【正文】 此系統(tǒng)的額定功率為100KW，適用于小型酒店、商務(wù)會所、各類商場、超市和大型別墅等。本組畢業(yè)設(shè)計(jì)課題涉及到了空調(diào)、地源熱泵兩大系統(tǒng)，設(shè)計(jì)內(nèi)容豐滿，專業(yè)性強(qiáng)，是我們學(xué)習(xí)鍛煉的好題材。a) 在機(jī)組運(yùn)行中要做好每日（每周）的維護(hù)和保養(yǎng)b) 要做好機(jī)組運(yùn)行階段性維護(hù)和保養(yǎng)（每個(gè)月或一個(gè)季度）為確保機(jī)組在連續(xù)使用期內(nèi)有效安全的運(yùn)行，以及長期運(yùn)行使用壽命能夠延長，對機(jī)組進(jìn)行日常及周期性的科學(xué)維護(hù)和保養(yǎng)，是機(jī)組使用中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。5．4 機(jī)組的維護(hù)和保養(yǎng) 機(jī)組在正常運(yùn)行中的維護(hù)和保養(yǎng)應(yīng)該達(dá)到以下目的：n 保證機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常和利于提高機(jī)組使用壽命；n 保證空調(diào)系統(tǒng)的制冷供冷、制熱供熱需要；n 保證各輔助設(shè)備系統(tǒng)與機(jī)組運(yùn)行的協(xié)調(diào)匹配一致。3）機(jī)組的的運(yùn)行控制本系統(tǒng)采用微機(jī)控制柜面上操作鍵盤，操作盤上的功能：操作盤上有4個(gè)報(bào)告組鍵，即用戶報(bào)告組、制冷機(jī)報(bào)告組、制冷劑報(bào)告組和壓縮機(jī)報(bào)告組4個(gè)鍵。采用常規(guī)電控系統(tǒng)的機(jī)組通常采用人工操作的啟動(dòng)方式；采用微機(jī)控制系統(tǒng)的機(jī)組通常具備人工操作（手動(dòng)）啟動(dòng)方式和微機(jī)指令啟動(dòng)方式兩種功能。5．3 制冷運(yùn)轉(zhuǎn)的操作規(guī)程 1）制冷運(yùn)轉(zhuǎn)前的檢查n 電源及電控儀表系統(tǒng)的檢查；n 壓縮機(jī)及制冷管路系統(tǒng)的檢查；n 水系統(tǒng)（包括蒸發(fā)器、冷凝器和本地源熱泵的水熱交換器等）的檢查；n 檢查PLC程序及電器元件工作是否正常；n 檢查機(jī)組電加熱器；n 檢查接地或接零保護(hù)是否可靠。在系統(tǒng)內(nèi)為工作壓力狀態(tài)下，用肥皂水涂抹在設(shè)備管道的焊縫、絲口、法蘭等連接處，若發(fā)現(xiàn)有冒泡現(xiàn)象，即確定此處泄漏無疑。2）機(jī)組制冷系統(tǒng)吹污的一般要求n 本系統(tǒng)宜采用氮?dú)獯滴?，；n 吹污應(yīng)按設(shè)備和管道分段或按系統(tǒng)逐步進(jìn)行；n 排污口或排距污閥應(yīng)置于設(shè)備和管道的最低部位；n 吹污時(shí)操作人員不要面對排污口，以保證安全；n 檢查方法：用一塊干凈白布綁扎在木板上，對著排距污口，當(dāng)白布上看不見污物時(shí)為合格；n 吹污結(jié)束后，應(yīng)將系統(tǒng)上的閥門進(jìn)行清理并取出閥心，清洗閥座內(nèi)和閥心上的污物，然后重新裝配。這些影響制冷劑循環(huán)正常運(yùn)行的雜質(zhì)，有可能被壓縮機(jī)吸入到氣缸內(nèi)，會使氣缸、螺桿轉(zhuǎn)子等表面劃痕、拉毛，甚至釀成事故，還有可能堵塞毛細(xì)管、膨脹閥等，使系統(tǒng)無法正常工作。機(jī)組的現(xiàn)場清潔和氣密性試驗(yàn)，一般是在制冷壓縮機(jī)拆卸、泄漏故障或?qū)C(jī)組進(jìn)行大修并重新組裝之后才進(jìn)行。3）機(jī)組水系統(tǒng)的水質(zhì)要求機(jī)組水系統(tǒng)中的冷水或冷卻水須經(jīng)防腐、去離子處理。機(jī)組水系統(tǒng)的制高點(diǎn)處應(yīng)設(shè)膨脹水箱或補(bǔ)給水箱。水泵進(jìn)出口管路上應(yīng)設(shè)置截止閥、橡膠軟接頭，進(jìn)水口管路上設(shè)止回閥。水管沖洗后應(yīng)卸下將濾網(wǎng)清洗干凈，并檢查如有破損，應(yīng)予更換。然后再注入清水，將水力反沖管閥門打開，進(jìn)出口閥門關(guān)閉，讓水路系統(tǒng)進(jìn)、出口反向流動(dòng)，讓換熱器水流道內(nèi)的垃圾、雜物反向沖出，再將過濾器拆卸清洗，即可清除干凈管內(nèi)的焊渣、雜物，以保證水路暢通。水力反沖管系統(tǒng)操作方法：為防止水管系統(tǒng)中的焊渣、污染物在沖洗時(shí)進(jìn)入機(jī)組的水—制冷劑換熱器內(nèi)，可在水泵進(jìn)出口處加裝水力反沖管。根據(jù)我國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《容積式冷水（熱泵）機(jī)組》（JB/T4329—1997）有關(guān)條款規(guī)定，以及結(jié)合產(chǎn)品的實(shí)際使用情況，空調(diào)用螺桿式制冷機(jī)組在完成安裝后、制冷運(yùn)行前，主要要進(jìn)行機(jī)組的沖洗處理（水系統(tǒng)）、氣密性試驗(yàn)、真空試驗(yàn)、干燥除濕處理以及制冷劑和潤滑油的充灌與排出等方面準(zhǔn)備內(nèi)容。在選定了管內(nèi)流速后，管子直徑用下式計(jì)算： 式中 d——管子的內(nèi)徑，m； v——流體在工作壓力和工作溫度下的比容，； ——流體的質(zhì)量流量，kg/s； u——流體速度，m/s。管道與設(shè)備及閥門的聯(lián)接處以及需要拆修的地方采用法蘭連接。因此，管道尺寸確定得正確與否，直接影響制冷機(jī)的能力，甚至影響制冷機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。制冷劑所產(chǎn)生的冷量也要通過管道才能輸送至需要冷量的地方。 過濾器用于清除制冷劑中的機(jī)械雜質(zhì)，如金屬屑及氧化皮等。為了減少所排空氣中制冷劑蒸氣的含量，通常使用空氣分離器。因此需將空氣從系統(tǒng)中，主要從冷凝器中排除出去。2） 空氣分離器 在運(yùn)行過程中，系統(tǒng)中有時(shí)會混有空氣及其它不凝性氣體，這些氣體的來源有：1． 在第一次充灌制冷劑前系統(tǒng)中有殘留空氣；2． 補(bǔ)充潤滑油、制冷劑或檢修機(jī)器設(shè)備時(shí)，空氣混入系統(tǒng)中；3． 當(dāng)蒸發(fā)壓力低于大氣壓力時(shí)，空氣從不嚴(yán)密處滲入系統(tǒng)中；4． 制冷劑及潤滑油分解時(shí)產(chǎn)生的不凝性氣體。低壓儲液器僅在大型氨制冷裝置中使用。高壓儲液器一般為臥式結(jié)構(gòu)，高壓儲液器上應(yīng)裝有液位計(jì)、壓力表以及安全閥，同時(shí)應(yīng)有氣體平衡管與冷凝器連通，以利液體流入儲液器中。按儲液器功能和用途的不同，分為高壓儲液器和低壓儲液器兩類。填料可用金屬絲網(wǎng)、陶瓷或金屬屑，以金屬絲網(wǎng)填料的分離效率最高，可達(dá)96%~98%，但其阻力出較大。在分離器的桶內(nèi)裝有填料。 較常用的潤滑油分離器有洗滌式、過濾式和填料式等幾種型式。 潤滑油分離器用于分離壓縮機(jī)排出氣體中夾帶的潤滑油。制冷壓縮機(jī)上的截止閥和管路上的截止閥結(jié)構(gòu)基本相同，主要區(qū)別在于前者具有多用通道。截止閥安裝在制冷設(shè)備和管道上，起著接通和切斷制冷劑通道的作用。通過感溫包，將此訊號轉(zhuǎn)換成感溫包內(nèi)蒸氣的壓力，進(jìn)而控制膨脹閥閥針的開度，達(dá)到反饋調(diào)節(jié)之目的。膨脹機(jī)構(gòu)的種類很多，根據(jù)它們的應(yīng)用范圍，可分以下五種類型：1. 手動(dòng)膨脹閥，用于工業(yè)用的制冷裝置；2. 熱力膨脹閥，用于工業(yè)、商業(yè)和空氣調(diào)節(jié)裝置；3. 電子膨脹閥，用途與熱力膨脹閥相同；4. 毛細(xì)管，用于家用制冷裝置；5. 浮球調(diào)節(jié)器，用于工業(yè)、商業(yè)和生活用制冷裝置。膨脹機(jī)構(gòu)除了起節(jié)流作用外，還起調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量的作用。這些輔助設(shè)備的用途是保證制冷機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。低溫、低壓的制冷劑在蒸發(fā)器中氣化，吸收氣化潛熱，進(jìn)行制冷。最大承壓小于HDPE管材的最大工作壓力（），所以選用的管材是合適的。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,選用了1 臺變頻調(diào)速離心泵,100%負(fù)荷時(shí)： , m ,轉(zhuǎn)速為1450 r/ min ,。沿程阻力計(jì)算公式為 表2－2 冷卻水最不利環(huán)路沿程阻力計(jì)算管段管徑DN流量Q流速ν比摩阻Rm長度l　mmm/hm/spa/mmpa160175 1488 245 317 951 332 472 1558 428351 1053 520 690 82248 620 690 690745312 1061 865 186 558 97021 284 1193 表2－2 冷卻水最不利環(huán)路局部阻力計(jì)算管段編號流速動(dòng)壓局部阻力名稱局部阻局部阻力(m/s)(Pa)力系數(shù)(Pa)1530閘閥，直流三通，彎頭2,636 2696直流三通70 3673直流三通，彎頭1781 4520分流三通1520 5530彎頭2424 6530合流三通795 7684合流三通，彎頭11231 8638合流三通95791155閘閥578 5地下?lián)Q熱器環(huán)路水泵選型水泵選型所依據(jù)的流量W和揚(yáng)程確定如下： 式中：――設(shè)計(jì)最大流量；――附加因數(shù)，；――水系統(tǒng)總的沿程阻力；――總的局部阻力；――設(shè)備壓力損失；經(jīng)計(jì)算, 冷卻水最不利環(huán)路的沿程阻力、局部阻力分別為90800 Pa , 5992 Pa , kPa。表2－1 冷卻水管路管徑管段編號流量管徑流速長度　(m179。 為豎埋管管內(nèi)流速,m/ s , 為豎埋管管內(nèi)徑,mm。 首先確定管中的流速，由下式n=式中n 為鉆孔數(shù)。水的密度與黏度取23 ℃時(shí)的值,即ρ= kg/ m ,μ=10 kg/ (mμ為水黏度,kg/ (m對于內(nèi)徑大于50 mm 的管子,管內(nèi)流速應(yīng)小于1. 8 m/ s。4地下?lián)Q熱器阻力計(jì)算圖2－1 地下埋管平面圖地下?lián)Q熱器阻力包括沿程阻力和局部阻力。對于豎埋管，考慮一定的水平間距，盡量減少各埋管單元之間溫度場的相互影響。在缺乏具體數(shù)據(jù)時(shí),可依據(jù)國內(nèi)外實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),按每m 管長換熱量35～55 W來確定,參考國內(nèi)南方的實(shí)際情況,取單位管長換熱量為55 W/ m ,則地下?lián)Q熱器所需長度L 為: ＝ 2127m按埋設(shè)深度不同分為淺埋（≤30m）、中埋（31～80m）和深埋（80m）,對豎直U型管，一般為中埋，若取埋深為60m,則需打18個(gè)圓孔。 COP , COP 分別為熱泵機(jī)組制冷、制熱時(shí)的性能系數(shù)夏季， 冬季， 其中：――所選設(shè)備的制冷量，單位KW；――所選設(shè)備的制熱量, 單位 KW；從計(jì)算結(jié)果可以看出，夏季地下?lián)Q熱器的換熱量遠(yuǎn)大于冬季，因此設(shè)計(jì)時(shí)以滿足夏季換熱量為準(zhǔn)，計(jì)算鉆孔總長度。 地下?lián)Q熱器尺寸的確定及布置1 確定地下?lián)Q熱器型號螺桿冷水機(jī)組型號LSLGF100名義工況制冷量KW100制冷劑R22制冷劑加入量kg潤滑油牌號N32潤滑油加入量kg35噪聲dB(A)76振動(dòng)mm10外形尺寸長mm寬mm高mm機(jī)組重量kg運(yùn)行重量kg注：制冷工況：冷凍水進(jìn)/出溫度：12℃/7℃；冷卻水進(jìn)/出溫度20℃/25℃ 制熱工況：冷凍水進(jìn)/出溫度：16℃/9℃；冷卻水進(jìn)/出溫度40℃/45℃2確定地下?lián)Q熱器換熱量夏季與冬季地下?lián)Q熱器的換熱量可分別根據(jù)以下計(jì)算式確定: 式中Q為熱泵機(jī)組制冷量,kW。 酒精水溶液具有無腐蝕性、較好的導(dǎo)熱性、價(jià)格適中、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是有爆炸性和毒性。 在正確選用管材、部件和系統(tǒng)內(nèi)空氣被排除干凈的情況下，鹽溶液是一種很好的防凍液。目前應(yīng)用較多的有：①鹽類溶液——氯化鈣和氯化鈉水溶液；②乙二醇水溶液；③酒精水溶液等。 在國內(nèi)南方地區(qū)，由于地溫高，冬季地下埋管進(jìn)水溫度在0℃以上，因此多采用水作為工作流體；北方地區(qū)，冬季地溫低，地下埋管進(jìn)水溫度一般均低于0℃，因此一般均需使用防凍液。埋管內(nèi)工作流體 目前國外廣泛采用高密度聚乙烯作為地下?lián)Q熱器的管材,管徑(內(nèi)徑) 通常為20～40 mm,而國內(nèi)大多采用國產(chǎn)高密度聚乙烯管材。選擇管子直徑大小時(shí)應(yīng)從兩方面考慮：管徑大，能減少循環(huán)泵能耗。對豎直埋管系統(tǒng)，并聯(lián)方式的初投資及運(yùn)行費(fèi)均較經(jīng)濟(jì)。 確定管路連接方式地下?lián)Q熱器管路連接方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。所以，本次設(shè)計(jì)采用的是豎直單U型管地下?lián)Q熱器。而且對垂直埋管系統(tǒng), 在中國采用豎直埋管更顯示出其優(yōu)越性：節(jié)約用地面積，換熱性能好 ,所以這里準(zhǔn)備采用垂直埋管系統(tǒng)。這兩種埋管型式各有自身的特點(diǎn)和應(yīng)用環(huán)境,選用哪種方式主要取決于場地大小，當(dāng)?shù)貛r土類型及挖掘成本。地下埋管換熱器是地源熱泵系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其選擇的形式是否合理，設(shè)計(jì)的是否正確，將關(guān)系到整個(gè)地源熱泵系統(tǒng)能否滿足要求和正常使用及系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性[16]。立式布置占地面積小、受外界的影響極小，恒溫效果好；施工完畢后，需要的維護(hù)費(fèi)用極少,用電量也很低，運(yùn)行成本得到了大幅度降低，但其初期的鉆井費(fèi)用較高。采用管子成正三角形排列的布置方案，管距s=20mm，殼體直徑為D=380mm。計(jì)算冷凝器總管數(shù)Zm， 根取水流速度u=，則每流程的管子數(shù)Z為 根圓整后，Z=25根。冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算冷卻水流量平均傳熱溫差初步規(guī)劃冷凝器的結(jié)構(gòu)尺寸選用F16180。故應(yīng)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求選擇水冷式冷卻器作為本設(shè)備的冷卻器，型式為臥式，考慮到所用冷卻水為經(jīng)過地源熱泵換熱冷卻過的低溫水（大大低于環(huán)境溫度），設(shè)冷卻水進(jìn)水溫度為20，冷卻水溫升為=5，則冷卻水出水溫度為25。所以這類冷凝器的耗水量很少，對于空氣干燥、水質(zhì)、水溫低而水量不充裕的地區(qū)乃是冷凝器的優(yōu)選型式。3）蒸發(fā)式和淋激式冷凝器。 這種冷凝器的主要缺點(diǎn)是不適用于高壓。根據(jù)試驗(yàn)，當(dāng)工作條件及介質(zhì)流速相同時(shí)，新的氨螺旋板式冷凝器的傳熱系數(shù)比殼管式冷凝器高50%左右。當(dāng)冷凝器承受的壓力較高時(shí)，應(yīng)在其外圍焊加強(qiáng)筋。螺旋板式冷凝器周邊處的管接頭應(yīng)切向連接。兩個(gè)螺旋體形成螺旋形通道。但殼盤管式冷凝器無法機(jī)械清洗應(yīng)當(dāng)使用符合水質(zhì)要求的水，寬定期進(jìn)行化學(xué)清洗。用殼盤管式冷凝器時(shí)，不可以在系統(tǒng)中充灌過多的制冷劑，否則太多的制冷劑會減少有效傳熱面積。冷凝器管內(nèi)通水，管外是制冷劑。氨制冷機(jī)中套管式熱交換器主要用作過冷器。在套管式冷凝器中，制冷劑同時(shí)受到冷水及管外空氣的冷卻，因而它的傳熱效果好，但金屬的消耗較大。大管子內(nèi)套小管子，小管子可以是一根，也可以有數(shù)根，套管可以繞成螺旋型或彎成蛇管型，制冷劑蒸氣從上部進(jìn)入，凝結(jié)液從下部流出。但由于冷卻水不能始終沿管壁流動(dòng)，且上部管壁的凝結(jié)液覆蓋下部管壁，因此傳熱系數(shù)低于臥式殼管式。立式殼管式冷凝器可以露天安裝，節(jié)省機(jī)房面積；也可以裝在冷卻塔下面，簡化冷卻水系統(tǒng)。冷卻水從頂部的分水箱進(jìn)入管道后，沿壁面呈膜狀向下流動(dòng)，流下的水集中下面的水池中。有時(shí)筒下部設(shè)有集液包，制冷劑液體由此排出，并用以集存潤滑油及機(jī)械雜質(zhì)。制冷劑蒸氣在