地源热泵论文：地源热泵系统变工况运行对土壤温度场影响的研究
【中文摘要】随着能源问题的日渐严峻,建筑节能将是国际建筑界实现可持续发展理念的大趋势,也是中国经济社会面临的重要任务。地源热泵是典型的可再生能源技术,能够在建筑节能领域发挥重大作用,在世界各地应用越来越广泛。本文针对某住宅建筑设计了地源热泵空调系统。在地源热泵系统的研究中,地埋管换热器换热性能的研究是其中的重点与难点,是推广地源热泵技术的关键。本文开展了地下垂直埋管换热器的传热特性研究,在总结以往埋管换热器传热模型的基础上,建立了地下U型埋管换热器与周围土壤换热的三维模型,对地源热泵多种运行工况进行了模拟研究,主要包括:冬季工况下热泵运行1小时、24小时、15天、90天;夏季工况下热泵短时间和长时间运行;埋管管群的不同布置形式:叉排布置和顺排布置;不同土壤热物性参数;不同土壤的初始温度;不同回填材料的导热性能;不同进口流速;不同埋管间距等因素对单位管长换热量的影响,得出了土壤温度场在各个方向的分布情况,提出了优化U型管换热的方法。研究成果对地源热泵系统设计中埋管换热器的埋深、布置形式以及埋管间距等具有参考价值,对地源热泵的实际运行,提高系统的性能系数和经济性,工程设计和施工具有十分重要的意义。
【英文摘要】With the growth of the international energy issues, building energy savings will be big trend around
international architectural of sustainable development concept, as well as the important task of China’s economic society faces. Ground source heat pump as a typical of renewable energy technology used widely in the world plays a major role in building energy field. This paper designed a ground source heat pump air conditioning system for a residential building. Study on the characteristics of the heat transfer for the underground heat exchanger is the key to popularize GSHP system. After the research and analysis of the existing underground heat exchanger models, the operating performance 3D model between the underground u-shaped heat exchanger and the surroundings soils was proposed. Simulation research of ground source heat pump various operation conditions mainly include: heat pump operation of winter under the conditions of 1 hour, 24 hours, 15 days, 90 days, The summer heat pump working conditions in different times; buried pipes of different decorate a form; different soil thermal physical parameters; different soil of initial temperature; different backfilled material the thermal conductivity; different velocity; different spacing of buried pipes factors, it is concluded that the soil temperature field in every direction distribution situation, understand their in the distribution of heat pump
running around. Analysing the temperature distribute of ground in three dimension and the heat exchange resistance getting some measures that enhance heat exchange. fully understand the underground soil temperature in the distribution of heat pump running around, and proposes the u-shaped tube heat transfer method, be helpful for reasonable design of buried pipes under heat the buried depth, the actual operation, improve the performance of the system, and the economy of the coefficient of engineering design and construction has the extremely vital significance.
【关键词】地源热泵传热模型数值模拟传热特性温度场
【英文关键词】ground source heat pump heat transfer model numerical simulation performance of heat transfer temperature field
【目录】地源热泵系统变工况运行对土壤温度场影响的研究
摘要5-6Abstract6第1章绪论9-16 1.1 研究的背景和意义9-10 1.2 地源热泵原理及分类
10-12 1.2.1 地源热泵工作原理10-11 1.2.2 地源热泵分类11-12 1.3 地源热泵的特点12 1.4 地源热泵发展历史12-13 1.5 国内外传热模型的研究情况
13-14 1.6 本文研究内容14-15 1.7 本章小结
15-16第2章地源热泵空调系统设计16-21 2.1 工程
概况16 2.2 负荷计算16-17 2.3 地源热泵系统的设计17-20 2.4 本章小结20-21第3章地埋管换热器数值计算21-32 3.1 土壤热物性参数分析21-25 3.1.1 比热容21-22 3.1.2 密度22 3.1.3 导热系数
22-23 3.1.4 导温系数23 3.1.5 含水率
23 3.1.6 土壤初始温度23-25 3.2 地下埋管换热器的数值计算25-27 3.2.1 建立模型25-27 3.2.2 利用软件建立数值模型27 3.3 计算边界条件与初始条件
27-29 3.3.1 U 型管内流体流动的边界条件
27-28 3.3.2 U 型管外部边界条件28-29 3.3.3 FLUENT 中定义边界条件29 3.4 模型的验证29-31 3.5 本章小结31-32第4章数值模拟结果及分析32-57 4.1 模拟运行参数32-34 4.2 热泵系统短期与长期运行特性
34-41 4.2.1 热泵换热量随时间的变化规律
34-36 4.2.2 温度场在空间分布的研究36-38 4.2.3 不同时间温度场的分布38-41 4.3 钻孔布置形式对换热性能的影响41-48 4.3.1 管群之间热传递过程及热干扰现象
42-45 4.3.2 钻孔布置形式对换热量的影响45-48 4.4 土壤初始温度对换热性能的影响48-52 4.5 土壤热物性参数对换热性能的影响52-53 4.6 回填材料对换热性能的影响
53-54 4.7 进口流速对换热性能的影响54-55 4.8 埋管间距对换热性能的影响55-56 4.9 本章小结56-57
第5章地源热泵热失衡问题57-62 5.1 地源热泵热失衡问题57-59 5.2 地源热泵热失衡危害59 5.3 解决措施
59-61 5.4 本章小结61-62第6章结论与展望
62-64 6.1 全文总结62-63 6.2 进一步的工作展望
63 6.3 本章小结63-64参考文献64-67攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果67-68致谢68-69
详细摘要69-78
第1章 浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种，它的特点是两端管板只有一端与外壳固定死，另一端可相对壳体滑移，称为浮头。浮头式换热器由于管束的膨胀不受壳体的约束，因此不会因管束之间的差胀而产生温差热应力，另外浮头式换热器的优点还在于拆卸方便，易清洗，在化工工业中应用非常广泛。本文对浮头式换热器进行了整体的设计，按照设计要求，在结构的选取上，即壳侧两程，管侧四程。首先，通过换热计算确定换热面积与管子的根数初步选定结构,然后按照设计的要求以及一系列国际标准进行结构设计，设计的前半部分是工艺计算部分，主要设根据设计传热系数、压强校核、壳程压降、管程压降的计算；设计的后半部分则是关于结构和强度的设计。主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如壳体、折流板、管箱固定管板、分程隔板、拉杆、进出口管、浮头箱、浮头、支座、法兰、补强圈）的设计。 换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重，世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。换热器因而面临着新的挑战。换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用，有时甚至是决定性的作用。目前在发达的工业国家热回收率已达96%。换热设备在现代装置中约占设备总重30%左右，其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约70%。其余30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管热泵和蓄热器等设备。其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传热元件的发展十分迅速。在继续提高设备热效率的同时，促进换热设备的结构紧凑性，产品系列化、标准化和专业化，并朝大型化的方向发展。浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种。换热管束包括换热管、管板、折流板、支持板、拉杆、定距管等。换热管可为普通光管，也可为带翅片的翅片管，翅片管有单金属整体轧制翅片管、双金属轧制翅片管、绕片式翅片管、叠片式翅片管等，材料有碳钢、低合金钢、不锈钢、铜材、铝材、钛材等。壳体一般为圆筒形，也可为方形。管箱有椭圆封头管箱、球形封头管箱和平盖管箱等。随着我国工业化和城镇化进程的加快，以及全球发展中国家经济的增长，国内市场和出口市场对换热器的需求量将会保持增长，客观上为我国换热器产业的快速发展提供了广阔的市场空间。从市场需求来看，在国家大力投资的刺激下，我国国民经济仍将保持较快发展。石油化工、能源电力、环境保护等行业仍然保持稳定增长，大型乙烯项目、大规模的核电站建设、大
上海世博轴江水源地源热泵系统设计
一、世博园区简介
世博园区规划 F 区 文化博览中心 演艺中心世博中心 世博轴 中国馆 主题馆 VIP 生活中心Shangri-La hotel 非洲馆 欧洲馆 美洲馆 澳洲馆 亚洲馆 企业馆 最佳城市试验区
二、建筑概况 2 1 4 1 1 2 2 1 1 3 2 2 4 3 下 下 7. 3.7. 3.5 5.0 14.0 5.03.515.04. 4.3. 3.516.2 8. 3.5 216 90 1020 50100 0道路红线 228 3.5 16.5 35 4.5 55 25.0 121 38 121 671.0 道路红线 地下室边界 道路红线 道路红线 道路红线 道路红线道路红线地下室边界 800 磁悬浮控制线 上 南 路 上 南 路 路 明浦 路 明 浦 路 环 北 路 环 南 路 野 雪 历 城 路 路 浦 华路 野雪 路 环 南路 环 北 江 黄 浦 云 台 路 路 山 洪 浦明110KV 变电站 演艺中心 公共活动中心 餐饮娱乐广场 世博会期间高架步廊 主题展馆 停车场 广场 磁悬浮车站 中国馆 国家自建馆 国家自建馆 停车场 周家渡通信机房 8.0 围栏区 阳光谷D 阳光谷E 阳光谷A 阳光谷B 玻璃屋顶 滨江庆典广场会后开发高层 56 56 166 261 252 11.1 800 阳光谷C 道路红线 地下通道 接演艺中心地下 接公共活动中心地下 接中国馆 接磁浮车站 通道 地下通道接接轨道交通 通道 华 浦 路 +4.298+4.400 +4.000 +4.000+4.000 +4.500 +4.500 +4.000 下 下 82.1 61.5 85.1 591 75.9 623 83.4 59.5 .5.6 下沉式广场 (2#地块) (1#地块) 120 55地下通道一层通廊主入口(会中) 一层商业主入口(会后)地下一层入口 一层通廊主入口(会中) 一层商业主入口(会后)地下一层入口 一层安检入口(会中) 一层安检入口(会中) 一层商业主入口(会后)下沉式广场入口 下沉式广场入口 一、二层主入口 一层商业主入口(会后) 地下一层入口 地下一层入口 一层通廊主入口(会 中)一层商业主入口(会后) 一层通廊主入口(会中)一层商业主入口(会后)地下一层入口 地下一层入口10.00m 高架平台入口 995 接地铁车站地下通道一层通廊主入口(会 中) 一层商业主入口(会后)餐饮娱乐广场 地下车库出入口地下车库出入口+4.552 +4.600 地铁风口 地铁风口 接地铁广场 接地铁广场 660 9-10 660 X =-6065.3555Y =2039.6836 X =-6045.0653Y =2147.7960 X =-5041.6016Y =1948.5339 X =-5059.9552Y =1850.7413 702.3 22.470 70 150 146 50 150 16.8 800 40 155 10.00m 高架平台入口 南段用地 北段 800 阳光谷A 9.A C H J 1-1 3-31 下+4.200 +4.200 +4.200 +4.200+4.200-1.000+1.800+1.800 -1.000-1.000 下下下下下下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 -1.000 -1.000-1.000-1.000-1.000-1.000+4.200-1.000-1.000 -1.000 -1.000 168 地下车道接 地块车库地下通道 接联合展馆 地下通道 北段 660 110 225 A C H J 70 70 995 995 X =-5728.1938Y =1976.1541 X =-5682.0769Y =2068.7362 X =-5203.0070Y =1978.8260 X =-5248.7401Y =1886.1718 20.0134 227 用地红线 用地红线 8.9 649.0674.0 22.4 1-1 3-2920.0 2.7 134 244 总平面图
毕业设计（论文）开题报告 1 课题的目的及意义 20世纪70年代，世界能源结构已经经历了三次大转变，即从木柴转向煤炭由煤炭转向石油和天然气"继而又从以油、气为主的能源系统转向以可再生能源为基础的持久能源系统! 据资料，目前全世界已经探明的煤炭、石油、天然气、油页岩等石化燃料资源的总量，大约只够人类使用100年。 目前在我国的能源构成中煤占70%以上，石油及天然气占25%，但能源利用率仅在30%以下。针对我国的能源紧缺、能源利用率低、能源浪费严重的现状，建设部于1996年下发《建筑节能技术政策》，明确今后我国建筑节能的任务是在保证使用功能、建筑质量和室内环境符合小康目标的前提下，采取各种有效的节能技术与管理措施降低新建房屋单位建筑面积能耗。同时对既有的建筑物进行有计划的节能改造，达到提高居住热舒适性、节约能源和改善环境的目的。 环境保护工作是摆在我们面前刻不容缓的一项重要工作! 据资料估计全世界每年燃烧后排放到大气中的二氧化硫20万t,二氧化碳排放增长率达1.55ppm.资料表明：大气中二氧化碳每增长一倍就会使低层大气层年平均温度升1.5-3C。在我国，每年仅建筑用能采暖燃煤就要排放二氧化碳达1.9t,排放二氧化硫达300t,排放烟尘300t左右。 随着改革开放不断向纵深发展,传统的供热方式受到不同程度的冲击! 由 于旧的供热体制受计划经济的约束,在国家能源政策、管理体制、收费体制、供热质量、物业管理等方面尚存在一些弊端，不适市场经济发展的要求，制约了经济的发展，同时也带来了一些社会问题! 综上所述"由于节能、环境保护的需要及供热空调逐步走向市场化#商业化"供热空调方式向多元化发展，出现了诸如油炉采暖、燃气采暖、电采暖及水源热泵技术的开发研制、应用这一百花齐放的局面。 水源热泵机组以水为载体，冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水，甚至工业废水、污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能，将所取得的能量供给室内取暖.在夏季，把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。但是，由于水源热泵机组是近些年不断应用于工程的供热、供冷方式.尚存在一些问题有待进一步解决。
前言 我国每年大约有20亿平方米的建筑总量，接近全球年建筑总量的一半，建筑能耗约占全国社会终端总能耗的27.6％，因此建筑节能势在必行。可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。 在大型商业建筑和公用建筑中,合理空调方案的确定是个至关重要的问题。按负担室内空调负荷所用介质分类，空调系统可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和冷剂系统。每种空调系统都有各自的适用性，对于建筑空间大，易于布置风道且对室内温、湿度洁净度控制要求严格的场合，适合用全空气系统。全水系统适合用于建筑空间小，不易于布置风道的场合。空气-水系统适用于室内温、湿度控制要求一般且层高较低，冷、湿负荷也较小的场合。对于空调房间布置分散，要求灵活控制空调使用时间且无法设置集中式冷、热源的场合适合用冷剂系统。 通过毕业设计消化和巩固大学四年学习的本专业全部理论知识和实际知识，并将它应用到工程实践中去解决工程的实际问题，熟悉有关的技术法规内容，培养施工设计的思维能力和制图技巧及对工程技术的认真态度。
第1章概述 1.1建筑概况 1.1.1设计地点 山东省青岛市。 1.1.2建筑物土建资料 见土建资料图纸。 1.1.3 建筑物使用功能 本次设计为商住两用建筑，一到五号楼。本次设计不考虑住宅部分。总占地面积约为8000㎡，空调面积为约18807㎡。楼底部作沿街店铺，小区配套服务设施，及设备用房。台湛路一层二层做商场，延安三路一层二层作沿街商铺。工程地下室作为地下车库。 1.1.4 建筑物的周围环境 本设计建筑物位于青岛市市北区，延安三路与台湛路交界处。 1.1.5 建筑物所在地区土质资料 根据勘探井的资料得知设计地点土质为粉质粘土，轻微潮湿，土壤导热系数为1.8 W/(m.K)左右，且地下八十米以上是非岩层地带，土壤导热情况良好，适合于作为热泵系统的冷热源。 1.2土壤源热泵 1.2.1 热泵系统的特点 a. 热泵空调系统是利用低位再生能的热泵技术，其特点如下： （1）用能遵循了能量的循环利用原则，避免了常规空调系统用能的单向性。所谓用能的单向性是指“热源消耗高位能（电、燃气、油与煤等）——向建筑物内提供低温的热量——向环境排放废物（废热、废气、废渣等）”的单向性用能
1.绪论 随着国民经济的增长城市建设的发展和人民生活水平的提高及房地产业的升温,我国空调业己得到空前的发展。空调己成为季节性能源消耗的大户,并成为建筑节能的关注问题。大力发展新能源与可再生能源,已成为我国21世纪发展国民经济的刻不容缓的战略目标。 热泵技术是应用低位可再生能源的重要技术措施之一。热泵系统是利用低温热源进行制热,制冷的新型能源利用方式。与使用常规能源供热方式相比,具有许多不可替代的特点。因地制宜的发展地源热泵系统,有利于优化能源结构,促进多种资源的有效利用,提高能源利用率。 目前常规使用的热泵系统多为空气源,它受环境温度影响很大。夏季不利于冷凝器的散热,冬季蒸发器得热难,犹其是冬季融霜难。地源热泵几乎不受环境气候影响,可以产生良好的节能效益,且不用除霜。主要内容包括:地源热泵的形式与基本原理,地源热泵机组,新乡本地工程应用实例,对传统地源热泵的改进设想等。
2.地源热泵简介 2.1地源热泵的发展 地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方，通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内夏季再把地下的冷量转移到建筑物内一个年度形成一个冷热循环。 地源热泵的起源 地源一词是从英文“ground source”翻译而来，汉语的内涵则十分广泛，应包括所有地下资源的含义。但在空调业内，目前仅指地壳表层（小于400米）范围内的低温热资源，它的热源主要来自太阳能，极少能量来自地球内部的地热能。 "地源热泵"的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于英、美两国。 1946年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意，无论是在技术、理论上都没有太大的发展。 20世纪50年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。直到20世纪70
长江大学工程技术学院毕业设计（论文）开题报告 题目名称宣城市某办公楼中央空调设计 系部城市建设系 专业班级建筑环境与能源应用工程61021班 学生姓名曾刚 指导教师段鹏 辅导教师 开题报告时间 2015年10月15日
宣城市某办公楼中央空调设计 学生：曾刚，城市建设系 指导教师：段鹏，城市建设系 一、题目来源 由指导教师提供，结合社会实际。 二、研究（设计）目的和意义 自改革开放起，随着国民经济的飞速发展，人民生活水平不断提高，人们不再满足建筑仅仅只提供生产生活需求的基本功能，对建筑的要求不断提高，其中包括安全性、功能性、舒适性和美观性，其中对建筑舒适性的要求便是中央空调设计的目的所在，使建筑内环境满足健康、舒适的要求。 我国城市化进程不断推进，城市人口迅速增多，各种高密度的住宅、商业中心、工厂由于人口众多，建筑内部的装修使用大量合成材料，甲醛、苯、氨等有害物的溢出，以及为了节约成本而减少新风的输入，而导致病态建筑的出现，影响在该类建筑中生产生活的人，让人产生头疼、气闷和嗜睡等症状，影响人们的身体健康和工作效率。因此，如何设计出能够营造良好建筑内环境的空调系统来保证人们的身体健康和工作效率是我们工作的意义之一。 在强调可持续发展和建设资源节约型社会的今天，建筑物的年耗能量中空调系统所占的比例约为50%，怎么解决营造舒适的建筑环境和节能环保之间的矛盾。所以能够合理高效的利用能源，减少空调系统能耗，优化建筑物自身的环境性能，提高节能意识、资源意识和环境意识，在保证建筑环境在最佳舒适度的前提下节能环保，也是中央空调设计的意义所在。 三、阅读的主要参考文献 A、设计计算部分参考资料 [1] 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012，北京：中国建筑工业出版社，2012。
关于地源热泵技术的毕业论文开题报告 一、选题的依据及意义： 1．依据： 进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用 热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进 了地源热泵供热机组的快速发展。 随着生产和科技的不断发展,人类对地源热泵供热技术也进行了一 系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术,现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意 能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后 发展的主题。 2．意义： 地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定 的特性,，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热 或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中,达到降 温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政 管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地 下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。通常根据热泵的热源（heatsource）和热汇（heatsink）（冷源）的不同，主要分成三类：空气源热泵系统(air-sourceheatpump)ashp 水源热泵系统(water-sourceheatpump)wshp 地源热泵系统(ground-sourceheatpump)gshp 平时还有人把热泵系统按照一次和二次介质的不同，分别叫做： 空气---水热泵系统 水---空气热泵系统
目录 摘要................................................................................................................. - 2 - 前言................................................................................................................. - 3 - 第一章空气源热泵热水器设计及应用概述....................................................... - 4 - 第一节空气源热泵的概述............................................................................ - 4 - 1.1.1热泵简介.......................................................................................... - 4 - 1.1.2空气源热泵简介.............................................................................. - 5 - 第二节热水器发展历史................................................................................ - 5 - 第三节空气源热泵热水器的发展前景........................................................ - 6 - 第二章热泵热水器系统运行原理......................................................................... - 8 - 第一节空气源热泵热水器的工作原理........................................................ - 8 - 第二节空气源热水泵热水器特点与优势 .............................................. - 9 - 2.2.1空气源热泵热水器具有以下特点.................................................. - 9 - 2.2.2空气源热泵热水器具有以下优势................................................ - 10 - 第三节空气源热泵机组的分类及工况特性 ............................................ - 10 - 2.3.1型式................................................................................................ - 10 - 2.3.2空气源热泵冷热水机组的系统图示............................................ - 11 - 2.3.3空气源热泵冷热水机组的变工况特性........................................ - 12 - 2.3.4应用场合........................................................................................ - 13 - 第三章空气源热泵热水机的工程应用............................................................. - 15 - 第一节几种常用热水器的对比分析.......................................................... - 15 - 3.1.1几种热水加热设备运行费用对比表............................................ - 15 - 3.1.2运行成本比较................................................................................ - 15 - 3.1.3初期投资比较................................................................................ - 16 - 第二节空气源热泵热水系统工程方案设计.............................................. - 16 - 3.2.1项目概况........................................................................................ - 16 - 3.2.2地理位置及气侯............................................................................ - 16 - 3.2.3工程设计依据................................................................................ - 16 - 3.2.4设计参数........................................................................................ - 16 - 3.热水系统的设计计算............................................................................ - 17 - 3.2.6热泵设备选型................................................................................ - 17 - 3.2.7保温储热水箱的选型.................................................................... - 19 - 3.7.8系统运行技术措施........................................................................ - 19 - 第四章空气源热泵热水机设计实例................................................................... - 20 - 第一节实例介绍.......................................................................................... - 20 - 第二节图纸说明.......................................................................................... - 23 - 参考文献................................................................................................................. - 28 - 致谢................................................................................................................... - 29 -
摘要 现代建筑的迅猛发展，使建筑能耗成为了能源消耗的重要组成部分。目前能源紧缺，环境污染日益突出，使绿色节能，低碳环保成为大家普遍的认识。因此，如何成功的设计健康、舒适、低碳节能的中央空调工程是本工程的主要目的。 本工程为长沙某经济大厦，占地面积为13000m2，建筑为裙楼+双塔楼结构，地下两层，一至二层为裙楼，三至二十四层为塔楼。裙楼及西塔楼为政府机关办公用，东塔楼为高档商业写字楼，主要使用空调区域为办事大厅、展厅、餐厅、会议室、办公室、网络通讯机房等，建筑总高度94.2m，总建筑面积为63804.9m2，其中空调区域面积为36120.7m2。空调总冷负荷3811.6kW，总热负荷为2315.9kW，此次设计为大楼的中央空调、通风防排烟及餐厅生活热水的设计。 根据国家及长沙市的相关文件政策，结合该项目的实际，本工程裙楼部分主要采用常规的冷水机组加锅炉作为空调冷热源，东、西塔楼采用节能环保的地埋管地源热泵与多联机结合的复合型水冷式多联机系统，同时局部空调区域，因甲方的要求，采用了风冷式多联机系统。在设计中，300人会议室和120人电视电话会议室我们采用了新颖节能的座椅送风系统；裙楼一层大空间的一次回风集中空调系统中，进行了过渡季节全新风运行的设计；新风量需求较多的大区域，采用了全热新风交换器送新风，有效回收排风的余热；在厨房这块，采用了空气能热水机制取餐厅生活热水，
总的来说，整个系统能较好的把节能环保的要求融入到设计中，使整个工程既能满足舒适要求，又能达到降低建筑能耗的双重目的。 具体内容包括：冷热负荷计算；冷热源方案比较和选择；空调末端处理设备的计算和选型；室内送风方式与气流组织形式的选定；风系统的设计与计算；水系统的设计；多联机空调的设计；地埋管系统的设计；消声隔振设计；自控设计；机房布置；正压送风系统、排烟系统及通风系统的设计等内容。 本设计我们是四个人一组，每个人都有明确的分工。王健负责裙楼部分（除大会议室）的空调及餐厅生活热水的设计；代进负责裙楼大会议室座椅送风空调设计及裙楼冷热源的设计；熊文祥负责塔楼复合型水冷式多联机空调及地埋管的设计；周武负责的是系统自控和防排烟设计。 关键词：地埋管地源热泵、水冷式多联机、座椅送风、厨房热回收 ABSTRACT The rapid development of modern architecture, the building energy consumption important part of energy consumption. Current energy shortage and environmental pollution energy, low-carbon environmental protection become a common understanding. So, energy-saving central
地源热泵技术的毕业论文开题报告范文 一、选题的依据及意义： 1．依据： 进入20xx年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。20xx年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进了地源热泵供热机组的快速发展。 随着生产和科技的不断发展,人类对地源热泵供热技术也进行了一系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术,现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后发展的主题。 2．意义： 地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性,，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中,达到降温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。通常根据热泵的热源(heat source)和热汇(heat sink)(冷源)的不同，主要分成三类：空气源热泵系统( air-source heat pump) ashp
水源热泵系统(water- source heat pump) wshp 地源热泵系统(ground- source heat pump)gshp 平时还有人把热泵系统按照一次和二次介质的不同，分别叫做： 空气---水热泵系统 水--- 空气热泵系统 水--- 水热泵系统 空气---空气热泵系统 这些都是把热源、热汇以及空调系统的传递介质也包括进来分类形成的。 为了和国际标准接轨，我们还是应该依照国际惯例来命名。在1920xx年由美国的ashrae(美国采暖、制冷与空调工程师学会)统一了标准术语，无论是wshp、gshp都叫做gshp--地源热泵系统。 另外，为了让我们在学习和讨论中更方便，介绍一些地源热泵室外能量交换系统的概念：土壤埋管系统----土壤换热器(水平埋管、竖直埋管) 地下水系统 地表水系统 这些都是地源热泵的热源或热汇形式。(具体参见下图) 图.1.1土壤换热器（水平埋管）图 图.1.2土壤换热器（竖直埋管）图 图.1.3 地表水系统图
山东建筑大学地源热泵研究所简介 1.基本概况 本研究所成立于2000年初。由5名教授、4名副教授、3名高级工程师和十余名研究生组成。采用理论研究与工程实践相结合的技术路线，系统深入地研究了地埋管浅层地热能利用中地热换热器的传热机理与优化设计方法、岩土热物性测试及地埋管传热强化等关键技术，开拓出大空间多维非稳态地下传热分析与工程应用的新途径。经过近十年的潜心研究与技术开发，形成了系统的地埋管浅层地热能利用技术体系。 该技术体系的核心是：首次求得地热换热器传热分析中钻孔内准三维传热模型、钻孔外有限长竖直和倾斜线热源模型以及有渗流时导热与对流复合作用的二维非稳态传热模型的解析解，创建了基于这些解析解和叠加原理的地热换热器传热分析方法；基于这些解析解和新模型，开发了地热换热器优化设计模拟软件；研发了能够用于现场确定深层岩土热物性的测试方法和测试仪；深入研究了地热换热器强化传热技术，探索了各种组成物对水泥砂浆回填材料导热系数的影响规律，开发了基于水泥砂浆、石英砂和改性添加剂的高性能回填材料。 所长方肇洪，教授。1968年毕业于清华大学动力机械系。1981年和1987年先后取得清华大学工学硕士和工学博士学位。中国建筑学会建筑热能动力分会理事。美国供热制冷空调工程师协会（ASHRAE）会员、国际地源热泵协会（IGSHPA）会员。方肇洪教授在英国曼彻斯特大学理工学院、加拿大不列颠哥伦比亚大学进行合作研究各一年，在美国俄克拉荷马州立大学学习考察地源热泵技术三个月。 副所长刁乃仁，教授，获清华大学博士学位，山东建筑大学热能工程学院院长。山东省建筑节能与可再生能源利用专家、国际地源热泵协会会员、山东建筑学会暖通空调分会与热能动力分会副主任委员。曾赴法国进行合作研究一年。 2.工程应用 初步统计本所研究的地源热泵技术体系在12个省市300余项浅层地热能利用工程中应用，研究所承接的部分应用项目情况见表1；设计模拟软件被清华大学、香港理工大学以及北京华清集团等100多个高校和企业采用；研制的热物性测试仪对北京奥林匹克公园、奥体网球馆及济南奥体中心等重点工程深层岩土热物性进行了测试。初步统计产生直接经济效益10亿元。该技术比传统空调节能约30％，由此每年节约能源折合标准煤约8万吨，减排二氧化碳21万吨，节约建筑供热空调运行费用6400万元。 研究主要成果编入国家标准《地源热泵系统工程技术规范》，出版了专著《地埋管地源热泵技术》，先后与30多个企业签订了合作协议，将项目成果进行技术转让或服务，促进全行
摘要 水源热泵是用水作为热泵的低位热源的热泵装置，源源不断的将水中的低位热能向高温热源传递，与其他形式的热泵相比具有很多优点。本次设计是根据初始参数设计一台水源热泵系统。 本文首先介绍了热泵系统的原理、特点、应用以及研究发展方向。其次，详尽介绍了水源热泵系统的对比与研究，再次，说明了设计过程，包括换热器的热力计算、结构设计、阻力校核，并按照设计题目完成计算说明书。 在整个水源热泵设计过程中，热力计算是首要因素，它主要包括温差、传热系数和换热面积等的计算，这部分内容适合各种类的热泵系统。结构设计主要是设计热泵系统的蒸发器和冷凝器，本系统蒸发器采用板式，冷凝器采用管壳式，要确定板片数目以及换热管数量以及其他相关尺寸等。 关键词：水源热泵水源热泵
Design of 50kW water source heat pump system ABSTRACT The heat source of the Water source heat pump is the low heat of the water. This heat pump transfers heat source from the water to high-temperature objects in a steady stream, compared with other forms of heat pump it has many advantages. This paper is based on the initial parameters to design a water source heat pump system. Firstly，The paper introduces the principle of heat pump system, characteristics, application and research development. Secondly, it describes the differences of other heat pumps in detail. Thirdly, the paper notes the design process, including the heat exchanger calculations, structural design, the resistance calculations. Finally, it completes the calculation in accordance with a design manual. In the design process, thermal calculation is the primary factor. The thermal calculation includes temperature, heat transfer coefficient and heat transfer area, and other calculations, which are the same parts of other heat pump systems. Structural design is to determine the size of heat pump system evaporator and the condenser. Plate heat exchanger is used as the system evaporator and shell and tube heat exchanger is used as the condenser. Structural design is to calculate the plate number , the number of tubes and other relevant dimensions. key Words：Water source；heat pump；Water source heat pump
<<地源热泵系统的模拟与设计>> 摘要：总结了近年来地源热泵系统的模拟和设计方面的研究和进展。首先给出了地源热泵系统各部件建模方面的进展，包括竖直埋管地热换热器、单井循环系统以及在地源热泵混合系统中采用的几种辅助散热装置。其次，讨论现场测定深层岩土热物性的技术。第三，介绍竖直埋管地热换热器的设计方法。最后，给出在设计地源热泵系统中采用系统模拟的几个应用实例。 关键词：热泵；地热换热器；热物性；混合系统；模型；设计；模拟 1.简介 从热力学的观点来看，在空调系统中利用地源热作为热源或者冷源是吸引人的。这是因为，从全年来看，其温度比环境干球或湿球温度更接近于室内（所需要）的温度。基于这个原因，地源热泵系统较之空气源热泵系统在高效率上更具有潜力。在实际情况中，源热泵系统由于没有设备暴露在外部的环境中,花在维修方面的费用是比较低的(Cane, et al. 1998). 虽然已经有一些地源热泵系统技术在斯堪的那维亚半岛得到发展，但是其商业上的开发利用却是在美国做得最好。这是主要是因为在美国已经存在着一个很大的住宅空调系统市场。其系统由于有着较低的能耗和低运行费用已经证明吸引了很多业主。在美国很多地区用电峰值取决于空调用电量。对于这个原因使得一些电力设备公司对这个系统很感兴趣,他们希望通过使用这样的系统来减少对电力的需求。一些小型商业机构和公共部门已经研究出这种技术的应用。地源热泵系统由于其较低的运行费用而吸引一些学校主管,并有越来越多的学校使用。在美国关于地源热泵技术实际应用的一些实例研究细节已经交给GHPC。 在论文接下来的部分中我们首先会给出地源热泵系统各部件建模方面的进展，包括竖直埋管地热换热器、水源热泵、单井循环系统以及在地源热泵混合系统中采用的几种辅助散热装置。由于要设计地下换热器首先就要了解地热的属性，这篇论文的第二部分简要介绍了确定深层岩土热物性的模型，这种方法是由对测试孔温度反应的现场测试法引申而来的。在论文的第三部分，将会介绍一下用软件来设计竖直埋管地热换热器的方法。最后，给出在设计地源热泵系统中采用系统模拟的几个应用实例，其中包括混合 GSHP 系统和防冻GSHP系统的设计。 2.GSHP系统模型构成
水源热泵冷热源机房及空调系统设计毕业论文 目录 符号单位说明 (1) 1 引言 (1) 2 工程概况及参数选定 (2) 2.1工程概况 (2) 2.2参数选定 (2) 2.3围护结构参数 (3) 3 空调区冷负荷和热负荷计算 (4) 3.1空调区室夏季冷负荷的计算 (4) 3.1.1 外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷 (4) 3.1.2 围护结构冷负荷 (4) 3.1.3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 (5) 3.1.4 透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷 (5) 3.1.5 室设备散热形成的冷负荷 (6) 3.1.6 照明设备冷负荷 (7) 3.1.7 人体散热冷负荷 (7) 3.1.8 人体散湿形成的潜热冷负荷 (8) 3.2空调湿负荷的计算 (8) 3.3 空调热负荷计算 3.3.1 围护结构的基本耗热量Qj的计算： (22) 3.3.2 通过门、窗缝隙的冷风渗透耗热量Q2（W） (22) 4 空调系统方案的确定 (25) 4.1空调系统的分类 (25) 4.1.1 按照空气处理设置的情况分类 (25)
4.1.2 按负担室负荷所用的介质种类分类 (25) 4.1.3 根据集中空调系统处理的空气来源分类 (26) 4.2方案比较 (26) 4.2.1 全空气系统与空气－水系统方案比较 (26) 4.2.2 风机盘管+新风系统的特点 (27) 4.3空调系统的选择 (28) 4.3.1 空调系统的选择原则 (28) 4.3.2 空调系统选择结果 (28) 5 风量的确定 (29) 5.1送风量的确定方法 (29) 5.2新风量的确定方法 (29) 5.3风机盘管加独立新风空调系统 (30) 5.3.1 风机盘管风量的确定方法 (30) 5.3.2 新风冷负荷 (31) 5.3.3 风机盘管负荷计算 (31) 5.4房间气流组织形式 (33) 6 冷水机组的选型 (34) 6.1冷源系统的确定及选型 (34) 6.1.1 活塞式冷水机组 (34) 6.1.2 螺杆式冷水机组 (35) 6.1.3 离心冷水机组 (35) 6.1.4 风冷式冷水机组 (35) 6.1.5 溴化锂吸收式冷水机组 (35) 6.2选型结果 (36) 7 空气处理设备的计算和选型 (37) 7.1新风机组的选型 (37) 7.1.1 各层新风机组的选择 (37) 7.2风机盘管的选型计算 (38) 7.2.1风机盘管的选型说明 (38) 7.2.2风机盘管选型 (39) 8 新风系统管道风力计算 (41)
建筑暖通工程暖通毕业设计 一、绪论 1.1我国暖通空调的现状及其发展 自从上世纪90 年代以来，空调已经广泛地应用于我国人民的居住 环境和工业生产环境中，空调技术已成为衡量建筑现代化水平的重要 标志之一。 90 年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视 需求管理及移峰填谷，把蓄冷空调技术提到了议事日程。近年来，由 于能源结构的变化，促进了吸收式冷热水机组的快速发展，以及热泵 技术在长江中下游地区的应用。随着生产和科技的不断发展，人类对空 调技术也进行了一系列的改进，同时也在积极研究环保、节能的空调产 品和技术，已经投入使用了冰蓄冷空调系统、燃气空调、VAV 空调系统、地源热泵系统等。暖通空调技术的发展，必然会受到能源、环境条 件的制约，所以能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适 环境必然是今后发展的主题。 1.2建筑空调系统节能国内外研究现状 1.2.1建筑空调建筑空调系统节能国外研究现状 能源是整个经济系统的基本组成部份，作为一个能源消耗大国，美国在节能和提高能源利用率方面投入了大量的人力、物力。在美国 的整个能源消耗中，有约1/3 以上消耗在建筑能耗上，这些能耗用来 满足人们的热舒适、空气品质、提高人们的生活质量。美国暖通空调 制冷工程师协会、美国制协会、美国冷却塔协会等组织、美国能源部以 及众多暖通空调设备生产厂家如York, Carrier 等都为建筑节能 做ft了很大的贡献。特别是美国制冷设备生产厂商投入了大量的资源
研究高性能冷水机组，使得冷水机组单位制冷量的能耗仅为20 世纪70 年代的62.3%。美国在空调冷源水系统方面的研究也卓有成效，在冷却水系统方面着重于降低冷却水流量，以达到减少冷却水泵能耗的目的。日本是一个资源贫困的国家，其主要能源来自进口，同时又是一个能源高消费国家。因此，节能和提高能源的利用率对日本来讲有着重要的意义。长期以来，在建筑节能方面，日本做了大量工作，颁布了许多节能法规，提ft了建筑节能的评价方法。日本的一些设备生产厂家对空调和制冷设备的投入也很大。Daikin 公司首推的变频VRV 系统，为中小型建筑安装集中式空调系统创造了条件；Sany 公司则在直燃式冷水机组上成绩卓著。 世界各国大力发展可再生能源作为空调冷热源用能。地源热泵供暖空调是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的工程系统。在美国地源热泵系统占整个空调系统的20%左右；瑞士40%的热泵为地祸热泵，瑞典65%的热泵为地祸热泵。 1.2.2建筑空调系统节能国内研究现状 我国是一个人均资源相对贫乏的国家，因此节能降耗有着十分重要的意义。近年来，由于国民经济的快速发展，使我国的能源显得越来越紧张。 （1）建筑空调系统节能国内研究现状概况 随着经济建设的不断深入和人们生活水平的不断提高，空调建筑物越来越多，建筑物消耗的能量也越来越大，甚至ft现了空调系统与 经济建设争抢电力资源的情况。因此，在建筑物节能显得十分迫切。在我国建筑总能耗中，空调系统的能耗占有相当大的比重，因此研究 探讨空调系统的节能就显得十分重要。在建筑物空调系统运行能耗中，