【正文】 、辦公用戶的供熱和制冷，更趨向于將供熱的廢棄能量 (冷能 )和制冷的廢棄能量 (熱能 )綜合利用，比如用供熱的廢棄冷能運(yùn)轉(zhuǎn)冷藏庫、自動售貨機(jī)等，用制冷的廢棄熱能供應(yīng)溫室養(yǎng)殖、種植和生活熱水等。隨著人們對居住和生活環(huán)境要求的不斷提高，越來越多的建筑物需要常年供暖、制冷、熱水和冷藏的功能。 北美的應(yīng)用，地能熱泵更多地偏重于解決建筑的 空調(diào)制冷問題。而對于大地?fù)Q熱器，北美采用的多是單 U 型的垂直埋管方式和水平埋 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 管的方式 ,鉆孔深度為 50 160 米 。隨著改革開放的不斷深入，人們生活水癥的不斷提高，持續(xù)的高速經(jīng)濟(jì)增長導(dǎo)致人們對舒適生活的追求，從而使地源熱泵這項(xiàng)嶄新的技術(shù)在中國具有巨大的市場潛力。而我國由于人工費(fèi)用比較低，與西方發(fā)達(dá)國家相比，我國的基建費(fèi)用低。隨著人們生活水平的提高，對生活質(zhì)的要求越來越高，環(huán)保意識增強(qiáng)，人們開始認(rèn)識到高品質(zhì)的空氣是人類健康的保障。目前我國的能源結(jié)構(gòu)中有一個最為不利的因素，即長期以來在能源的生產(chǎn)和消費(fèi)中煤炭的比例占 70％左右。由于電力是 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 5 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 地源熱泵的唯一動力，因此沒有燃料分散燃燒所造成的大氣污染?？梢姡@項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于中國將緩解城市空氣污染問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 我國總的能源利用率約為 30％，這僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家 90 年代的水平。就地源熱泵技術(shù)而言，由于熱泵僅僅用來傳輸熱量，而不是產(chǎn)生熱量，所需要的熱量有 70％來自于地下，夏天制冷時，用來將建筑物中的熱量傳人地下所消耗的電力也非常少，因此地源熱 泵這項(xiàng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于我國可以在一定程度上緩解我國的能源壓力。八屆人大常委會第二十八次會議審議并通過了《中華人民共和國節(jié)約能源法》，其中第三十九條將熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)列入國家鼓勵發(fā)展的通用技術(shù)，這也將促進(jìn)地源熱泵事業(yè)的發(fā) 展。其次，我國現(xiàn)在還沒有出臺促進(jìn)地源熱泵技術(shù)發(fā)展的相關(guān)優(yōu)惠政策，這使部分想采用地源熱泵系統(tǒng)的用戶由于看不到眼前利益而采用其它的空調(diào)系統(tǒng)。因此，我們不能照搬外國的技術(shù)成果，必須投入大量的科研經(jīng)費(fèi)和研究人員進(jìn)行研究，使其適合中國的氣候特點(diǎn)，這也在一定程度上延緩了這項(xiàng)技術(shù)在中國的推廣。它位于武漢市某郊區(qū)別墅小區(qū)內(nèi)，水、電、燃?xì)夤?yīng)等市政設(shè)施完備。 該建筑物參與鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。它是一種可以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器與冷凝器之間功能轉(zhuǎn)換的機(jī)械，實(shí)質(zhì)上是另一種形式的制冷機(jī)。地源熱泵系統(tǒng)作為一種“綠色空調(diào)”，是以大地為熱源對建筑進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。它比較適合我國這樣人多地少的國家建造，同時，它也是國際地?zé)峤M織 (IGSHPA)的推薦形式 , 所以這里準(zhǔn)備采用垂直埋管系統(tǒng) [17]。設(shè)計(jì)過程中采用 FP 型風(fēng)機(jī)盤管，安裝方式采用吊頂安裝。 設(shè)備與 管路布置 考慮到建筑的美觀、房屋的空間及管道布置問題，故將地源熱泵機(jī)組置于底樓中間的那個房間中。三樓的新風(fēng)機(jī)組設(shè)置在樓梯拐彎處，直接向室外引新風(fēng)。對于整個系統(tǒng)，必須考慮以下幾點(diǎn)：一是主機(jī)必須能根據(jù)對應(yīng)的末端設(shè)備的工作狀態(tài)和室溫進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，如間歇運(yùn)行或容量調(diào)節(jié)；二是主機(jī)，熱泵，室內(nèi)設(shè)備的風(fēng)機(jī)需在一定的控制邏輯下運(yùn)行。℃ ) 對有內(nèi)遮陽設(shè)施的玻璃窗； （單層玻璃窗的 K 值應(yīng)減小 25%,雙 層玻璃窗的 K 值應(yīng)減小 15%） lt —玻璃窗的冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時值，℃； ② . 玻璃窗日射得熱引起的冷 負(fù)荷 式中： gf —玻璃窗的凈面積，； zC —玻璃窗的綜合遮擋系數(shù)； sC ―為玻璃窗的遮擋系數(shù)； nC ―為窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)； ③ . 有外遮陽玻璃窗的日射負(fù)荷為： ? ?nttFKCL ???? 139。(1 nttFKCL ???? pad KKttt ???? )( 139。 nt —夏季空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計(jì)算溫度 ,℃； 武漢夏季室外氣象參數(shù) 表 3－ 1 室外氣象參數(shù) 夏季室外計(jì)算干球溫度 ℃ 夏季室外計(jì)算濕球溫度 ℃ 夏季大氣壓力 最熱月室外計(jì)算平均濕度 ％ 夏季室外平均風(fēng)速 各房間逐時冷負(fù)荷計(jì)算 [8]中介紹的計(jì)算方法。 電熱、電動設(shè)備散熱量的計(jì)算公式 : 1） 熱設(shè)備散熱量 2） 動機(jī)和工藝設(shè)備均在空調(diào)房間內(nèi)的散熱量 3） 只有電動機(jī)在空調(diào)房間內(nèi)的散熱量 4） 只有工藝設(shè)備在空調(diào)房間內(nèi)的散熱量 式中： N —設(shè)備的總安裝功率， kW； ? —電動機(jī)的功率； 1n —同時使用系數(shù)，一般可取 ～ ； 2n —利用系數(shù)，一般可取 ～ ； 3n —小時平均實(shí)耗功率與設(shè)計(jì)最大功率之比，一般可取 左右； 4n —通風(fēng)保溫系數(shù)； ? —輸入功率系數(shù)； (6) 照明 1）熒光燈 2） 白熾燈 式中： CLC N — 照明設(shè)備的安裝功率， kW； Nnnnnq s ?????? 43211000 Nns ???? ?11000 Nnq s ?????? )1(1000 1 ?? Nns ????? ??11000CLCNnnCL ????? 21860 CLCN ??? 860 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1n — 鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當(dāng)明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝設(shè)在空調(diào)房間內(nèi)時取1n =；當(dāng)暗裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝設(shè)在頂棚內(nèi)時取 1n =； 2n — 燈罩隔熱系數(shù)，當(dāng)熒光燈罩上部穿有小孔（下部為玻璃板），利用自然通風(fēng)散熱于頂棚內(nèi)時， 2n 取 ～ ,熒光燈罩無通風(fēng)孔時，視頂棚內(nèi)通風(fēng)情況取為 ～ ； CLC —照明散熱冷負(fù)荷系數(shù)，可由[8]表 41 取用； (7) 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu) 通過空調(diào)房間內(nèi)窗、隔墻、樓板或內(nèi)門等內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱負(fù)荷 K—傳熱系數(shù)， F—傳熱面積 。 11 )(1 nttFKCL ????cLj1maxzg CDCfCL ??? nsz CCC ?? 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 玻璃日射有外遮陽時可減少得熱量近 80%。當(dāng)水泵與機(jī)組的對應(yīng)關(guān)系不是“一對一”時，其控制邏輯必須是，只要有一臺機(jī)組工作，水泵就必 須運(yùn)行，所有的機(jī)組停運(yùn)后，水泵才能停機(jī)。 空調(diào)系統(tǒng)控制原理簡述 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)比常規(guī)的家用空調(diào)器復(fù)雜，但其使用的方便程度必須向家用空調(diào)器看齊，才能使之得以推廣。一樓設(shè)置一 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 臺新風(fēng)機(jī)組，吊裝在一樓的中間，直接向室外引新風(fēng)?？紤]到房間裝修，氣流組織在頂層采用百葉風(fēng)口側(cè)送風(fēng)，側(cè)送下回。采用水－水地源熱泵機(jī)組，這種方案的顯著優(yōu)點(diǎn)是：主機(jī)安裝位置靈活，冷熱媒輸送管道小，節(jié)省建筑使用空間，末端空氣處理空氣設(shè)備有多種形式可供選擇 [20]。這樣可保持地溫恒定，冷暖負(fù)荷平衡，從而達(dá)到節(jié)能、環(huán) 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 保的要求 因此地源熱泵空調(diào)系 統(tǒng)可解決空氣源熱泵系統(tǒng)必需室外機(jī)及室外機(jī)對周圍環(huán)境產(chǎn)生熱污染等問題 ,并且冬季運(yùn)行不存在結(jié)霜問題 ,節(jié)省了空氣源熱泵系統(tǒng)除霜所耗的電能 ,空調(diào)效果不受室外氣溫的影響 ,運(yùn)行穩(wěn)定可靠 ,是一種國家鼓勵使用的適用于夏熱冬冷地區(qū)居住建筑的節(jié)能環(huán)?？照{(diào)系統(tǒng) [14] 初步設(shè)計(jì) 地源熱泵系統(tǒng)地下?lián)Q熱器型式確定 地源熱泵系統(tǒng)中，地下?lián)Q熱器根據(jù)埋管方式的不同，可分為水平、與豎直埋兩種形式 ， 其循環(huán)介質(zhì)完全被密封在射閉的管路中，不受外界環(huán)境干擾：其中水平埋管型施工簡單，在整個地源熱泵應(yīng)用中所占的份額也不小，但是相對而 言，受外界氣候的影響較大，適用于單季使用的情況，對冬夏冷暖聯(lián)供系統(tǒng)使用者很少，而且施工所占用的場地也比較大，適合場地比較充分的地方建造。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移。此外，該層大面積玻璃窗均采用5mm厚白色吸熱玻璃幕墻； ②外窗： 3mm 普通玻璃，鋁合金框單層窗，一般按外遮陽且配備淺色內(nèi)窗簾考慮； ③外門：參照玻璃幕墻作法； ④屋面： 70 厚鋼筋混凝土板，上 置 75mm厚加氣混凝土， K= )/( 2 KmW ? ,IV型。它包括地下 1 層，地上 3 層，層高 米。隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng)和對“綠色能源”的日益重視，地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)也將得到前所未有的發(fā)展。還要說明的一點(diǎn)是，世界上熱泵技術(shù)比較發(fā)達(dá)的北美、北歐和中歐國家由于氣候條件基本上只用于供熱，對地源熱泵夏季制冷工況研究較少。 地源熱泵技術(shù)在中國推廣過程中可能遇到的問題 任何一項(xiàng)新事物的出現(xiàn)總是要受到人們的質(zhì)疑，對于地源熱泵這項(xiàng)新技術(shù)同樣可能會遇到一些阻力。為了減少我國由于冬季采暖所造成的大氣污染，減低國內(nèi)現(xiàn)有制冷空調(diào)的能源消耗，尋求新的低能耗、無污染的供暖制冷空調(diào)技術(shù)，國家科技部與美國能源部分別代表兩國政府簽署了中美兩國政府地源熱泵合作協(xié)議，引進(jìn)和推廣美國先進(jìn)的地源熱泵技術(shù)。能源短缺導(dǎo)致中國的能源價格越來越接近發(fā)達(dá)國家的水平。進(jìn)入新世紀(jì)，在生產(chǎn)力高速發(fā)展的條件下，人們越來越認(rèn)識到地球上的資源和能源日益匣乏。使用過程中不泄露，不補(bǔ)充，減少了對臭氧層的破壞。北京等城市正在考慮以電代煤的方法來 解決城市污染的問題。根據(jù)《 1997 年中國環(huán)境狀況公報》，我國城市空氣質(zhì)量仍處于較重的污染水平。由此可見，我國與國外發(fā)達(dá)國家相比，初期投資相對要少一些。而在建設(shè)新建筑之前并入集中地源熱泵系統(tǒng)，其成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于舊建筑的改造 (甚至可以低于一般空調(diào)系統(tǒng) !)，這對我們這個“嚴(yán)寒”與“寒冷”采暖區(qū)幾乎占了國土面積的 70％和全國總建筑面積的 50％的國家而言，節(jié)省的費(fèi) 用的巨大的。而對于大地?fù)Q熱器，歐洲采用的多 是雙 U 型的垂直埋管方式。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。 國外地源熱泵的發(fā)展