【正文】 來(lái)。目前，幾乎 所有的大型公共建筑 都要安裝中央空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)工藝和室內(nèi)潔凈度有特殊要求的地方還必須建立潔凈室。本次設(shè)計(jì)即為 xx 某賓館地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括系統(tǒng)選型的分析，空調(diào)冷熱負(fù)荷的計(jì)算及濕負(fù)荷的計(jì)算，空氣處理過(guò)程及空氣處理設(shè)備的選擇，空調(diào)房間的氣流組織的計(jì)算，空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與水力計(jì)算以及風(fēng)道的設(shè)計(jì)與水力計(jì)算；土壤耦合換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算和熱泵機(jī)房的設(shè)計(jì)與布置。圖紙包括空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)平面圖、空調(diào)水系統(tǒng)平面圖、制冷機(jī)房設(shè)備管道平面圖等。本次設(shè)計(jì)本著滿足國(guó)家及行業(yè)有關(guān)規(guī)范、規(guī)定的要求，利用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的空調(diào)技術(shù)和設(shè)備，創(chuàng)建健康舒適的室內(nèi)空氣品質(zhì)及環(huán)境。 本設(shè)計(jì)中所有計(jì)算及文字說(shuō)明均參考目前通行的相關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)及施工手冊(cè)。系統(tǒng)方案由本人單獨(dú)完成，而系統(tǒng)消聲防震等部分，由于本人所學(xué)知識(shí)所限不能對(duì)其進(jìn)行更具體詳細(xì)的設(shè)計(jì)，只能依據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)中的相關(guān)資料，對(duì)其原理進(jìn)行說(shuō)明。本次設(shè)計(jì)的目的旨在通過(guò)這一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們運(yùn)用大學(xué)課程學(xué)習(xí)時(shí)所掌握的理論和技術(shù)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖和使用參考資料能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、程序和基本原則，鞏固所學(xué)理論知識(shí)，并運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。為以后走向工作崗位創(chuàng)造基礎(chǔ)。在這里還需要強(qiáng)調(diào)的是，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，承蒙 xxx 老師的耐心指導(dǎo)和大力支持以及 xxx同學(xué)的熱情幫助，在此表示衷心感謝！ 編者： xxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)用紙5第 1 章 概述 建筑概況本工程位于 xx 市，地上建筑最高為八層，地下室為一層。建筑總面積 13495 平方米,其中地上建筑面積為 12323 平方米,地下建筑面積 1172 平方米。本設(shè)計(jì)中采用安裝中央空調(diào)系統(tǒng)，即夏天制冷，冬天供熱。根據(jù)所提供的地質(zhì)勘查資料，xx 某賓館所在地區(qū)地下 以上的地層，為粉質(zhì)粘土、粘土和砂礫堆積層，沒有堅(jiān)硬的巖石層，如果采用土壤熱源作為系統(tǒng)的冷熱源，地下?lián)Q熱器的鉆孔、埋管等各項(xiàng)工藝施工容易，工程造價(jià)可以控制在相對(duì)較低水平。測(cè)量深層土壤的導(dǎo)熱情況，對(duì)深層土壤的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試井深 70m，測(cè)得土壤導(dǎo)熱系數(shù) ()，土壤導(dǎo)熱情況良好，適合于作為熱泵系統(tǒng)的冷熱源。而且，賓館樓附近有生態(tài)停車場(chǎng)、升旗廣場(chǎng)、花壇等場(chǎng)地可以布置土壤源熱泵系統(tǒng)的地下埋管換熱器。由于土壤源熱泵的上述諸多優(yōu)勢(shì)以及工程項(xiàng)目所在地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)，決定采用土壤源熱泵系統(tǒng)作為賓館的空調(diào)系統(tǒng)冷熱源。 土壤源熱泵 土壤源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)地源熱泵系統(tǒng)介紹隨著空調(diào)工業(yè)的發(fā)展，先進(jìn)的中央空調(diào)系統(tǒng)不斷的出現(xiàn)，空調(diào)在現(xiàn)代建筑中扮演著越來(lái)越重要的角色。人們對(duì)空調(diào)的要求也不斷提高，節(jié)能、環(huán)保、靈活成為今后共同追求的目標(biāo)。近年來(lái)，隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作的不斷深入，地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入了我國(guó)，并通過(guò)在工程中的成功運(yùn)用得到了空調(diào)界人士的認(rèn)可和推崇，成為了我國(guó)中央空調(diào)發(fā)展的趨勢(shì)，體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保、靈活、舒適的新概念。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局已經(jīng)宣布，xxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)用紙6地源熱泵系統(tǒng)是目前可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。組成地源熱泵空調(diào)機(jī)組是一種水冷式的供冷/供熱機(jī)組。機(jī)組由封閉式壓縮機(jī)、同軸套管式水/制冷劑熱交換器、熱力膨脹閥（或毛細(xì)膨脹管）、四通換向閥、空氣側(cè)盤管、風(fēng)機(jī)、空氣過(guò)濾器、安全控制等所組成。機(jī)組本身帶有一套可逆的制冷/制熱裝置，是一種可直接用于供冷/供熱的 熱泵空調(diào)機(jī)組。其 工作原理示意圖如下圖所示：? 系統(tǒng)系統(tǒng)是由下列部分所組成：模塊式地源熱泵機(jī)組、循環(huán)水泵、水管環(huán)路、水系統(tǒng)控制箱和室內(nèi)溫控器等。地源熱泵機(jī)組采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件,需要時(shí)各部件的修配和更換很方便。因?yàn)樵O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，并不需要高技術(shù)的操作工程人員的服務(wù)。唯一需要經(jīng)常保養(yǎng)的是空氣過(guò)濾網(wǎng)和凝結(jié)水盤的清潔。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，靈活、安裝快速。機(jī)組己在工廠組裝好并自帶溫度控制裝置，現(xiàn)場(chǎng)工作只是少量低壓風(fēng)管、電氣連接裝置和不需要保溫的水管的連接。管道可采用鋼管、銅管或塑料管。維修方便快捷，機(jī)組結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，壽命長(zhǎng)久。熱泵機(jī)組的功率系數(shù)(COP)可達(dá)到 以上，即 1 千瓦電輸入，有 5 千瓦多冷量輸出的高效率。優(yōu)勢(shì)地源熱泵由于其技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，推廣這種技術(shù)有明顯的節(jié)能和環(huán)保效益。地下土壤溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定（約為 12～20℃） ，冬季比外界環(huán)境空氣溫度高，夏季xxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)用紙7比環(huán)境溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。地源熱泵系統(tǒng)能充分利用蘊(yùn)藏于土壤和湖泊中的巨大能量，循環(huán)再生，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的供暖和制冷。因而運(yùn)行費(fèi)用較低。地源熱泵比風(fēng)冷熱泵節(jié)能 40%，比電采暖節(jié)能 70%。比燃?xì)鉅t效率提高 48%。所需制冷劑比一般熱泵空調(diào)減少 50%。地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，系統(tǒng)安裝在室內(nèi)，不暴露在風(fēng)雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長(zhǎng)壽命。地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行中無(wú)需燃燒，因此不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，也不會(huì)發(fā)生爆炸。由于地源熱泵系統(tǒng)的供冷、供熱更為平穩(wěn)，降低了停、開機(jī)的頻率和空氣過(guò)熱和過(guò)冷的峰值。 這種系統(tǒng)更容易適合供冷、供熱負(fù)荷 的分區(qū)。地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管，壽命可達(dá) 50 年。一年四季任何時(shí)間都可以隨時(shí)提供空調(diào)，可以隨意設(shè)定室內(nèi)溫度，達(dá)到五星級(jí)要求。提供新風(fēng)，保證室內(nèi)空氣新鮮。計(jì)簡(jiǎn)單靈活，安裝快速。應(yīng)用 地源熱泵系統(tǒng)的能量來(lái)源于地下能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調(diào)” 。被認(rèn)為是目前可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無(wú)論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用。可廣闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場(chǎng)、別墅、住宅等領(lǐng)域。 與風(fēng)冷空調(diào)的比較表 1 地源熱泵和風(fēng)冷小中央空調(diào)機(jī)組比較表描述 地源熱泵空調(diào) 風(fēng)冷小中央空調(diào)系統(tǒng)安裝 因系統(tǒng)管路中介質(zhì)為水，安全、可靠，即使管路出現(xiàn)泄漏也易于及時(shí)發(fā)現(xiàn)。地埋管采用進(jìn)口高密度聚乙烯管，其室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)之間需用氟利昂管路相接，易出現(xiàn)泄漏，存在隱患xxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)用紙8壽命高達(dá) 50 年空調(diào)效果 空調(diào)效果不受環(huán)境溫度影響，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠?？照{(diào)效果受環(huán)境因素影響，在寒冷季節(jié)，一般室外環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，機(jī)組難以啟動(dòng)，即使勉強(qiáng)啟動(dòng)，其效率也大打折扣。運(yùn)行費(fèi)用 地源熱泵系統(tǒng) COP值一般在 以上，其運(yùn)行費(fèi)用比風(fēng)冷及 VRV 空調(diào)系統(tǒng)低 30%40%左右。COP 值在 3 左右，運(yùn)行費(fèi)用較高。機(jī)組安裝形式 沒有室外機(jī)，機(jī)組僅需吊裝在輔助性房間的吊頂內(nèi)，不影響美觀。室外機(jī)需懸掛在室外，長(zhǎng)期風(fēng)吹雨淋，暴曬、暴凍，不僅影響美觀，而且使機(jī)組壽命大大縮短。機(jī)組壽命 油和氟利昂均密 氟利昂和潤(rùn)滑油一xxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)用紙9閉在機(jī)組內(nèi)，保證壓縮機(jī)可靠安全運(yùn)行。機(jī)組壓縮機(jī)壽命一般在20 年以上。起進(jìn)入末端的設(shè)備，易造成潤(rùn)滑油滯留在末端設(shè)備而無(wú)法回油，導(dǎo)致壓縮機(jī)缺油云運(yùn)行，一旦控制有故障，壓縮機(jī)很容易燒毀，壓縮機(jī)使用壽命一般在 10 年以內(nèi)。與變頻空調(diào)的比較表 2 地源熱泵和 VRV 變頻空調(diào)機(jī)組比較表序號(hào) 地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)VRV 空調(diào)系統(tǒng)1 真正可以回收廢熱節(jié)能的中央空調(diào)系統(tǒng)。功率系數(shù)可達(dá)。不是真正的中央空調(diào)，是“改型”的分體家用空調(diào)。功率系數(shù)低。變頻控制容易產(chǎn)生 EMC 電子干擾。2 因?yàn)闄C(jī)組在室內(nèi)，受外界環(huán)境影響小，而且是完全密閉的循環(huán)系統(tǒng)，即使在酷暑或嚴(yán)冬都可以滿機(jī)組在室外受外界影響大。因?yàn)閂RV 系統(tǒng)室外主機(jī)為風(fēng)冷熱泵，所以其空調(diào)效果受外界環(huán)境影響大。而且風(fēng)冷熱泵的出力與外界環(huán)境成反比，在冬季，其制熱xxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)用紙10足制冷或制熱要求能力會(huì)隨著外界溫度降低而大幅下降；在夏季其制冷能力也隨著外界溫度升高而降低。實(shí)際使用時(shí)效能比與樣本比較要低很多3 因?yàn)闆]有室外機(jī)組，所以使用該系統(tǒng)的建筑物不會(huì)破相，符合對(duì)建筑物空調(diào)機(jī)的安裝法規(guī)制度。不可避免要將主機(jī)放置在室外，或懸掛或落地，會(huì)影響建筑物的美觀程度。受到法規(guī)制度限制4 該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全。機(jī)組全部由工廠生產(chǎn)檢測(cè)完畢才送到現(xiàn)場(chǎng)因?yàn)槟┒伺c主機(jī)之間有長(zhǎng)達(dá) 50 米的氟里昂管道相連，所以在運(yùn)行過(guò)程中，容易因安裝或震動(dòng)產(chǎn)生制冷劑的泄露，特別分叉頭很容易出問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)大量焊接工作，給品質(zhì)控制帶來(lái)很多難題。xxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)用紙115 該系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)方便，個(gè)別機(jī)組有問(wèn)題，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，保養(yǎng)費(fèi)用非常低。 系統(tǒng)維修復(fù)雜，因?yàn)槟┒伺c主機(jī)間由制冷劑管道相連，所以當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，必需中斷整個(gè)系統(tǒng)的工作。機(jī)組維修費(fèi)用非常貴，同時(shí)因整個(gè)系統(tǒng)都是用氟里昂，因泄露而需要不斷補(bǔ)充冷媒，光冷媒補(bǔ)充費(fèi)用一項(xiàng)就非常昂貴。系統(tǒng)控制部分非常復(fù)雜，易出故障，維修費(fèi)很高。6 該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定使用壽命長(zhǎng)。在維護(hù)正常的情況下主機(jī)在室外，長(zhǎng)期風(fēng)吹雨打，暴曬暴凍，使系統(tǒng)壽命較短，通常在 12 年以內(nèi)，而且還要在保證xxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)用紙12地源熱泵機(jī)組可以使用 20 年以上。制冷劑不泄露的情況下。7 已在美洲、澳洲、歐洲運(yùn)行了 40多年，系統(tǒng)非常成熟， 在國(guó)內(nèi)也已有10 多年的使用經(jīng)驗(yàn)。該系統(tǒng)推出至今只有幾年時(shí)間，尚有兩大技術(shù)難關(guān)等待攻克。尤其在人口密集的公共場(chǎng)所，系統(tǒng)的安全運(yùn)行是最重要的。VRV 系統(tǒng)中的氟里昂容易泄露并使人感覺不適或受到傷害，如果有人群受到這種傷害，那么對(duì)于學(xué)校的負(fù)面影響將是不可估量的。地源熱泵系統(tǒng)能將室內(nèi)設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)散發(fā)的廢熱回收利用，轉(zhuǎn)移給需要的地方，節(jié)能一般達(dá) 35%。2022 年北京奧運(yùn)會(huì)是環(huán)保奧運(yùn)，所以國(guó)家才決定在奧運(yùn)公園將 40 萬(wàn)平方米場(chǎng)館使用地源熱泵系統(tǒng)，體現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的主題。 土壤源熱泵系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及前景地源熱泵國(guó)內(nèi)外發(fā)展近況： 地源熱泵的歷史可以追朔到 1912 年瑞士的一個(gè)專利，而地源熱泵真正意義的商業(yè)應(yīng)xxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)用紙13用也只有近十幾年的歷史。如美國(guó)，截止 1985 年全國(guó)共有 14,000 臺(tái)地源熱泵，而 1997年就安裝了 45，000 臺(tái)，到目前為止已安裝了 400，000 臺(tái)，而且每年以 10％的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)。1998 年美國(guó)商業(yè)建筑中地源熱泵系統(tǒng)已占空調(diào)總保有量的 19％，其中有新建筑中占 30％。美國(guó)地源熱泵工業(yè)已經(jīng)成立了由美國(guó)能源部、環(huán)保署、愛迪遜電力研究所及眾多地源熱泵廠家組成的美國(guó)地源熱泵協(xié)會(huì)，該協(xié)會(huì)在近年中將投入一億美元從事開發(fā)、研究和推廣工作。美國(guó)計(jì)劃到 2022 年達(dá)到每年安裝 40 萬(wàn)臺(tái)地源熱泵的目標(biāo)，屆時(shí)將降低溫室氣體排放 1 百萬(wàn)噸，相當(dāng)于減少 50 萬(wàn)輛汽車的污染物排放或種植樹 1 百萬(wàn)英畝，年節(jié)約能源費(fèi)用達(dá) 億美元，此后，每年節(jié)約能源費(fèi)用再增加 億美元。 與美國(guó)的地源熱泵發(fā)展有所不同，中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國(guó)等國(guó)家主要利用淺層地?zé)豳Y源，地下土壤埋盤管（埋深400 米深）的地源熱泵，用于室內(nèi)地板輻射供暖及提供生活熱水。據(jù) 1999 年的統(tǒng)計(jì)，為家用的供熱裝置中，地源熱泵所占比例，瑞士為96％，奧地利為 38％，丹麥為 27％。 美國(guó)特別看好中國(guó)市場(chǎng)，美國(guó)能源部和中國(guó)科技部于 1997 年 11 月簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書，其中主要內(nèi)容之一是“地源熱泵” ，該項(xiàng)目擬在中國(guó)的北京、杭州和廣州 3 個(gè)城市各建一座采用地源熱泵供暖空調(diào)的商業(yè)建筑，以推廣運(yùn)用這種“綠色技術(shù)” ，緩解中國(guó)對(duì)煤炭和石油的依賴程度，從而達(dá)到能源資源多元化的目的。在國(guó)外目前大面積推廣使用的是埋管式地源熱泵技術(shù)，是充分利用淺層地?zé)岬淖罴鸭夹g(shù)途徑。目前埋管式地源熱泵在歐美國(guó)家已得到普遍應(yīng)用，已被充分證明是成熟可行的技術(shù)。 （歐美普遍使用的是在別墅中，在冬天取暖、夏天空調(diào)的地區(qū)）地源熱泵技術(shù)為我們帶來(lái)了巨大的契機(jī)，它能夠減少能量消耗，降低環(huán)境污染，同時(shí)能保證業(yè)主空調(diào)系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。盡管這項(xiàng)技術(shù)在中國(guó)的推廣應(yīng)用剛剛開始，但由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，必將引起廣大用戶、科技人員以及政府部門的高度關(guān)注（在我國(guó)，建設(shè)部和一些省市的建筑節(jié)能政 策中明確提出要推廣 使用地源熱泵。 ） 。綜 合以上的分析，我們認(rèn)為地源熱泵技術(shù)在中國(guó)有廣闊的市場(chǎng)前景xxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)用紙14 土壤源熱泵作為空調(diào)系統(tǒng)冷熱源的設(shè)計(jì)方案冷熱源設(shè)計(jì)方案：冷熱源 :埋地?fù)Q熱器與冷卻塔配合使用的混合土壤源熱泵系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算，該賓館夏季空調(diào)冷負(fù)荷為 1186KW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷為 549KW。考慮到夏季空調(diào)冷負(fù)荷（1186KW）遠(yuǎn)大于冬季空調(diào)熱負(fù)荷（549KW