【正文】 水環(huán)熱泵 [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021 年 . , 王寶東 . 熱泵與中央空調(diào) [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021 年 , 138143。 同時(shí)要特別感謝寢室崔俊濤同學(xué)在操作和格式書寫上幫助和支持。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 29 致謝 在最近一段時(shí)間里，雖然沒有課程，但我更深刻的體會了學(xué)習(xí)的重要性，尤其是自學(xué)。 地源熱泵作為與現(xiàn)在常用空氣源熱泵并列的兩種冷熱源熱泵 ,其發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于空氣源熱泵 ,而其發(fā)展前景和發(fā)展空間都很大 ； 本課題通過對專業(yè)書籍的學(xué)習(xí) ,重點(diǎn)研究了地埋管換熱器的換熱分析和工程應(yīng) 用中的設(shè)計(jì)。但是由于建筑物在初運(yùn)行時(shí)是不用滿負(fù)荷運(yùn)行的，如酒店、辦公樓、居民樓等，在建筑的使用量 是逐漸增加的，而這段時(shí)間正好為地下蓄熱體的能量蓄積提供了時(shí)間， 等到建筑物達(dá)到最大負(fù)荷，系統(tǒng)需要完全運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。熱泵系統(tǒng)長期運(yùn)行后，就會導(dǎo)致系統(tǒng)性能減弱，并伴有系統(tǒng)材料的變化。 土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)是應(yīng)大力推廣應(yīng)用的新型節(jié)能環(huán)保空調(diào) 系統(tǒng)。 傳統(tǒng)的 SH— L0050N型風(fēng)冷式冷熱水 機(jī)組 ， 功率 ，而 熱泵機(jī)組的功率只有 ，大概是其四分之一 ； 因此 本工程土壤源熱泵熱泵空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)冷 熱 水機(jī)組相比較，總投資增加 10%20%， 但是 是 全年空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用要節(jié)約 40%左右 。每個(gè)井深為 45m，則共需管長為 180m。水環(huán)熱泵 — 空氣調(diào)節(jié)及應(yīng)用》 118 頁中表 59 中查得 考文獻(xiàn)sR? m （ 1）計(jì)算管道熱阻： 對于多管，用下面的當(dāng)量管道熱阻代替： ? ?1 ln2 ep p e o iDR D D D?? ??? ?????? 式中： oD 為管道外徑，在此所取管材公稱外徑為 20mm， iD 為管道內(nèi)徑，取值為（ ） mm。1Q = (1 )4?? kw 冬季 向土壤中吸熱量 ： 39。水環(huán)熱泵》 選用上海美意的一臺水源熱泵機(jī)組，其參數(shù)如下表： 表 41 型號為 MSR— L024WHC 的美意水源熱泵機(jī)組主要技術(shù)參數(shù) 額定制 冷量 / KW 額定制熱量 / KW 電源 / 額定制冷量輸入功率 / KW 額定制熱量輸入功率 / KW 單相 /220V 制冷運(yùn)行電流/A 制熱運(yùn)行電流/A EER COP 壓縮機(jī)形式 4 轉(zhuǎn)子 制冷劑 機(jī)組尺寸（長 *寬 *高） 重量 /kg 噪聲 /dB 源水側(cè)水流量/( 3m /h) R22 710*625*480 65 50 1019 源水側(cè)水壓降/kPa 負(fù)載側(cè)水流量/( 3m /h) 負(fù)載側(cè)水壓降 / kPa 源水連接管 /in 負(fù)載水連接管 / in 3/4 3/4 冷凝水連接管（外徑） /in 負(fù)載側(cè)水泵揚(yáng)程 /m 水泵功率 /KW 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 22 7/8 19 機(jī)組設(shè)計(jì)工況 制冷量源水側(cè)進(jìn)出水溫 30/35℃，負(fù)載側(cè)進(jìn)出水溫 12℃ /7℃。 熱泵機(jī)組選擇 機(jī)組的制冷量不小于峰值冷負(fù)荷 95％ ，以滿足實(shí)際要求。 3. 地埋管換熱器安裝完成后，應(yīng)在埋管區(qū)域做出標(biāo)志或標(biāo)明管線的定位帶，并應(yīng)采用 2 個(gè)現(xiàn)場的永久目標(biāo)進(jìn)行定位 。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 20 若建筑物周圍可利用地表面積充足，應(yīng)首先考慮采用比較經(jīng)濟(jì)的水平埋管方式；相反，若建筑物周圍可利用地表面積有限，應(yīng)采用豎直 U 型埋管方式。 在水源熱泵機(jī)組外進(jìn)行冷、熱轉(zhuǎn)換的地埋管地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)在水系統(tǒng)管路上設(shè)置冬、夏季節(jié)的功能轉(zhuǎn)換閥門，轉(zhuǎn)換閥門應(yīng)性能可靠，嚴(yán)密不漏，并作出明顯標(biāo)識。 豎直地埋管環(huán)路也可采取分、集水器聯(lián)接的方式，一定數(shù)量的地埋管環(huán)路供、回水管分別接入相 應(yīng)的分、集水器，分、集水器宜有平衡和調(diào)節(jié)各地埋管環(huán)路流量的措施。水平環(huán)路集管距地面不 宜小于 ，且應(yīng)在凍土層以下 。 水平地埋管換熱器可不設(shè)坡度敷設(shè)。 下 表列出了我國主要城市的年平均氣溫。 地埋管換熱器宜以機(jī)房為中心或靠近機(jī)房設(shè)置，其埋管敷設(shè)位置應(yīng)遠(yuǎn)離水井，水渠及室外排水設(shè)置。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 18 地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行全年動態(tài)負(fù)荷計(jì)算，最小計(jì)算周期不得小于1年，在此計(jì)算周期內(nèi)，地源熱泵系統(tǒng)總釋熱量宜與其總吸熱量相平衡。如果超過管子的耐壓范圍，則需換用耐壓極限更高的管材或用板式換熱器將埋管換熱器與建筑物內(nèi)的水環(huán)路分開。 計(jì)算管道壓力損失 在同程系統(tǒng)中，選擇壓力損失最大的熱泵機(jī)組所在環(huán)路作為最不利環(huán)路進(jìn)行阻力計(jì)算。 然后對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行圓整，若計(jì)算結(jié)果偏大，可以增加豎井深度，但不能太深，否則鉆孔和安裝成本大大增加。 供熱工況下，豎直地埋管換熱器鉆孔的長度可按下列公式計(jì)算： 式中 hL —— 供熱工況下，豎直地埋管換熱器所需鉆孔的總長度 hQ —— 水源熱泵機(jī)組的額定熱負(fù)荷（ kW）； COP—— 水源熱泵機(jī)組的供熱性能系數(shù)； hL —— 供熱工況下，豎直地埋管換熱器所需鉆孔的總長度 hQ —— 水源熱泵機(jī)組的額定熱負(fù)荷（ kW）； COP—— 水源熱泵機(jī)組的供熱性能系數(shù)； ，可以利用管材 “ 換熱能力 ” 來計(jì)算管長。 確定豎井埋管管長 地下熱交換器長度的確定除了已確定的系統(tǒng)布置和管材外，還需要有當(dāng)?shù)氐耐寥兰夹g(shù)資料，如地下溫度、傳熱系數(shù)等。 地埋管及管件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，且應(yīng)具有質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告和生產(chǎn)廠的合格證。 地源熱泵系統(tǒng)地埋管管材應(yīng)采用化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)大、流動阻力小的塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管（ PE80 或 PE100）或聚丁烯管（ PB）。 選擇管材 一般來講，一旦將換熱器埋入地下后，基本不可能進(jìn)行維修或更換，這就要求保證埋入地下管材的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定并且耐腐蝕。 在傳熱介質(zhì)（水）有可能凍結(jié)的場合，傳熱介質(zhì)應(yīng)添加防凍液。 傳熱介質(zhì) 傳熱介質(zhì)應(yīng)以水為首選，也可選用符合下列要求的其它介質(zhì)： ，腐蝕性弱，與地埋管管材無化學(xué)反應(yīng)； ； ，較低的摩擦阻力； 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 13 、運(yùn)輸和儲藏。 串聯(lián)或并聯(lián) 地下熱交換器中流體流動的回路形式有串聯(lián)和并聯(lián)兩 種，串聯(lián)系統(tǒng)管徑較大，管道費(fèi)用較高，并且長度壓降特性限制了系統(tǒng)能力。缺點(diǎn)是初投資費(fèi)用稍高 。單管型的使用范圍受水文地質(zhì)條件的限制。 選擇熱交換器形式 水平（臥式）或垂直（立式） 在現(xiàn)場勘測結(jié)果的基礎(chǔ)上，考慮現(xiàn)場可用地表面積、當(dāng)?shù)赝寥李愋鸵约般@孔費(fèi)用，確定熱交換器采用垂直豎井布置或水平布置方式。11 1(1 ) EER?? 冬季： 39。為熱泵市場的發(fā)展提供了廣闊的空間。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。 制熱模式 ： 室外地源熱泵系統(tǒng) 水循環(huán) 水源 熱泵 水或空氣循環(huán) 建 筑 物 采暖、空調(diào)，供暖 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 9 在供暖狀態(tài)下，壓縮機(jī)對冷媒做功，并通過換向閥將冷媒流動方向換向。提供正確可靠供工程設(shè)計(jì)參考的技術(shù)數(shù)據(jù)； 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 8 開發(fā)成熟的可供工程設(shè)計(jì)參考的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；現(xiàn)有的設(shè)計(jì)只有專業(yè)公司會做，一般設(shè)計(jì)人員基本不會，嚴(yán)重制約了該技術(shù)的推廣； 現(xiàn)有的產(chǎn)品規(guī)格、品種還不夠齊全，影響使用； 地下?lián)Q熱器的安裝、施工技術(shù)還沒有普及，一般的施工隊(duì)伍無法保 證質(zhì)量。該系統(tǒng)無論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用。 ：土壤有較好的蓄熱性能，冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高對建筑供暖，同時(shí)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(jìn)行降溫，同時(shí)蓄存熱量，以備冬用，保證了大地?zé)崃康钠胶狻Ｒ绕胀照{(diào)高 35 年使用壽命。 。 表 21 不同熱量提供方式的能量利用率 熱量提供方式 燃油爐 燃?xì)鉅t 電取暖 熱泵 性能系數(shù) COP ＞ 。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 6 熱泵系統(tǒng)主要由三部分組成：室外地源熱泵系統(tǒng) 水源熱泵機(jī)組和室內(nèi)空調(diào)采暖末端系統(tǒng) 地源熱泵空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)： ，穩(wěn)定可靠 。特殊形式：樁基換熱器。 在我國《暖通空調(diào)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》中，對“熱泵”的解釋是：能實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器和冷凝器功能轉(zhuǎn)換的制冷機(jī)。這也從另一方面說明了熱泵節(jié)能高效的特點(diǎn)。其缺點(diǎn)是風(fēng)管