【導讀】低，為此增加了大量能耗。根據(jù)熱力學原理，降低冷凝溫度或提高蒸發(fā)溫度都將。為此若能尋找到更理想的新熱源形式取代或部分。取代目前多采用的空氣熱源，無疑將有廣泛的應用前景和明顯的節(jié)能效果。太陽光的輻射和土壤的保護，地下一米半處溫度常年保持在5～15℃。的環(huán)境溫度隨著季節(jié)的不同，變化很大，冬季，北方最低氣溫零下40℃，夏季，南方最高氣溫零上40℃。實際上，相對于環(huán)境溫度，冬季，地溫是一個巨大的。地溫中央空調(diào)的運行原理:這項高新。帶走熱量，達到制冷效果。與地面上環(huán)境空氣相比，地溫中央空調(diào)利用地源熱泵。在16～20攝氏度,是集制冷、供暖為一體的經(jīng)濟型中央空調(diào)。連接設備，均采用溫控系統(tǒng)集中自動控制，是冬季采暖夏季制冷的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。地源熱泵技術(shù)在空調(diào)行業(yè)的應用,將大大緩解我國能源短缺問題。能源短缺導致中國的能。源價格越來越接近發(fā)達國家的水平。可逆和不可逆熱機分別經(jīng)。中草藥小區(qū)域取暖制冷，又可多機組合用于建筑群體。

　　

【正文】 源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運行效率要高 40%～ 60%，因此要節(jié)能和節(jié)省運行費用 40％－ 50％左右。通常地源熱泵消耗 1KW 的能量，用戶可以得到 5KW 以上的熱量或4KW 以上冷量，所以我們將其稱為節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。 （ 2） 無環(huán)境污染 源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少40％以上，與電供暖相比，相當于減少 70％以上，真正的實現(xiàn)了 節(jié)能減排 。（ 3） 一機多用 源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷，還可供生活熱水，一 機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。 （ 4） 維護費用低 源熱泵系統(tǒng)運動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護，系統(tǒng)安裝在室內(nèi)，不暴露在風雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命。 （ 5） 使用壽命長 源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管，壽命可達50 年。要比普通空調(diào)高 35 年使用壽命。 （ 6） 節(jié)省空間 有冷卻塔、鍋爐房和其它設備，省去了鍋爐房，冷卻塔占用的寶貴面積，產(chǎn)生附加經(jīng)濟效益，并改善了環(huán)境外部形象。 （ 7） 可再生 土壤有較好的蓄熱性能，冬季通過熱泵將大地淺層的低位熱能提高對建筑供暖 ，同時蓄存冷量，以備夏用；夏季通過熱泵將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對建筑進行降溫，同時蓄存熱量，以備冬用，保證大地熱量的平衡。 （ 8） 節(jié)省占地面積 省去了冷卻塔、鍋爐及與之配套的煤棚和渣場，節(jié)省了土地資源，產(chǎn)生附加經(jīng)濟效益，并改善了建筑物的外部形象。 （ 9） 環(huán)保 供熱時沒有燃燒過程，避免了排煙污染，供冷時省了冷卻塔，避免了噪音及霉菌污染。 （ 10） 舒適 因為地源熱泵機組供冷暖時都是通過冷熱水經(jīng)風機旁管（或地板管、墻埋管）交換完 成的，所產(chǎn)生的冷氣和暖氣（或輻射熱）比常規(guī)空調(diào)的要更柔和的多， 熱不易感冒。 地溫中央空調(diào)具有環(huán)保、潔凈、節(jié)能經(jīng)濟的特點：同時 省去了鍋爐房、冷卻塔，避免了向空氣中排放任何煙塵及有害物質(zhì)，消滅了冷卻塔的運行噪聲，同時節(jié)省了鍋爐房、冷卻塔及煤渣所占用的寶貴面積。地溫空調(diào)在作到 “一機三用 ”（制冷、制熱及生活熱水）的同時，運行費用比傳統(tǒng)的中央空調(diào)要低 60%，能效比大大提高。 地溫空調(diào)由末端（室內(nèi)空氣處理等）系統(tǒng)、地溫空調(diào)主機（又稱水源熱泵）及其附屬設備、水井三部分組成。地溫中央空調(diào)未端和傳統(tǒng)的中央空調(diào)未端沒有 28 什么區(qū)別，主要不同就在于機房和水井。幾年來通過對地溫空 調(diào)工程運行情況的回訪和調(diào)查，有這樣兩個問題普遍存在：首先是回灌井的回灌效果不好，回灌水從井中溢出；其次就是水源熱泵機組中積砂，影響水源熱泵機組的制冷制熱效果。為了避免以上問題的出現(xiàn)，我們在設計及施工應該注意以下幾個方面 ： 回灌井堵塞問題 現(xiàn)在常用的地溫空調(diào)系統(tǒng)中回灌井堵塞 ,主要是由于水井管網(wǎng)是單回路的緣故 ,為了 確?？照{(diào)系統(tǒng)長期穩(wěn)定的運行， 地溫 空調(diào)系統(tǒng)中的 水井管網(wǎng) 可以 設計成雙回路，如圖 31 所示，出、回水井可以互相切換使用，定期更換抽水井和回水井，這樣可以保證水井中濾水層暢通，不會堵塞，保證回灌量，而且還可 以保證水井的出水量。 排污管的設計 水井管網(wǎng)中一定要設計排污管，現(xiàn)在常見的施工圖設計中一般都考慮了出水管設排污管，如圖 32，這樣有利于 水 井管網(wǎng)安裝后的洗井，將新打成的 水 井連續(xù)抽洗，一般是日夜不停兩三天左右，另外是每年夏冬兩季開機的時候也要洗井，一般是一兩天可以把水井抽清，井水抽清以后使用，即可延長主機、水泵等設備的使用壽命，又可以避免污染地下水源。 管路 的清 洗 圖 31 雙回路管網(wǎng) 圖 32 傳統(tǒng)單回路管網(wǎng) 29 為了有利與清洗管路中的雜質(zhì) ,設計中使 井水回水管和排污管連通，主機進出水管加旁通管， 這樣可以 徹底清除管路中的雜質(zhì) 。 現(xiàn)在常見地溫的空調(diào) 設計人員的 一般 思路是水井抽清以后，開始往管網(wǎng)中注水，然后水從旋流除砂器排出，沖洗干凈以后，關(guān)閉除砂器的排污管，開始向主機中注水。這樣做缺點有三： ①這樣只沖洗了部分管路系統(tǒng)，即從水井到旋流除砂段，而旋流除砂器至主機段及主機出水到水井段的管路系統(tǒng)仍然是不清潔的，主機中易沉積雜質(zhì)。 ② 不清潔的水流回水井容易造成地下水污染。 ③ 旋流除砂器中流出的水不易及時排走，在機房中漫延。特別是機房設在地下室的情況， 排 污泵的流 量往往只有幾噸 /小時，而深井泵的出水量少的也有幾十噸甚至一、二百噸 /小時。如按圖 33 所 示 ，以上所有問題都可以迎刃而解。 圖 33 管路的清洗管網(wǎng) 旋流除砂器 的選擇 為了解決 水源熱泵機組中積砂問題，必須選擇高質(zhì)量的 旋流除砂器，現(xiàn)在 有些施工單位為了降低工程造價，自己在現(xiàn)場用鋼板加工旋流除砂器， 雖然這樣加工的旋流除砂器可以在工程上使用，但 嚴格來講，這是不符合要求的。旋流除砂器在地溫空調(diào)中是一個很重要的設備，正規(guī)廠家的產(chǎn)品在選材、尺寸設計上都是很嚴格的。經(jīng)過正規(guī)計算，材質(zhì)是選用耐磨、耐腐蝕、經(jīng)久耐用的低碳鋼，生產(chǎn)出的產(chǎn)品都經(jīng)過國家權(quán)威部門的檢驗。而現(xiàn)場加工的產(chǎn)品都是選 用普通鋼材，且尺寸也是憑經(jīng)驗而定，這樣的設備除砂效率不高。久而久之，砂粒就會在地溫主機中越積越多，降低主機的效率，甚至報廢。 系統(tǒng)防垢 水質(zhì)問題導致水垢銹垢產(chǎn)生，引起 地源熱泵機發(fā)生 一系列故障發(fā)生： 1）水吸熱量下降。真空管中由于側(cè)面水垢的阻隔，使水的吸熱量不足，水的溫 30 度難以升高。 2）系統(tǒng)傳感器失靈。由于探頭被水垢包裹，難以檢測到水溫和水位的信號，易造成誤操作。 3）管道內(nèi)徑變細。由于管道內(nèi)結(jié)的水垢阻擋，使水流不暢。 4）管道泵、閥垢死，不能正常工作。 應 采用的工程防垢器除垢采用納米晶體中的有效成分以絡 合、螯合的 形式穩(wěn)定住水中以及水垢中的鈣、鎂離子，有效防垢并且除垢；納米晶體作用于金屬表面，形成一層動態(tài)保護膜，有效防腐并對鐵銹有一定的分散去除作用；安裝簡單、使用維護方便。根據(jù)水質(zhì)不同，每罐納米晶體的使用壽命為一年半左右，可定期為設備添料，達到良好的使用效果。 如圖 34所示， 圖 34 防垢器示意圖 管道保溫應注意的問題 在本實驗系統(tǒng)中對于熱泵機組的制冷劑管道需采用保溫處理，但是在使用橡 塑海綿絕熱保溫材料進行保溫處理后，運行機組系統(tǒng)進行測試隨后對測試結(jié)果進行分析發(fā)現(xiàn)熱損失依舊很大，表現(xiàn)為冷凝 器側(cè)水循環(huán)系統(tǒng)換熱量與蒸發(fā)器側(cè)水循環(huán)系統(tǒng)換熱量和壓縮機功率之和相比較，兩者換熱量不平衡。認真分析此現(xiàn)象得出，在保溫方面對于本實驗系統(tǒng)中的管徑多為 10mm、 8mm 和 12mm，所選用的是管徑為 32mm 的橡塑海綿絕熱保溫管，厚度為 10mm，此種材料的導熱系數(shù)為~（平均溫度在 20℃ ~40℃時）。計算管道的臨界絕緣直徑后知道，為減少熱損失加強保溫效果還應繼續(xù)進行保溫，加大保溫層厚度。 由此，又對機組系統(tǒng)的制冷劑管道進行了二次保溫，依舊選用了橡塑海綿絕熱保溫管，管徑為 72mm，厚度為 20mm 進行保溫。這樣對于制冷劑管道而言保溫厚度達到了 30mm，然后再進行測試，分析測試數(shù)據(jù)，該熱量不平衡問題解決， 實驗效果理想。 5 該設計的可行性分析 目前，城市大氣環(huán)境污染中，燃煤、燃油所造成的比例最大。 113 個城市將不再允許使用燃煤鍋爐。這一市場的空缺將由燃油、燃氣電力、熱泵供能技術(shù)取 31 代。從投入成本、運營成本、管理難易度、安全性、經(jīng)濟性等方面講，熱泵技術(shù)無疑是最先進的。 地溫空調(diào)作為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、溴化鋰直燃中央空調(diào)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，首先，可以緩解日益嚴重的城市大氣污染問題；其次，對燃油、燃 氣鍋爐的替代，可以節(jié)約不可再生資源，減少國家對原油的依賴程度 .再次，對溴化鋰直燃中央空調(diào)的替代，充分顯示了可再生資源利用的重要意義，減少了資源浪費，提高了資源利用率。 步入 21 世紀，人們對生活品質(zhì)要求不斷提高，住宅面積不斷擴大，家用空調(diào)器也向著大功率、舒適、節(jié)能、甚至美觀豪華的趨勢發(fā)展，普通空調(diào)已經(jīng)不能更充分、更完全地滿足市場需要了。帶有節(jié)能性質(zhì)的地溫空調(diào)正在代替普通空調(diào)，因此具有相當可觀的潛力和應用前景，并將成為 21 世紀我國空調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢 。 ，隨著空調(diào)設備使用的日益廣泛，一直困擾人們的能源問題、環(huán)保問題 顯得更為突出。特別在大型商業(yè)和辦公用建筑中占到總用電量的 1/3 以上。今年夏天 ,因電力嚴重不足而造成外灘的照明工程一度中斷，這與夏季炎熱人們長時間運行空調(diào)不無關(guān)系。能源形勢已經(jīng)很嚴峻了。市場需求激增拉動了空調(diào)生產(chǎn)的發(fā)展節(jié)能健康成為消費熱點。有 %的消費者在預期購買空調(diào)時將 節(jié)能 視為最需要的功能。 太陽能冷暖空調(diào)采用太陽能發(fā)電技術(shù)來實現(xiàn)空調(diào)的電能供應 , 目前太陽能發(fā)電的基本技術(shù)已經(jīng)比較成熟 , 太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)也已初步形成。 地源熱泵系統(tǒng)作為一項新技術(shù)，目前已取得很大的發(fā)展， 我國 國土遼闊，近地表低溫地熱資源豐 富，加之人口眾多，采暖和制冷工業(yè)的基礎(chǔ)相對薄弱，將來需求量無可比擬而被國外學者認為是世界上直接利用地熱潛力最大的國家。在未來的日子里，中國面臨著巨大的能源和環(huán)保壓力，中國的經(jīng)濟要保持較高速度的增長，同時又必須考慮環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問題，因此要求調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率。地源熱泵空調(diào)技術(shù)以其節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的突出優(yōu)點，已成為空調(diào)供暖工程優(yōu)先選擇的方案之一。 6 結(jié)束語 本設計充分體現(xiàn)了 環(huán)保 、節(jié)能的特點 ,是空調(diào) 制造 行業(yè)的 歷史性的突破 ,運用太陽能發(fā)電來實現(xiàn)空調(diào)的電能供應 ,設計 出了一種聯(lián)合系統(tǒng) , 該系統(tǒng) 提高了太陽能的利用效率 , 改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 把地源熱泵技術(shù) 與太陽能發(fā)電技術(shù)聯(lián)合在空調(diào)行業(yè) 運用 ,占有雙重優(yōu)勢，同時在設計中 又解決了近幾年來地溫空調(diào)用戶普遍反映的回灌井的回灌效果不好，回灌水從井中溢出；水源熱泵機組中積砂，影響水源熱泵機組的制冷制熱效果等問題 ，相信在 未來幾年內(nèi) ,太陽能冷暖空調(diào)將很快得到用戶認可 ,得以推廣使用 。 32 致謝 在此要感謝我的指導老師對我的悉心的指導，感謝老師給我的幫助。再設計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛 ，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)作過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 33 參考文獻 [1]高祖錕 .土壤熱源熱泵 用于供暖的研究 .天津商學院學報 ,。 [2]付祥釗。夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能技術(shù) , 北京 : 中國建筑工業(yè)出版 社 , 20xx [3]郁永章主編。熱泵原理與應用北京中國建筑工業(yè)出版社， [4] 王勇，付祥釗。地源熱泵的套管式地下?lián)Q熱器研究 重慶建筑大學學報， 1997，（ 4） [5]徐偉等譯。地源熱泵過程技術(shù)指南北京中國建筑工業(yè)出版社， 1996， 2 [6]陳光明，陳國邦主編。制冷與低溫原理，北京機械工業(yè)出版社， 20xx [7]盧軍 ,高殿策。住宅用冷暖地板空調(diào)系統(tǒng)設計 [Ｊ 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[13]楊世銘，陶文銼。傳熱學第三版，北京高等教育出版社， [14]李新國。低溫地熱運用熱泵供熱的技術(shù)經(jīng)濟性太陽能學報， [15]國家計劃委員會 .建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù) [Ｍ ]北京 :中國 計劃出版社 ,1993 34 附件 設計總圖 備注 :上述設計總圖中 ,當控制閥門 7 閉合時 ,為其夏季制冷過程 .當控制閥門 8 閉合時 ,為其冬季供暖過程 .