【正文】 地源熱泵發(fā)展趨勢地源熱泵與中央空調(diào)相連接的供熱／制冷系統(tǒng)是目前的發(fā)展趨勢。(2) 一體化趨勢。因此，充分利用建筑物的空間和周邊的自然環(huán)境和自然能源，因地制宜地設(shè)計、制造和配套安裝相應(yīng)的地源熱泵系統(tǒng)也將是一個發(fā)展方向。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(xué)校經(jīng)過多年的努力，建立了全國各地地質(zhì)參數(shù)資料庫，并在各州確立了經(jīng)過認(rèn)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(shè)計上建立了標(biāo)準(zhǔn)，同時政府支持在大地?fù)Q熱器設(shè)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。 在歐洲，由于環(huán)保和節(jié)能的要求，目前，在歐洲，地能熱泵系統(tǒng)在供熱方面積累了豐富的經(jīng)驗，從系統(tǒng)設(shè)計的角度看，歐洲多采用水系統(tǒng)，歐洲的水水熱泵機組更多偏重于制熱，但沒有專門的地能熱泵機組標(biāo)準(zhǔn)和專門的地能熱泵設(shè)備制造商。同時我們也要注意到，我國城市的建設(shè)步伐正在加快?；ㄙM用是地源熱泵最主要的成本增加部分。目前居民對空氣污染的關(guān)注程度越來越高，城市(包括室內(nèi))對人們生活以及身體的影響日益受到重視，在碰到身體不適的時候，很多居民開始考慮空氣因素的影響。為了徹底整治環(huán)境，減少溫室氣體排放，我國政府正在規(guī)劃改變以煤為主的能源結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。與此同時由于廠家密封制劑。3) 能夠緩解能源緊張問題。我國建筑耗能約占總耗能的25％，其中供熱采暖能耗約占一半。4) 受到國家相關(guān)政策的支持。自從我國實施《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》后，提高了建筑隔熱保溫性能，降低了建筑采暖能耗，結(jié)果是大幅度降低了地源熱泵采暖方式的年運行費用，增加了地源熱泵與集中供熱采暖方式的競爭能力。為了鼓勵用戶采用地源熱泵系統(tǒng)，我國可以提供鼓勵性補貼和資助給購買地源熱泵系統(tǒng)的用戶，或者采用調(diào)整能源價格的方法，使能源價格合理化，給予這些用戶一些實惠，鼓勵人們采用地源熱泵系統(tǒng)。但可以相信，地?zé)崮芫哂袕V泛的應(yīng)用前景，在不久的將來，地?zé)崮軐⒃谑澜缒茉蠢媒Y(jié)構(gòu)中占有更大的份額。地源熱泵（Groundsource heat pump）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，進行能量轉(zhuǎn)換的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。冬天，通過熱泵將大地中的低位熱能提高品味對建筑供暖，同時存儲冷量，以備夏用；夏季，通過熱泵將建筑內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下，對建筑進行供冷，同時存儲熱量，以備冬用。 1 在大氣壓力下，制冷劑的蒸發(fā)溫度(沸點)ts要低。3 對于大型活塞式壓縮機來說，制冷劑的單位容積制冷量qv要求盡可能大，這樣可以縮小壓縮機尺寸和減少制冷工質(zhì)的循環(huán)量；而對于小型或微型壓縮機，單位容積制冷量可小一些；對于小型離心式壓縮機亦要求制冷劑qv要小，以擴大離心式壓縮機的使用范圍，并避免小尺寸葉輪制造之困難。臨界溫度的高低確定了制冷劑在常溫或普通低溫范圍內(nèi)能否液化。 制冷劑凝固點tf(℃)絕熱指數(shù)K331制冷劑的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)當(dāng)高，以提高換熱設(shè)備的效率，減少傳熱面積。其缺點是從壓縮機帶出的油量過多，并且能使蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度升高。類別溶解性無微溶（在壓縮機曲軸箱和冷凝器內(nèi)相互溶解，在蒸發(fā)器內(nèi)分解） 降低潤滑油的沾度和凝固點，并使油中石蠟下沉，蒸發(fā)溫度升高制冷劑的分類根據(jù)冷凝壓力，制冷劑可分為三類：高溫（低壓）制冷劑、中溫（中壓）制冷劑和低溫（高壓）制冷劑。對于無機化合物制冷劑，國際上規(guī)定的代號為R及后面的三位數(shù)字，其中第一位為“7”后兩位數(shù)字為分子量。氟里昂（鹵碳化合物制冷劑）：氟里昂是飽和碳氫化合物中全部或部分氫元素（CL）、氟（F）和溴（Br）代替后衍生物的總稱。飽和碳氫化合物：這類制冷劑中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和環(huán)狀有機化合物等。5共沸混合物制冷劑：這類制冷劑是由兩種以上不同制冷劑以一定比例混合而成的共沸混合物，這類制冷劑在一定壓力下能保持一定的蒸發(fā)溫度，其氣相或液相始終保持組成比例不變，但它們的熱力性質(zhì)卻不同于混合前的物質(zhì)，利用共沸混合物可以改善制冷劑的特性。高溫、中溫及低溫制冷劑：是按制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度和常溫下冷凝壓力來分的。壓縮機類型中、低溫 R11　冷藏、空調(diào)活塞式、回轉(zhuǎn)式高、中、低溫 R114低溫為：2060℃空調(diào)、冷藏活塞式、回轉(zhuǎn)式第三章 熱力計算3．1 設(shè)計要求論文旨在研究土壤源熱泵系統(tǒng)在供熱空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，并設(shè)計出一套可行的土壤源熱泵系統(tǒng)。而地下部分主要是地下熱交換器。供熱——熱水出水溫度：45；環(huán)境溫度：7。在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，把制冷劑從低壓提升為高壓，并使制冷劑不斷循環(huán)流動，從而使系統(tǒng)不斷將內(nèi)部熱量排放到高于系統(tǒng)溫度的環(huán)境中。制冷壓縮機分類具體情況：一.往復(fù)活塞式制冷壓縮機：靠活塞的往復(fù)運動來改變汽缸的工作容積。但功率較小，不易維修。分為單級壓縮型（常規(guī)型，碟閥型，卸載型，連通型）和雙級壓縮型。回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機：靠回轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)運動來改變汽缸的工作容積。但功率較小，不易維修。 ③ 二. 工作穩(wěn)定，性能高壽命長，制冷能力大，可進行無級調(diào)節(jié)。2）結(jié)構(gòu)合理：主機體積小，重量輕，兩極電機直聯(lián)高速運轉(zhuǎn)，壓縮機、電機、油分離器、油冷卻器、油泵等置于一公共機座上，結(jié)構(gòu)緊湊合理。4）制冷量無級調(diào)節(jié)：采用滑閥機構(gòu)使制冷量可從15100%進行無級調(diào)節(jié)，節(jié)省運行費用?！獕嚎s機的絕熱效率，一般為0。由原動機傳到壓縮機上的功率稱為軸功率，單位為kW，它的一部分，即指示功率直接用于完成壓縮機的工作循環(huán)，另一部分，即摩擦功率，單位為kW，用于克服壓縮機中各運動部件的摩擦阻力和驅(qū)動附屬的設(shè)備，如潤滑用液壓泵等。參看文獻[1]中表44，,陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為4400r/min,陽轉(zhuǎn)子名義直徑為100mm,。故本系統(tǒng)選取型號為LG10F30Z。例如在氟利昂臥式冷凝器中，冷卻水在管內(nèi)流動，氟量昂蒸氣在管外凝結(jié)。傳熱公式： Q=KF209。但是熱交換器中的傳熱溫差、傳熱面積、冷卻介質(zhì)流速或被冷卻介質(zhì)流速需在傳熱計算過程中確定。為此，在進行傳熱計算時需取溫差的平均值，以符號表示，稱為平均溫差。在下列條件下，可推導(dǎo)出對數(shù)平均溫差的計算式。制冷劑在管內(nèi)沸騰時，其換熱系數(shù)與物性，熱流密度，管內(nèi)液體珠質(zhì)量流速及流向有關(guān)。比較這三種蒸發(fā)器的優(yōu)缺點如下：1）干式蒸發(fā)器優(yōu)點：制冷劑用量少，為相同制冷量滿液式蒸發(fā)器的三分之一；當(dāng)載冷劑為水時，即使蒸發(fā)溫度低到0度附近，也不會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象；便于把蒸發(fā)器中的潤滑油排回壓縮機；其主要缺點有：當(dāng)采用多流程時，氣、液兩相制冷劑在端蓋內(nèi)轉(zhuǎn)向會出現(xiàn)分離，從而造成了下一流程中各管子中制冷劑流量分配不均勻的不利現(xiàn)象，使這些管子失去蒸發(fā)冷卻的作用；載冷劑可能會通過折流板與殼之間的間隙泄漏（即載冷劑短路），降低水側(cè)的換熱效果。3）再循環(huán)式蒸發(fā)器是指制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)流動過程中蒸發(fā)的蒸發(fā)器。主要缺點是體積大，需要的制冷劑多。由傳熱公式 Q=KF209。 K= w/(k)。設(shè)計時應(yīng)給定額定工況下的制冷量，然后根據(jù)以下原則選擇主要參數(shù)。因此，存在一個最佳質(zhì)量流速，此時單位面積的熱流量為最大值，這就是干式蒸發(fā)器存在最佳設(shè)計的概念。采用內(nèi)肋管時，一般都選二流程的U型管結(jié)構(gòu)，可以防止制冷劑轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生的氣液分離現(xiàn)象。為了保證載冷劑橫向流過管束時有一定的流速（~），必須沿筒體軸向布置一定數(shù)量的折流板。因此選擇缺口尺寸時應(yīng)作全面的考慮。從上往下，各流程管數(shù)依次為79，56，39，29。據(jù)此溫度查得水的物性數(shù)據(jù)為：，運動粘性系數(shù)，導(dǎo)熱率，則 管外換熱系數(shù) 按公式（9—57）計算， 管內(nèi)換熱系數(shù)的計算假定蒸發(fā)器按內(nèi)表面計算的熱流密度（此假定將在后面檢驗），則按公式（9—48），管內(nèi)換熱系數(shù)為 式中， c=。因而初步規(guī)劃中所定的尺寸有足夠的裕量。在國外，由于城市缺水，空氣冷卻式冷凝器也有用于制冷量達360KW的固定式制冷機的。制冷劑放出的熱量被空氣帶走。因而通常僅用于家用電冰箱和小型制冷裝置。制冷劑蒸氣進入蛇形管后自上而下地流動，冷凝液體從底部排出。小的冷凝機組可以安裝在室內(nèi)靠近蒸發(fā)器的地方。冷卻水可用天然水、自來水或者用經(jīng)冷卻水塔冷卻后的循環(huán)水。在現(xiàn)代城市中，由于生產(chǎn)發(fā)展、人口集中，水的消耗量很大，節(jié)約用水的問題應(yīng)特別重視。在正常情況下，筒下部只有少量液體，但也有一些小型冷凝器的筒體下部不裝管束，筒底部用以儲存凝結(jié)的液體，使設(shè)備簡化。制冷劑蒸氣從筒體上部進入，放出熱量后在管外凝結(jié)成液體，由底部排出。 套管式冷凝器由兩根或幾根大小不同的管子組成。套管式冷凝器用于氟里昂機組時，內(nèi)管常用滾壓肋片管，這種結(jié)構(gòu)常駐機構(gòu)在水冷卻式空調(diào)柜中應(yīng)用。制冷劑蒸氣從頂部進入殼體后在管外冷卻并冷凝，冷凝液匯集在殼體底部后引出。 螺旋板式冷凝器由兩個螺旋體加上頂蓋和接管構(gòu)成。為了增強螺旋板的剛度，在通道內(nèi)每隔一定的距離便設(shè)有支撐。使用幾年后還可穩(wěn)定在950~990W/()在這類冷凝器中，制冷劑同時受到水和空氣的冷卻，但主要是依靠冷卻水在傳熱管表面上的蒸發(fā)，從制冷劑一側(cè)吸取大量的熱量作為水的汽化潛熱，空氣的作用主要是為加快水的蒸發(fā)而帶走水蒸氣。冷凝器中污垢的熱阻管外熱阻；管內(nèi)熱阻。實際水流速度 冷凝器的流程數(shù)N， 因為流程數(shù)應(yīng)取整數(shù)且為偶數(shù)，故N取10。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)地源熱泵技術(shù)的關(guān)鍵是地下?lián)Q熱器的設(shè)計,地下?lián)Q熱器設(shè)計是整個設(shè)計的重點，也是本系統(tǒng)有別于其他系統(tǒng)之所在。由于水平管埋深較淺，其埋管換熱器性能不如垂直埋管，而且施工時，占用場地大，淺埋水平管受地面溫度影響大，因此適用于單季使用的情況（如歐洲只用于冬季供暖和生活熱水供應(yīng)），對冬夏冷暖聯(lián)供系統(tǒng)使用者很少[33]。同時，為保持各環(huán)路之間的水力平衡,采用同程式系統(tǒng)。故本設(shè)計的地下?lián)Q熱器采用U型管并聯(lián)系統(tǒng)。本設(shè)計中地下埋管均采用國產(chǎn)HDPE高密度聚乙烯管材，豎埋管選用管徑為DN20的管道[14]。防凍液一般應(yīng)具有使用安全、無毒、無腐蝕性、導(dǎo)熱性好、成本低、壽命長等特點。 一般來說，鹽溶液具有安全、無毒、無污染、導(dǎo)熱性能好、價格低、使用壽命長等優(yōu)點，其缺點是系統(tǒng)有空氣存在時，對大部分金屬具有腐蝕性。 乙二醇水溶液相對安全、無腐蝕性，具有較好的導(dǎo)熱性能，價格適中，但使用壽命有限，且有毒。在使用酒精之前應(yīng)用水將其稀釋，以降低其爆炸的可能性，由于其無腐蝕性，作為防凍液很受歡迎。3 確定鉆孔總長度，孔深及孔數(shù)地下?lián)Q熱器的長度與地質(zhì)、地溫參數(shù)及進入熱泵機組的水溫有關(guān)。短時間和間歇運行的換熱管間距為1．5m較適合，長時間連續(xù)運行的間距為3m較適合，所以這里取孔間距為3m，采用鉆孔過程產(chǎn)生的泥漿回填。但其中高密度聚乙烯管材的Rm無法直接查到,可按下式計算式中　ρ為水密度,kg/ m。s)?？傻霉苤械牧魉贋?=首先可以確定6管段的管徑為DN20,可以由上式求出其流速，就能得出其流量，然后就能求出其它管段的流量，再由流量和流速來確定其它管段的管徑。所以水泵所需流量W ,。第四章輔助裝置選型（節(jié)流裝置、控制裝置、選擇系統(tǒng)水泵型號、膨脹水箱等） 在蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中，除了壓縮及機及各種熱交換設(shè)備外，還需要有專門的膨脹機構(gòu)，使制冷劑節(jié)流后降溫度和壓力。 膨脹機構(gòu)位于冷凝器之后，從冷凝器來的高壓制冷劑液體流經(jīng)膨脹機構(gòu)后，壓力降低，然后進入蒸發(fā)器中。在本系統(tǒng)中采用電子膨脹閥，熱力膨脹閥以蒸發(fā)器出口處的溫度為控制訊號。截止閥分為直通式和直角兩種。分離器的型式隨制冷機制冷量的大小和使用的制冷劑而定。油滴依靠氣流速度的降低以及填料層的過濾作用而分離。高壓儲液器用于儲存由冷凝器來的高壓液體制冷劑，以適應(yīng)工況變化時制冷系統(tǒng)中所需制冷量的變化，并減少每年補充制冷劑的次數(shù)。1） 氣液分離器 用于分離蒸發(fā)器所排出的低壓蒸氣中的液滴。因為空氣與制冷劑蒸氣混合在一起，直接從冷凝器中排放時不可避免地要同時放掉一部分制冷劑蒸氣，不僅造成損失，而且會污染環(huán)境。 制冷裝置中各單個設(shè)備或部件需要用管道連接才能構(gòu)成完整的系統(tǒng)。鋼管與鋼管之間的連接采用焊接。第五章運行管理和維護 本空調(diào)系統(tǒng)采用的是螺桿式機組和土壤源熱泵，而螺桿式機組的運行管理是本系統(tǒng)在現(xiàn)場使用中最重要最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，必須認(rèn)真對待。沖洗時，可開啟水泵，關(guān)閉水力反沖管的閥門，讓水按正常流向流動沖洗、放清。機組水系統(tǒng)管道最高處及彎管處設(shè)自動放氣閥或手動截止閥，在注水時同時將管內(nèi)空氣排盡。膨脹水箱容量應(yīng)與冷（熱）媒充注量相對應(yīng)，一般取為 V=（~） 式中 V——膨脹水箱有效容積（指至溢流管高度的容積），； ——機組水系統(tǒng)內(nèi)冷（熱）媒水充注量。1） 機組制冷系統(tǒng)的清潔機組在安裝或拆檢大修之后，其制冷劑循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部不可避免地殘留一些焊渣、鐵銹、氧化皮等雜質(zhì)。3）機組制冷系統(tǒng)的檢漏對于本機組，可用皂液法進行檢漏。2）制冷運轉(zhuǎn)的啟動程序目前，空調(diào)用螺桿式制冷系統(tǒng)的制冷（熱）運轉(zhuǎn)的啟動方式，一般有手動啟動方式和微機指令啟動方式兩種。A. 用戶報告組 此組內(nèi)容可由機組操作人員確定；B. 制冷機報告組 此報告組用來控制機組運行條件和所有水側(cè)包括蒸發(fā)器和冷凝器進出水溫度等項操作；C. 制冷劑報告組 此報告組能顯示制冷劑在蒸發(fā)器、冷凝器及壓縮機出口處狀態(tài)，以便機組操作人員能根據(jù)顯示內(nèi)容控制機組的正常運行；D. 壓縮機報告組 此報告組用來控制和顯示壓縮機電動機參數(shù)，同時控制和顯示電機的溫度。第六章結(jié)束語通過近四個月的努力，終于圓滿地完成了這次的畢業(yè)設(shè)計。本地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)充分利用儲存于地表土壤中的太陽能，節(jié)