程示范，產(chǎn)生了很多有效數(shù)據(jù)，這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)勢(shì)必將大大加快我國(guó)發(fā)展地源熱泵的步伐。 國(guó)外地源熱泵的發(fā)展 地能熱泵系統(tǒng)在北美和歐洲都應(yīng)用的 比較普及 ， 根據(jù)國(guó)際地?zé)崧?lián)合會(huì)（ The geothermal heat pump consortium ） 的統(tǒng)計(jì) ， 到 2020 年底 ， 采用地能熱泵技術(shù)制冷供熱的建筑面積美國(guó)為 3720 萬(wàn)平方米 ， 瑞典為 2020 萬(wàn)平米 ，德國(guó)為 560 萬(wàn)平米 ， 加拿大為 435 萬(wàn)平米。但北美的應(yīng)用與歐洲的應(yīng)用存在明顯的差異。 北美的應(yīng)用，地能熱泵更多地偏重于解決建筑的空調(diào)制冷問(wèn)題。在美國(guó)，政府投入很多的力量來(lái)支持地能熱泵系統(tǒng)的推廣，政府和學(xué)校經(jīng)過(guò)多年的努力，第 1 章 緒 論 3 建立了全國(guó)各地地質(zhì)參數(shù)資料庫(kù)，并在各州確立了經(jīng)過(guò)認(rèn)可的地能熱泵推薦的工程商， ASHERE 也針對(duì)系統(tǒng)特殊要求在機(jī)組設(shè)計(jì)上建立了標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)政府支持在大地?fù)Q熱器設(shè)計(jì)以及工程施工方面的研究，而在不同的州，又有各自的政策來(lái)鼓勵(lì)地能熱泵系統(tǒng)的推廣，如專門的補(bǔ)貼、政府推廣網(wǎng)站等。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度看，雖然北美也有小型的水水熱泵機(jī)組，但北美地能熱泵系統(tǒng)更多地采用的是水環(huán)熱泵系統(tǒng)，尤其對(duì)于一些大型的工商建筑，采用水環(huán)熱泵正成為設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì)。美國(guó)著名的地能熱泵制造商有 CLIAMTMASTER 、