【正文】 地源熱泵發(fā)展趨勢(shì)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(shì)。(2) 一體化趨勢(shì)。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(jì)、制造和配套安裝相應(yīng)的地源熱泵系統(tǒng)也將是一個(gè)發(fā)展方向。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，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(zhuān)門(mén)的補(bǔ)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(yàn)，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度看，歐洲多采用水系統(tǒng)，歐洲的水水熱泵機(jī)組更多偏重于制熱，但沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的地能熱泵機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)和專(zhuān)門(mén)的地能熱泵設(shè)備制造商。同時(shí)我們也要注意到，我國(guó)城市的建設(shè)步伐正在加快?；ㄙM(fèi)用是地源熱泵最主要的成本增加部分。目前居民對(duì)空氣污染的關(guān)注程度越來(lái)越高，城市(包括室內(nèi))對(duì)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(shí)候，很多居民開(kāi)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(guó)政府正在規(guī)劃改變以煤為主的能源結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。與此同時(shí)由于廠(chǎng)家密封制劑。3) 能夠緩解能源緊張問(wèn)題。我國(guó)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(guó)家相關(guān)政策的支持。自從我國(guó)實(shí)施《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)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(yùn)行費(fèi)用，增加了地源熱泵與集中供熱采暖方式的競(jìng)爭(zhēng)能力。為了鼓勵(lì)用戶(hù)采用地源熱泵系統(tǒng)，我國(guó)可以提供鼓勵(lì)性補(bǔ)貼和資助給購(gòu)買(mǎi)地源熱泵系統(tǒng)的用戶(hù)，或者采用調(diào)整能源價(jià)格的方法，使能源價(jià)格合理化，給予這些用戶(hù)一些實(shí)惠，鼓勵(lì)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(lái)，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(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。冬天，通過(guò)熱泵將大地中的低位熱能提高品味對(duì)建筑供暖，同時(shí)存儲(chǔ)冷量，以備夏用；夏季，通過(guò)熱泵將建筑內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下，對(duì)建筑進(jìn)行供冷，同時(shí)存儲(chǔ)熱量，以備冬用。 1 在大氣壓力下，制冷劑的蒸發(fā)溫度(沸點(diǎn))ts要低。3 對(duì)于大型活塞式壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，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(jī)尺寸和減少制冷工質(zhì)的循環(huán)量；而對(duì)于小型或微型壓縮機(jī)，單位容積制冷量可小一些；對(duì)于小型離心式壓縮機(jī)亦要求制冷劑qv要小，以擴(kuò)大離心式壓縮機(jī)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(diǎn)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(diǎn)是從壓縮機(jī)帶出的油量過(guò)多，并且能使蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度升高。類(lèi)別溶解性無(wú)微溶（在壓縮機(jī)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(rùn)滑油的沾度和凝固點(diǎn)，并使油中石蠟下沉，蒸發(fā)溫度升高制冷劑的分類(lèi)根據(jù)冷凝壓力，制冷劑可分為三類(lèi)：高溫（低壓）制冷劑、中溫（中壓）制冷劑和低溫（高壓）制冷劑。對(duì)于無(wú)機(jī)化合物制冷劑，國(guó)際上規(guī)定的代號(hào)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?xì)浠衔镏腥炕虿糠謿湓兀–L）、氟（F）和溴（Br）代替后衍生物的總稱(chēng)。飽和碳?xì)浠衔铮哼@類(lèi)制冷劑中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和環(huán)狀有機(jī)化合物等。5共沸混合物制冷劑：這類(lèi)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(lèi)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(lái)分的。壓縮機(jī)類(lèi)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(jì)算3．1 設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)，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(jī)分類(lèi)具體情況：一.往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)：靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變汽缸的工作容積。但功率較小，不易維修。分為單級(jí)壓縮型（常規(guī)型，碟閥型，卸載型，連通型）和雙級(jí)壓縮型?；剞D(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)：靠回轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)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(zhǎng)，制冷能力大，可進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。2）結(jié)構(gòu)合理：主機(jī)體積小，重量輕，兩極電機(jī)直聯(lián)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)、電機(jī)、油分離器、油冷卻器、油泵等置于一公共機(jī)座上，結(jié)構(gòu)緊湊合理。4）制冷量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)：采用滑閥機(jī)構(gòu)使制冷量可從15100%進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用?！獕嚎s機(jī)的絕熱效率，一般為0。由原動(dòng)機(jī)傳到壓縮機(jī)上的功率稱(chēng)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(jī)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(jī)中各運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力和驅(qū)動(dòng)附屬的設(shè)備，如潤(rùn)滑用液壓泵等。參看文獻(xiàn)[1]中表44，,陽(yáng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為4400r/min,陽(yáng)轉(zhuǎn)子名義直徑為100mm,。故本系統(tǒng)選取型號(hào)為L(zhǎng)G10F30Z。例如在氟利昂臥式冷凝器中，冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，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(jì)算過(guò)程中確定。為此，在進(jìn)行傳熱計(jì)算時(shí)需取溫差的平均值，以符號(hào)表示，稱(chēng)為平均溫差。在下列條件下，可推導(dǎo)出對(duì)數(shù)平均溫差的計(jì)算式。制冷劑在管內(nèi)沸騰時(shí)，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(diǎn)如下：1）干式蒸發(fā)器優(yōu)點(diǎn)：制冷劑用量少，為相同制冷量滿(mǎn)液式蒸發(fā)器的三分之一；當(dāng)載冷劑為水時(shí)，即使蒸發(fā)溫度低到0度附近，也不會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象；便于把蒸發(fā)器中的潤(rùn)滑油排回壓縮機(jī)；其主要缺點(diǎn)有：當(dāng)采用多流程時(shí)，氣、液兩相制冷劑在端蓋內(nèi)轉(zhuǎn)向會(huì)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(huì)通過(guò)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(dòng)過(guò)程中蒸發(fā)的蒸發(fā)器。主要缺點(diǎn)是體積大，需要的制冷劑多。由傳熱公式 Q=KF209。 K= w/(k)。設(shè)計(jì)時(shí)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(gè)最佳質(zhì)量流速，此時(shí)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(jì)的概念。采用內(nèi)肋管時(shí)，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(shí)產(chǎn)生的氣液分離現(xiàn)象。為了保證載冷劑橫向流過(guò)管束時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，導(dǎo)熱率，則 管外換熱系數(shù) 按公式（9—57）計(jì)算， 管內(nèi)換熱系數(shù)的計(jì)算假定蒸發(fā)器按內(nèi)表面計(jì)算的熱流密度（此假定將在后面檢驗(yàn)），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(guó)外，由于城市缺水，空氣冷卻式冷凝器也有用于制冷量達(dá)360KW的固定式制冷機(jī)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(jìn)入蛇形管后自上而下地流動(dòng)，冷凝液體從底部排出。小的冷凝機(jī)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(lái)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(wèn)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?xún)?chǔ)存凝結(jié)的液體，使設(shè)備簡(jiǎn)化。制冷劑蒸氣從筒體上部進(jìn)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(jī)組時(shí)，內(nèi)管常用滾壓肋片管，這種結(jié)構(gòu)常駐機(jī)構(gòu)在水冷卻式空調(diào)柜中應(yīng)用。制冷劑蒸氣從頂部進(jìn)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(gè)螺旋體加上頂蓋和接管構(gòu)成。為了增強(qiáng)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(lèi)冷凝器中，制冷劑同時(shí)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(shí)際水流速度 冷凝器的流程數(shù)N， 因?yàn)榱鞒虜?shù)應(yīng)取整數(shù)且為偶數(shù)，故N取10。它比較適合我國(guó)這樣人多地少的國(guó)家建造，同時(shí)，它也是國(guó)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(jì),地下?lián)Q熱器設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，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(shí)，占用場(chǎng)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(duì)冬夏冷暖聯(lián)供系統(tǒng)使用者很少[33]。同時(shí)，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(jì)的地下?lián)Q熱器采用U型管并聯(lián)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)中地下埋管均采用國(guó)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(wú)毒、無(wú)腐蝕性、導(dǎo)熱性好、成本低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 一般來(lái)說(shuō)，鹽溶液具有安全、無(wú)毒、無(wú)污染、導(dǎo)熱性能好、價(jià)格低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是系統(tǒng)有空氣存在時(shí)，對(duì)大部分金屬具有腐蝕性。 乙二醇水溶液相對(duì)安全、無(wú)腐蝕性，具有較好的導(dǎo)熱性能，價(jià)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?zhuān)越档推浔ǖ目赡苄裕捎谄錈o(wú)腐蝕性，作為防凍液很受歡迎。3 確定鉆孔總長(zhǎng)度，孔深及孔數(shù)地下?lián)Q熱器的長(zhǎng)度與地質(zhì)、地溫參數(shù)及進(jìn)入熱泵機(jī)組的水溫有關(guān)。短時(shí)間和間歇運(yùn)行的換熱管間距為1．5m較適合，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的間距為3m較適合，所以這里取孔間距為3m，采用鉆孔過(guò)程產(chǎn)生的泥漿回填。但其中高密度聚乙烯管材的Rm無(wú)法直接查到,可按下式計(jì)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(lái)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(hào)、膨脹水箱等） 在蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中，除了壓縮及機(jī)及各種熱交換設(shè)備外，還需要有專(zhuān)門(mén)的膨脹機(jī)構(gòu)，使制冷劑節(jié)流后降溫度和壓力。 膨脹機(jī)構(gòu)位于冷凝器之后，從冷凝器來(lái)的高壓制冷劑液體流經(jīng)膨脹機(jī)構(gòu)后，壓力降低，然后進(jìn)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(hào)。截止閥分為直通式和直角兩種。分離器的型式隨制冷機(jī)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(guò)濾作用而分離。高壓儲(chǔ)液器用于儲(chǔ)存由冷凝器來(lái)的高壓液體制冷劑，以適應(yīng)工況變化時(shí)制冷系統(tǒng)中所需制冷量的變化，并減少每年補(bǔ)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?yàn)榭諝馀c制冷劑蒸氣混合在一起，直接從冷凝器中排放時(shí)不可避免地要同時(shí)放掉一部分制冷劑蒸氣，不僅造成損失，而且會(huì)污染環(huán)境。 制冷裝置中各單個(gè)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(yùn)行管理和維護(hù) 本空調(diào)系統(tǒng)采用的是螺桿式機(jī)組和土壤源熱泵，而螺桿式機(jī)組的運(yùn)行管理是本系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)使用中最重要最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，必須認(rèn)真對(duì)待。沖洗時(shí)，可開(kāi)啟水泵，關(guān)閉水力反沖管的閥門(mén)，讓水按正常流向流動(dòng)沖洗、放清。機(jī)組水系統(tǒng)管道最高處及彎管處設(shè)自動(dòng)放氣閥或手動(dòng)截止閥，在注水時(shí)同時(shí)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(duì)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(jī)組水系統(tǒng)內(nèi)冷（熱）媒水充注量。1） 機(jī)組制冷系統(tǒng)的清潔機(jī)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(jī)組制冷系統(tǒng)的檢漏對(duì)于本機(jī)組，可用皂液法進(jìn)行檢漏。2）制冷運(yùn)轉(zhuǎn)的啟動(dòng)程序目前，空調(diào)用螺桿式制冷系統(tǒng)的制冷（熱）運(yùn)轉(zhuǎn)的啟動(dòng)方式，一般有手動(dòng)啟動(dòng)方式和微機(jī)指令啟動(dòng)方式兩種。A. 用戶(hù)報(bào)告組 此組內(nèi)容可由機(jī)組操作人員確定；B. 制冷機(jī)報(bào)告組 此報(bào)告組用來(lái)控制機(jī)組運(yùn)行條件和所有水側(cè)包括蒸發(fā)器和冷凝器進(jìn)出水溫度等項(xiàng)操作；C. 制冷劑報(bào)告組 此報(bào)告組能顯示制冷劑在蒸發(fā)器、冷凝器及壓縮機(jī)出口處狀態(tài)，以便機(jī)組操作人員能根據(jù)顯示內(nèi)容控制機(jī)組的正常運(yùn)行；D. 壓縮機(jī)報(bào)告組 此報(bào)告組用來(lái)控制和顯示壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)參數(shù)，同時(shí)控制和顯示電機(jī)的溫度。第六章結(jié)束語(yǔ)通過(guò)近四個(gè)月的努力，終于圓滿(mǎn)地完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。本地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)充分利用儲(chǔ)存于地表土壤中的太陽(yáng)能，節(jié)