【正文】 ......................................................................8 ......................................................................................9 ........................................................................9 ................................................................................. 10 ............................................................................................... 10 ........................................................................................ 10 水系統(tǒng)的水力計算 ........................................................................................... 12 ...................................................................................................... 13 ................................................................................. 14 空調系統(tǒng)消聲系統(tǒng)設計 ......................................................................... 14 空調系統(tǒng)的噪聲源及控制 ...................................................................... 14 空調系統(tǒng)的減振設計 ............................................................................. 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 ............................................................................................... 26 、設施及水質要求 ..................................................... 26 ........................................................ 27 ................................................................................. 27 結 論 .......................................................................................................................... 29 參考文獻 ....................................................................................................................... 30 致 謝 .......................................................................................................................... 33 附 錄 .......................................................................................................................... 34 第 1 章 緒 論 1 第 1 章 緒 論 設計背景 地熱是一種可再生的自然能源。盡管目前它的應用還不能像傳統(tǒng)能源 (煤、石油、天然氣、水力能和核能 )那樣廣泛，但由于地殼里蘊藏著豐富的地熱能，特別是在傳統(tǒng)能源越來越缺乏的今天，地熱能利用在許多國家已得到了相當?shù)闹匾?。地源熱泵中央空調系統(tǒng)是利用了地球表面淺層地熱資源 (通常小于 400 米深 )作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調 系統(tǒng)。地表淺層地熱資源可以稱之為地源，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了 47％的太陽能，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、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使得地源也成為清潔的可再生能源一種形式。 地源熱泵中央空調系統(tǒng)是利用水與地源 (地下水、土壤或地表水 )進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地源中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地源為“熱泵”；夏季把室內熱量“取”出 來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地源為“冷源”。地源熱泵中央空調系統(tǒng)通過輸入少量的高品位能源 (如電能 )，實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉移。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％的燃料內能轉化為熱量供用戶使用，因此地源熱泵中央空調系統(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 — ，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出 40％左右，其運行費用為普通中央空調的 50— 60％。 地源熱泵中央空調系統(tǒng)的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少40％以上，與常規(guī)電供暖相比，相當于減少 70％以上，如果結合其他節(jié)能措施減排會更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調裝置減少 25％的充灌量。該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。 國內地源熱泵發(fā)展簡史 地源熱泵并不是一種新的空調系統(tǒng)，早在 20 世紀 30 年代，歐洲就已經(jīng)出東北電力大學本科畢業(yè)論文 2 現(xiàn)了工程的應用，當時主要用于冬季的供暖。 20 世紀 70年代，出現(xiàn)能源危 機，地源熱泵系統(tǒng)的工程應用形成高潮，技術日趨成熟。由于中國空調技術應用較晚，地源熱泵作為傳統(tǒng)空調的一個分枝，對大多數(shù)人說，確實較為陌生。 我 國在地源熱泵領域的研究始于 20世紀 80年代初的天津大學和天津商學院。自此，其他少數(shù)單位也先后在地熱供暖方面進行了一系列的理論和試驗研究，但是，由于我國能源價格的特殊性，以及其他一些因素的影響，地源熱泵的應用推廣非常緩慢。 20世紀 90年代以后，由于受國際大環(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，這項技術日益受到人們的重視，越來越多的技術人員開始投身于此項研究。 1995年，中國國家科技部與美國能源部共同簽署了《中華人民共和國國家科學技術委員會和美利堅合眾國能源部效率和可再生能源技術的發(fā)展與利用領域合作協(xié)議書》，并于 1997年又簽署了該合作協(xié)議書的附件六 《中華人民共和國國家科學技術委員會與美利堅合眾國能源部地熱開發(fā)利用的合作協(xié)議書》。其中，兩國政府將地源熱泵空調技術納人了兩國能源效率和可再生能源的合作項目，這一舉措極大地促進了該技術的國際合作和推廣應用。 1998年是我國在該領域的一個里程碑，從這一年開始，國內數(shù)家大學紛紛建立了地源熱泵的實驗臺。其中， 1998年 重慶建工學院建設了包括淺埋豎管換熱器和水平埋管換熱器在內的實驗裝置； 1998年青島建工學院建設了聚乙烯垂直地源熱泵裝置； 1998年湖南大學建設了水平埋管地源熱泵實驗裝置； 1999年同濟大學建設了垂直地源熱泵裝置等。同時，我國也成立了一些專門的生產廠家，開始批量生產相關產品。這些科研單位和企業(yè)互相合作，在開發(fā)利用地源熱泵技術方面取得了很大的進展，做了許多實驗研究和工程示范，產生了很多有效數(shù)據(jù)，這些寶貴的經(jīng)驗教訓勢必將大大加快我國發(fā)展地源熱泵的步伐。 國外地源熱泵的發(fā)展 地能熱泵系統(tǒng)在北美和歐洲都應用的 比較普及 ， 根據(jù)國際地熱聯(lián)合會（ The geothermal heat pump consortium ） 的統(tǒng)計 ， 到 2020 年底 ， 采用地能熱泵技術制冷供熱的建筑面積美國為 3720 萬平方米 ， 瑞典為 2020 萬平米 ，德國為 560 萬平米 ， 加拿大為 435 萬平米。但北美的應用與歐洲的應用存在明顯的差異。 北美的應用，地能熱泵更多地偏重于解決建筑的空調制冷問題。在美國，政府投入很多的力量來支持地能熱泵系統(tǒng)的推廣，政府和學校經(jīng)過多年的努力，第 1 章 緒 論 3 建立了全國各地地質參數(shù)資料庫，并在各州確立了經(jīng)過認可的地能熱泵推薦的工程商， ASHERE 也針對系統(tǒng)特殊要求在機組設計上建立了標準，同時政府支持在大地換熱器設計以及工程施工方面的研究，而在不同的州，又有各自的政策來鼓勵地能熱泵系統(tǒng)的推廣，如專門的補貼、政府推廣網(wǎng)站等。從系統(tǒng)設計的角度看，雖然北美也有小型的水水熱泵機組，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)，尤其對于一些大型的工商建筑，采用水環(huán)熱泵正成為設計的主流趨勢。美國著名的地能熱泵制造商有 CLIAMTMASTER 、