【正文】 。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè) 設計說明書 20 若建筑物周圍可利用地表面積充足，應首先考慮采用比較經濟的水平埋管方式；相反，若建筑物周圍可利用地表面積有限，應采用豎直 U 型埋管方式。 施工中的注意事項 ，應根據(jù)工程勘察結果評估地埋管換熱系統(tǒng)實施的可行性及經濟性。 3. 地埋管換熱器安裝完成后，應在埋管區(qū)域做出標志或標明管線的定位帶，并應采用 2 個現(xiàn)場的永久目標進行定位 。 該實驗室采用兩種制冷方式，集中送風中央空調系統(tǒng)和風機盤管系統(tǒng)。 熱泵機組選擇 機組的制冷量不小于峰值冷負荷 95％ ，以滿足實際要求。 在參考文獻 《空氣調節(jié)及應用 — 水源水環(huán)熱泵》 選用上海美意的一臺水源熱泵機組，其參數(shù)如下表： 表 41 型號為 MSR— L024WHC 的美意水源熱泵機組主要技術參數(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 制冷運行電流/A 制熱運行電流/A EER COP 壓縮機形式 4 轉子 制冷劑 機組尺寸（長 *寬 *高） 重量 /kg 噪聲 /dB 源水側水流量/( 3m /h) R22 710*625*480 65 50 1019 源水側水壓降/kPa 負載側水流量/( 3m /h) 負載側水壓降 / kPa 源水連接管 /in 負載水連接管 / in 3/4 3/4 冷凝水連接管（外徑） /in 負載側水泵揚程 /m 水泵功率 /KW 河南機電高等?？茖W校畢業(yè) 設計說明書 22 7/8 19 機組設計工況 制冷量源水側進出水溫 30/35℃，負載側進出水溫 12℃ /7℃。 確定設計工況下循環(huán)水最大換 熱量 根據(jù)前面 中給出的公式和初步選定的熱泵機組參數(shù)表中查的夏季制冷系數(shù) EER 為 4，冬季制冷系數(shù) COP 為 。1Q = (1 )4?? kw 冬季 向土壤中吸熱量 ： 39。如下圖所示： 圖 41 埋管換熱器連接形式 地埋管換熱器的 長度 和鉆井數(shù)目 工程概算方法 根據(jù) 中給出的式子， 取單位管長的換熱能力為 35W/m， 算出所需換熱管長為： 河南機電高等?？茖W校畢業(yè) 設計說明書 23 5. 4 10 00 35L ? ? ?= 由于隨著鉆井深度的增加，工程施工費用會極大的提高，鉆井深度初步取 45m。 （ 1）計算管道熱阻： 對于多管，用下面的當量管道熱阻代替： ? ?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 為管道內徑，取值為（ ） mm。 K/W （ 2） 計算土壤熱阻： 由于新鄉(xiāng)屬于黃河沖積平原，土壤類型為重土 — 潮濕， 根據(jù)參 5《水源水環(huán)熱泵 — 空氣調節(jié)及應用》 118 頁中表 59 中查得 考文獻sR? m （ 3）建筑物夏季最大冷負荷 CQ 為 ，冬季建筑物設計熱負荷 hQ為 kW，制冷運行系數(shù) cF 為 ，供熱運行系數(shù) hF 為 ，熱泵機組制冷運行時冷凝器設計最大進液溫度 maxt 為 39℃ ，在 下熱泵機組的制冷性能系數(shù) EER 為 4，熱泵機組制熱運行蒸發(fā)器設計最小進液 溫度 mint 為 0℃ ，在 下熱泵機組的制熱性能系數(shù) COP 為 ，對于豎直埋管全年的最高最低溫度河南機電高等?？茖W校畢業(yè) 設計說明書 24 相同等于當?shù)赝寥滥昶骄鶞囟?H L Mt t t?? =℃ ， 根據(jù) 中式子可計算得： 制冷工況下?lián)Q熱器所需管長： ? ?? ?1 0 0 0 4 . 3 0 . 0 5 0 . 6 1 0 . 9 413 9 1 6 . 2 4CL ? ? ? ???? ??? ??= ? ?? ?1 0 0 0 6 . 4 0 . 0 5 0 . 6 1 0 . 9 4 . 3 11 6 . 2 0 4 . 3hL ? ? ? ????? ??? ?? 經過精確計算發(fā)現(xiàn)原有的概算有“富余”；并且供熱運行與制冷運行相差較大，根據(jù)設計要求，地埋管 長度取較小值即夏季工況管長取整為 142m；相差的負荷采取電加熱輔助供熱的方式來解決，避免吸熱和放熱不平衡。每個井深為 45m，則共需管長為 180m。 表 42 聚丁烯 PB 塑料管性能 參數(shù) 公稱壓力 / MP 熱膨脹系數(shù)1K? 熱導率W/(M*K) 彈 性 模 量/MPA 管壁厚度 （冷） (熱 ) 13* 510? 10? 最薄 單價 壽命 /年 連接方式 長期使用溫度 貴 16— 110 加緊 ，熱熔，插接電熔合連接 ＜ 90℃ 確定工作流體 乙二醇水溶液 性能良好，使用時間長，此次工程選用 質量分數(shù)是 20%的水溶液，其物性參數(shù)如下表所示： 20％乙二醇水溶液 的熱物性參數(shù) 河南機電高等?？茖W校畢業(yè) 設計說明書 25 密度 / kg/m3 運 動 粘 度 / m2/s 熱導率 / W/(m*k) 熱 擴 散 率 / W/(m*k) 20％乙二醇水溶液 1025 * 610? ?? 經濟性分析 以市場上 公稱外徑： 20mm 公稱壓力 ， 壁厚 的聚丁烯管材為例， 每米 價格在 9 元 左右。 傳統(tǒng)的 SH— L0050N型風冷式冷熱水 機組 ， 功率 ，而 熱泵機組的功率只有 ，大概是其四分之一 ； 因此 本工程土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)與常規(guī)空調冷 熱 水機組相比較，總投資增加 10%20%， 但是 是 全年空調運行費用要節(jié)約 40%左右 。地下?lián)Q熱器的主要費用是鉆孔工程的費用，因此正確設計室外地下?lián)Q熱器對于保證空調系統(tǒng)的效果和經濟性十分重要。 土壤源熱泵熱泵空調系統(tǒng)是應大力推廣應用的新型節(jié)能環(huán)?？照{ 系統(tǒng)。當達到一定的量后，相鄰地埋管之間的換熱會受到一定的影響，引起換熱阻力增加和換熱量的減少，這種現(xiàn)象被稱為溫度熱阻 。熱泵系統(tǒng)長期運行后，就會導致系統(tǒng)性能減弱，并伴有系統(tǒng)材料的變化。 從蓄能空調系統(tǒng)來說，熱泵本身就是一種以土壤、水為蓄熱介質的蓄能系統(tǒng)，采用冷熱分區(qū)后，地下蓄熱體內的冷量和熱量將不再隨著季節(jié)變化而周期性的發(fā)生變化，這樣，能量就會得到不斷的積累，熱泵系統(tǒng)的性能將下降，而是使用時間越長越節(jié)約運行能耗。但是由于建筑物在初運行時是不用滿負荷運行的，如酒店、辦公樓、居民樓等，在建筑的使用量 是逐漸增加的，而這段時間正好為地下蓄熱體的能量蓄積提供了時間， 等到建筑物達到最大負荷，系統(tǒng)需要完全運行時，系統(tǒng)已經能夠滿足設計要求。 如果在此系統(tǒng)基礎上增加 換熱塔 水 環(huán) 統(tǒng)，在保證熱水需求外，將多余熱量轉移到地下，會進一步提高系統(tǒng)的性能，尤其對我國北方冬冷夏熱氣候，冬季供熱負荷大于夏季冷負荷的地區(qū)來說，將會取 得更好效果。 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)展還遠遠落后于空氣源熱泵 ,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)書籍的學習 ,重點研究了地埋管換熱器的換熱分析和工程應 用中的設計。 通過本課題的設計 ,鍛煉了獨自學習 ,發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè) 設計說明書 29 致謝 在最近一段時間里，雖然沒有課程，但我更深刻的體會了學習的重要性，尤其是自學。此次設計的內容在這里不再重復，通過對地源熱泵的學習，我對本專業(yè)的課程有了更深刻的認識。 同時要特別感謝寢室崔俊濤同學在操作和格式書寫上幫助和支持。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè) 設計說明書 30 參考文獻 ,方肇洪 .地埋管地源熱泵技術 [M].高等教育出版社 ,2021 年 . .蓄能空調技術 [M].機械工業(yè)出版社， 2021 年， 396421 頁 . , 熱工基礎 [M]. 高等教育出版社 , 2021 年初版 , 8586 頁 . , 楊 萬 楓 . 空 氣 調 節(jié) 技 術 及 程 應 用 [M].上 海 交 通 大 學 出 版 社 , 2021年 ,127135 頁 . ,劉道平 . 空氣調節(jié)及應用 — 水源 水環(huán)熱泵 [M]. 機械工業(yè)出版社 , 2021 年 . , 王寶東 . 熱泵與中央空調 [M]. 化學工業(yè)出版社 , 2021 年 , 13814