《地源熱泵全分析》教學(xué)課件

《地源熱泵全分析》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！《地源熱泵全分析》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用一、上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問題:1.1風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)1.2VRV空調(diào)系統(tǒng)1.3風(fēng)冷管道式冷熱風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一、上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問題:1.1風(fēng)冷1.1風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺室外機(jī)(風(fēng)冷冷熱水熱泵機(jī)組)、假設(shè)干臺室內(nèi)機(jī)(風(fēng)機(jī)盤管)、水管、冷凝水管及膨脹水箱、循環(huán)水泵等組成。系統(tǒng)構(gòu)造緊湊、安裝方便、占室內(nèi)建筑空間較少,易與建筑裝修融為一體。各房間溫度可獨(dú)立控制,運(yùn)行節(jié)能。缺點(diǎn)是無新風(fēng)供給,集水盤內(nèi)容易集塵滋生細(xì)菌,存在漏水可能。1.1風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺室1.2VRV及多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺變頻變制冷劑流量的室外機(jī)、假設(shè)干臺室內(nèi)機(jī)、冷媒管、冷凝水管等組成。與1.1節(jié)〔風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)〕系統(tǒng)不同的是室內(nèi)外機(jī)之間用紫銅冷媒管連接,不需要膨脹水箱、循環(huán)水泵。這種系統(tǒng)能對各空調(diào)房間實(shí)現(xiàn)較準(zhǔn)確的溫控,使用方便,運(yùn)行節(jié)能。但無新風(fēng)供給,安裝要求高,如發(fā)生冷媒泄漏,很難找出漏點(diǎn),不易維修。1.2VRV及多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺變頻變制冷劑1.3

風(fēng)冷管道式冷熱風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)該系統(tǒng)由室外主機(jī)、室內(nèi)管道機(jī)、冷媒管、送風(fēng)管道和風(fēng)閥、風(fēng)口等組成。與1.2節(jié)系統(tǒng)相仿,也屬冷媒直接蒸發(fā)式,只是將1.2節(jié)〔VRV空調(diào)〕系統(tǒng)的多個(gè)室內(nèi)機(jī)改為一個(gè)室內(nèi)管道機(jī),向各室內(nèi)提供冷熱風(fēng)。管道機(jī)可進(jìn)新風(fēng),使室內(nèi)空氣清新,無漏水之憂,相對價(jià)格低。但各房間不易獨(dú)立控制,房間送風(fēng)量調(diào)節(jié)困難,集中回風(fēng)影響各房間的私密性,風(fēng)管布置要占建筑空間。1.3風(fēng)冷管道式冷熱風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)該系統(tǒng)由室外主機(jī)、室內(nèi)管目前常用空調(diào)系統(tǒng)存在的問題上述3種空調(diào)系統(tǒng)均為空氣源熱泵系統(tǒng)，室外機(jī)組均要求暴露于大氣中，所以對建筑立面有影響,破壞了建筑的整體美觀；系統(tǒng)夏季制冷運(yùn)行,將大量的熱量排放至室外大氣，會造成周圍環(huán)境空氣溫度的升高,加劇城市的溫室熱島效應(yīng)；冬季低溫下制熱運(yùn)行效率低;冬季當(dāng)室外溫度低于零度時(shí),還需要運(yùn)行制冷循環(huán)來除霜，增加了能量損失，制熱效果會大大降低。目前常用空調(diào)系統(tǒng)存在的問題二、地源熱泵中央空調(diào):

地源熱泵中央空調(diào)分為水源熱泵和土壤(地)源熱泵兩類形式

2.1水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)2.1.1水源熱泵概念2.1.2水源熱泵原理2.1.3水源熱泵的分類2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)系統(tǒng)2.2.1土壤熱交換器地源空調(diào)概念2.2.2土壤熱交換器地源空調(diào)分類2.2.3工作原理2.2.4機(jī)組運(yùn)行過程2.2.5土壤熱交換器埋管形式2.3地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢2.4地源熱泵系統(tǒng)限制因素二、地源熱泵中央空調(diào):

地源熱泵中央空調(diào)分為水源熱泵和土壤(2.1.1、水源熱泵概念

水源熱泵技術(shù)是一種利用地球外表或淺層水源〔如地下水、河流、湖泊或海水〕，或者是人工再生水源〔生活污水、工業(yè)廢水、地?zé)嵛菜取车牡蜏氐臀粺崮苜Y源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移，既可供熱又可制冷的高效、環(huán)保、節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。2.1.1、水源熱泵概念

水源熱泵技術(shù)是一種利用地球外表2.1.2、水源熱泵原理地球外表淺層水源〔一般在1000米以內(nèi)〕，像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰?，地殼也向井?地表水的傳熱,使水源的溫度提高,而且水溫一般都較穩(wěn)定。水源熱泵技術(shù)就是：在夏季將建筑物中的熱量“取〞出來，釋放到水體中去；而冬季，那么是通過水源熱泵機(jī)組，從水源中“提取〞熱能，送到建筑物中采暖。由于夏季水源溫度較室外空氣溫度低，冬季要高,所以制冷/熱的效率遠(yuǎn)高于空氣源熱泵.通常水源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。2.1.2、水源熱泵原理地球外表淺層水源〔一般在1000米2.1.3、水源熱泵的分類井水源熱泵〔GWHP〕井水源熱泵系統(tǒng)，也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過建造抽水井群將地下水抽出，通過二次換熱或直接送至水源熱泵機(jī)組，經(jīng)提取熱量或釋放熱量后，再由回灌井群灌回地下。地表水源熱泵〔SWHP〕地表水熱泵系統(tǒng)。通過直接抽取或者間接換熱的方式，利用包括江水、河水、湖水、水庫水以及海水作為熱泵的冷熱源。2.1.3、水源熱泵的分類井水源熱泵〔GWHP〕2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)系統(tǒng)2.2.1土壤(地)源空調(diào)概念

土壤(地)源空調(diào)系統(tǒng)是把熱交換器埋于地下，通過水在由高強(qiáng)度塑料管組成的封閉環(huán)路中循環(huán)流動，從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)展冷熱交換的目的。夏季通過機(jī)組將房間內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下，對房間進(jìn)展降溫。同時(shí)儲存熱量，以備冬用。冬季通過熱泵將土壤中的熱量轉(zhuǎn)移到房間，對房間進(jìn)展供暖，同時(shí)儲存冷量，以備夏用，大地土壤提供了一個(gè)很好的免費(fèi)能量存貯源泉，這樣就實(shí)現(xiàn)了能量的季節(jié)轉(zhuǎn)換。2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)系統(tǒng)2.2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)分類

按土壤熱交換器形式分為垂直埋管地源熱泵系統(tǒng)水平埋管地源熱泵系統(tǒng)2.2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)分類按土壤熱交換器形式分為2.2.3工作原理供暖時(shí)，它吸取地?zé)嵯蛴脩襞欧?，此過程只消耗少量電能，如圖1所示。制冷時(shí)，它吸取用戶室內(nèi)的熱量向地下排放，同樣也消耗少量電能，如圖2所示2.2.3工作原理供暖時(shí)，它吸取地?zé)嵯蛴脩襞欧牛诉^程只消2.2.4機(jī)組運(yùn)行過程冬天熱泵中制冷劑正向流動，壓縮機(jī)排出的高溫高壓R22氣體進(jìn)入冷凝器向集水器中的水放出熱量，相變?yōu)楦邷馗邏旱囊后w，再經(jīng)熱力膨脹閥節(jié)流降壓變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w進(jìn)入蒸發(fā)器，從地下循環(huán)液中吸取低溫?zé)岷笙嘧優(yōu)榈蜏氐蛪旱娘柡驼羝筮M(jìn)入壓縮機(jī)吸氣端，由壓縮機(jī)壓縮排出高溫高壓氣體完成一個(gè)循環(huán)。如此循環(huán)往復(fù)將地下低溫?zé)崮堋鞍徇\(yùn)〞到集水器，從而不斷的向用戶提供45℃-50℃的熱水。如圖3所示。夏天熱泵中制冷劑逆向流動，與用戶換熱的冷凝器變?yōu)檎舭l(fā)器從集水器中的低溫水〔7-12℃〕提取熱能，與地下循環(huán)液換熱的蒸發(fā)器變?yōu)槔淠飨虻叵卵h(huán)液排放熱量，循環(huán)液中熱量再向地下低溫區(qū)排放，如此循環(huán)往復(fù)連續(xù)地向用戶提供7-12℃的冷水。2.2.4機(jī)組運(yùn)行過程冬天熱泵中制冷劑正向流動，壓縮機(jī)排出2.2.5土壤熱交換器埋管形式地下埋管換熱器主要有兩種形式，即水平埋管和垂直埋管。選擇哪種形式取決于現(xiàn)場可用地外表積、當(dāng)?shù)貛r土類型以及鉆孔費(fèi)用。盡管水平埋管通常是淺層埋管，可采用人工開挖，初投資比垂直埋管小些，但它的換熱性能比豎埋管小很多，并且往往受可利用土地面積的限制，所以在實(shí)際工程應(yīng)用中，一般都采用垂直埋管?！惨妶D4〕2.2.5土壤熱交換器埋管形式地下埋管換熱器主要有兩種形式可再生能源：利用淺層地?zé)崮茏鳛槔錈嵩?，?shí)現(xiàn)冷熱聯(lián)供節(jié)能：（高溫/嚴(yán)寒季節(jié)）性能系數(shù)高，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用30～50％；環(huán)保：取消鍋爐，減少熱污染；一機(jī)多用：一套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三種用途，制冷,供熱及衛(wèi)生熱水.節(jié)省建筑空間性能穩(wěn)定：溫度波動小，不受環(huán)境影響美觀：無室外機(jī)，不影響建筑外觀2.3地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢可再生能源：利用淺層地?zé)崮茏鳛槔錈嵩?，?shí)現(xiàn)冷熱聯(lián)供2.3地2.4地源熱泵系統(tǒng)限制因素初投資較高〔打井、鉆孔、埋管等〕需要有一定的空間埋設(shè)埋管系統(tǒng)施工要求較高，需要專業(yè)施工隊(duì)伍和設(shè)備注意冷熱負(fù)荷平衡的問題2.4地源熱泵系統(tǒng)限制因素初投資較高〔打井、鉆孔、埋管等〕三、上海地區(qū)別墅建筑采用地源熱泵系統(tǒng)的可行性分析上海地區(qū)屬于夏熱冬冷地區(qū),近幾年最熱月平均氣溫已達(dá)30.2℃、最冷月平均氣溫為4.2℃,最冷月與最熱月平均相對濕度分別為75%,83%,高于35℃的炎熱天氣長達(dá)半個(gè)月至一個(gè)月,日平均溫度低于5℃的天數(shù)長達(dá)兩個(gè)月以上,因此每年傳給土壤的冷熱量根本一樣,其氣候條件適合推廣地源熱泵。地源熱泵地下埋管換熱器處于地殼的淺層地表土壤中,土壤的類型、熱特性、熱傳導(dǎo)性、密度、濕度等對地源熱泵系統(tǒng)的性能影響較大。據(jù)地質(zhì)鉆探知上海地區(qū)的淺層土是以黏土、亞黏土及粉砂為主的軟土,屬于第四紀(jì)沉積層,且土壤潮濕,地下水位高,是埋管系統(tǒng)較適宜的土壤類型。別墅建筑一般都帶有花園,具備供地源熱泵系統(tǒng)布管的土壤面積,因此在上海地區(qū)別墅建筑中采用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是完全可行的。三、上海地區(qū)別墅建筑采用地源熱泵系統(tǒng)的可行性分析上海地區(qū)屬四、上海地區(qū)別墅建筑地源熱泵系統(tǒng)實(shí)例以上海大華西郊別墅三層〔2/-1〕別墅住宅為例進(jìn)展介紹。該別墅建筑面積為550m2,總空調(diào)面積為530m2。別墅周圍僅有一面積約為120m2的L型空地可供地源熱泵系統(tǒng)布管。地源熱泵系統(tǒng):帶熱回收,制冷,制熱,衛(wèi)生熱水三位一體.冬季采用地板輻射采暖.別墅建筑地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)主要分四個(gè)方面，即負(fù)荷計(jì)算及設(shè)備選型、土壤換熱器系統(tǒng)方案、末端設(shè)備、自動化控制。四、上海地區(qū)別墅建筑地源熱泵系統(tǒng)實(shí)例以上海大華西郊別墅三層〔4.1負(fù)荷計(jì)算及設(shè)備選型4.1.1設(shè)計(jì)參考資料4.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型4.1.2.1空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算4.1.2.2主機(jī)選型4.1.3生活熱水熱負(fù)荷計(jì)算4.1.4冬季最大熱負(fù)荷及校核4.1.5系統(tǒng)工作原理4.1負(fù)荷計(jì)算及設(shè)備選型4.1.1設(shè)計(jì)參考資料4.1.1設(shè)計(jì)參考資料1〕節(jié)能、舒適原那么2〕建筑、裝修圖紙及對空調(diào)系統(tǒng)的要求3〕?空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊?〔第二版〕4〕?采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊?5〕?地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(GB50366-2005)6〕?建筑設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)?〔GBJ16-2001〕7〕室外空氣計(jì)算參數(shù)夏季室外干求溫度tw=34.00C濕球溫度ts=28.20C冬季室外干求溫度tw=-40C相對濕度φ≤75%8〕室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)〔見表〕9〕地源熱泵GLD計(jì)算軟件10〕土壤換熱物性參數(shù)〔由于本工程地址條件明確，本次土壤熱泵空調(diào)方案是在地下土壤為巖、土的根底上設(shè)計(jì)〕房間名稱溫度0C相對濕度%噪音dB(A)夏季冬季夏季冬季臥室2520≤65≤35%≤45家庭室2520≤65≤35%≤45客廳2520≤65≤35%≤45樓梯廳2618≤65≤35%≤454.1.1設(shè)計(jì)參考資料1〕節(jié)能、舒適原那么房間名稱溫度0C相4.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.1空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算因?yàn)樯虾５貐^(qū)冷負(fù)荷大于熱負(fù)荷，機(jī)組選型以冷指標(biāo)計(jì)算。根據(jù)裝修戶型圖，P型別墅空調(diào)面積為550M2。因?yàn)閯e墅對空調(diào)使用的特殊性，滿負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間比較短，根據(jù)別墅圖紙及各房間的使用性質(zhì)，別墅總制冷量74KW，同時(shí)使用率80%。別墅部分房間冷負(fù)荷計(jì)算及匯總表序號層數(shù)用途空調(diào)面積(m2)冷指標(biāo)(W/m2)合計(jì)冷負(fù)荷(W/m2)1地下室保姆房922820522

工作室372248288………………

合計(jì)230

740004.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.1空調(diào)冷負(fù)4.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.2主機(jī)選型結(jié)合克萊蒙特的機(jī)組進(jìn)展各戶型的機(jī)組選型如下：戶型機(jī)組型號機(jī)組型號輸出冷量/輸入功率KW輸出熱量/輸入功率KW熱最大回收量KW最大輸入功率KW數(shù)量HRHNDHW-009128/6.728.4/8.329.410.71HRHNDHW-007124.4/8.324.4/6.724.59.714.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.2主機(jī)選型結(jié)4.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.2設(shè)備布置及風(fēng)管設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法與風(fēng)冷系統(tǒng)一樣,主要內(nèi)容是合理設(shè)計(jì)室內(nèi)機(jī)組位置,使水管接入方便,還要保證氣流送/回風(fēng)合理,減少室內(nèi)各處溫差.確定送回風(fēng)管路的走向,確定截面形狀、尺寸及材料,確定送回風(fēng)口形式、位置、個(gè)數(shù)、尺寸,進(jìn)展風(fēng)管的阻力計(jì)算,校核機(jī)組所需的機(jī)外余壓。4.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.2設(shè)備布置及4.1.3生活熱水熱負(fù)荷計(jì)算根據(jù)裝修提供的圖紙，根據(jù)?全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施給水排水2003年?，查衛(wèi)生器的小時(shí)熱水用水定額及水溫，得盥洗槽水嘴30L/h，水溫30℃；淋浴器150L/h，水溫40℃。熱水設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量計(jì)算公式Qh=∑qh〔t2-t1〕np.b.c.p/3600式中：Qh——設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量〔W〕；b——衛(wèi)生器具同時(shí)使用率。np——衛(wèi)生器具數(shù)量qh——衛(wèi)生器熱水用水定額L/hC——水的比熱，C=4187〔J/kg.℃〕;t2——熱水溫度〔℃〕，按衛(wèi)生器的小時(shí)熱水水溫；tl——冷水溫度〔℃〕，上海地區(qū)可選為5℃；ρ——熱水密度〔kg/L〕。按照盥洗槽水嘴同時(shí)使用率為30%；淋浴器每戶按同時(shí)使用3只，計(jì)算設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量21KW。容積式小時(shí)耗熱量設(shè)計(jì)〔蓄水罐〕考慮到別墅間隙性熱水供給特點(diǎn)以及最經(jīng)濟(jì)熱水加熱設(shè)備投資，本方按設(shè)計(jì)一個(gè)500L的儲熱水罐來減小設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量，即當(dāng)采用儲熱容積與其相當(dāng)?shù)臒崴畽C(jī)組提供熱水，其小時(shí)耗熱量應(yīng)按下式計(jì)算：式中：Qg——儲熱水罐的設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量〔W〕Qh——設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量〔W〕η——有效貯熱容積系數(shù)；容積式水加熱器η=0.75,導(dǎo)流型容積式水加熱器η=0.85；〔這里取0.75〕Vr——總貯熱容積〔L〕，現(xiàn)熱水罐T——設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量持續(xù)時(shí)間〔h〕,T=2～4h;現(xiàn)取3Tr——熱水溫度〔℃〕，按設(shè)計(jì)水加熱器出水溫度50℃計(jì)算；Tl——冷水溫度〔℃〕，上?？蛇x為5℃；ρ——熱水密度〔kg/L〕。

4.1.3生活熱水熱負(fù)荷計(jì)算根據(jù)裝修提供的圖紙，根據(jù)?全國民4.1.4冬季最大熱負(fù)荷及校核空調(diào)熱負(fù)荷與生活熱水熱負(fù)荷之和；不考慮空調(diào)的同時(shí)使用系數(shù)戶型地暖熱負(fù)荷KW生活熱水耗熱量KW總熱負(fù)荷KW機(jī)組額定制熱量KW

P28(估算)

2149

53.9

4.1.4冬季最大熱負(fù)荷及校核空調(diào)熱負(fù)荷與生活熱水熱負(fù)荷之和4.1.5系統(tǒng)工作原理制冷時(shí)，當(dāng)空調(diào)冷負(fù)荷小于機(jī)組的單臺制冷量時(shí)，只需要啟動一臺機(jī)組，到達(dá)使用中最合理最節(jié)能〔節(jié)能主要表達(dá)在建筑本身節(jié)能、空調(diào)機(jī)組節(jié)能以及使用節(jié)能〕。根據(jù)負(fù)荷大小逐時(shí)啟動二臺機(jī)組。制熱時(shí)，而且同時(shí)還制取生活熱水，當(dāng)熱負(fù)荷小于單臺制熱量時(shí)，只需要啟動一臺機(jī)組，根據(jù)負(fù)荷大小逐時(shí)啟動二臺機(jī)組。生活熱水提取，機(jī)組采用熱回收機(jī)組，即制冷制熱及生活熱水一體化。制冷季，免費(fèi)提供生活熱水；過度季節(jié)，用機(jī)組制熱提供生活熱水，機(jī)組的能效比為5.27，而電加熱熱水器的能效比小于1，相對來說用機(jī)組制熱比電加熱更加節(jié)能；制熱季，利用熱負(fù)荷比冷負(fù)荷小，而機(jī)組選配時(shí)參照冷負(fù)荷，用多余機(jī)組來制生活熱水。4.1.5系統(tǒng)工作原理制冷時(shí)，當(dāng)空調(diào)冷負(fù)荷小于機(jī)組的單臺制冷4.2室外換熱系統(tǒng)方案4.2.1土壤溫度的狀況分析及變化規(guī)律4.2.2土壤源垂直埋管地源熱泵介紹4.2.3垂直埋管系統(tǒng)鉆孔布置位置4.2.4換熱器計(jì)算軟件

4.2.5地耦換熱器計(jì)算4.2室外換熱系統(tǒng)方案4.2.1土壤溫度的狀況分析及變化規(guī)律

4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.1土壤溫度的狀況分析及變化規(guī)律

原始土壤的溫度狀況分析。土壤環(huán)境溫度狀況是指土體溫度隨時(shí)間與空間的變化，它是土壤熱量平衡和土壤熱狀況的反映。原狀土的溫度可由計(jì)算得到也可以測出。地下約5m以下土壤溫度根本不受地面溫度波動的影響，而保持一個(gè)定值。已有的研究說明，地下約10m深度的土壤溫度比之全年的平均溫度在多數(shù)情況下要高出1~2℃，并且無季節(jié)性波動。其偏離平均溫度的值在地下0.3m處僅1.5℃。土壤溫度的變化規(guī)律。受地面溫度波動的影響，土壤溫度有兩種周期變化：〔1〕土壤溫度的變化；〔2〕土溫的年變化。土溫的年變化是指一年中各個(gè)月份中溫度的變化。在到達(dá)相當(dāng)深度后，土溫便終年不變。這種溫度終年不變的土層，在高緯度地區(qū)出現(xiàn)在20m，中緯度地區(qū)在15~20m。]

4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.1土壤溫度的狀況分析及變化4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.2土壤源垂直埋管地源熱泵介紹土壤源垂直埋管地下?lián)Q熱器采用兩管制垂直埋管式換熱系統(tǒng)，即在地下室下面、周邊綠化地帶、道路等可利用場所打地耦管孔，每個(gè)孔內(nèi)埋設(shè)一對U型地耦管，所有的地耦管通過集水器聚集，聚集的冷/熱水由循環(huán)泵送到室內(nèi)的地源熱泵機(jī)組，經(jīng)能量交換后，回到地源側(cè)分水器分流回地下管路；冬季從地下土壤取熱實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供暖，如此反復(fù)循環(huán)，利用的是天然可再生能源，系統(tǒng)穩(wěn)定，不消耗地下水，不會對地下水產(chǎn)生污染4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.2土壤源垂直埋管地源熱泵介紹4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.3垂直埋管系統(tǒng)鉆孔布置位置單獨(dú)一套地埋管系統(tǒng)，孔深50-80米，孔間距3000mm*3000mm，聚集管穿地下室側(cè)墻進(jìn)入機(jī)房。4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.3垂直埋管系統(tǒng)鉆孔布置位置單4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.4換熱器計(jì)算軟件

結(jié)合地源熱泵設(shè)計(jì)施工經(jīng)歷土壤換熱器形式設(shè)定如下：土壤耦合器采用單井單U形埋管，鉆孔直徑為￠110；考慮井之間相互熱干擾，埋管間距為3m*3m；水平管連接方式為同程連接；鉆孔深度，結(jié)合工程地質(zhì)情況初定50-80m，可根據(jù)實(shí)際鉆孔情況調(diào)整；4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.4換熱器計(jì)算軟件結(jié)合地源熱4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.1換熱量的計(jì)算

冬夏季地下?lián)Q熱量分別是指夏季向土壤排放的熱量和冬季從土壤吸收的熱量?？梢愿鶕?jù)以下公式計(jì)算〔制冷時(shí)的COP=4.0，制熱時(shí)COP=5.0〕：Q1’、=Q1x〔1+1/COP1〕Q2’、=Q2x〔1-1/COP2〕其中：Q1’：夏季向土壤排放的熱量，KWQ1’：夏季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷，KWQ2’：冬季向土壤吸取的熱量，KWQ2：冬季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷，KWCOP1：設(shè)計(jì)工況下水源熱泵機(jī)組的制冷系數(shù)COP2：設(shè)計(jì)工況下水源熱泵機(jī)組的供熱系數(shù)4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.1換熱量的計(jì)算冬夏季4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.2計(jì)算埋管管長

根據(jù)我們已掌握的實(shí)際工程中經(jīng)歷，可以利用管材“換熱能力〞來校核管長。換熱能力即單位垂直埋管深度或單位管長的換熱量，一般垂直埋管換熱為30～45W/m(井深)，本工程設(shè)計(jì)取換熱能力的下限值，即32W/m〔井深〕，具體計(jì)算公式如下：L=Q1’×1000÷32其中——豎井總深度，m ——夏季向土壤排放的熱量，kW分母“32〞是夏季每m井深散熱量，W/m確定豎井?dāng)?shù)目及間距根據(jù)甲方提供的地質(zhì)資料，選擇該地區(qū)豎井打80米較為合理。根據(jù)下式計(jì)算豎井?dāng)?shù)目:N=L/〔2*H〕其中N——豎井總數(shù)，個(gè)L——豎井總深度，mH——豎井深度，m4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.2計(jì)算埋管管長根據(jù)我4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.3土壤耦合器材料選擇

考慮到土壤換熱器是地源熱泵系統(tǒng)深埋于地下的關(guān)鍵換熱設(shè)備,其性能對系統(tǒng)性能和壽命影響明顯，本方案設(shè)計(jì)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、熱膨脹性好的高密度聚乙烯〔HDPE100〕管作為埋管材料。在實(shí)際工程中確定管徑應(yīng)兼顧兩方面：〔1〕管道流速要小:以便減小管道阻力,使循環(huán)水泵耗功率最??；〔2〕管道內(nèi)水流速要大:使管道內(nèi)水保持紊流〔流體的雷諾數(shù)Re到達(dá)3，000以上〕以保證流體與管道內(nèi)壁之間的傳熱。顯然，上述兩個(gè)要求相互矛盾，需要綜合考慮。垂直U型管常用管徑有De25mm、De32mm、De40mm，本工程垂直埋管選用管De32x2.9mm。管內(nèi)流速：單U控制在0.6-1.0m/s；4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.3土壤耦合器材料選擇4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.4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Rh確定如下:W=k1WmaxPh=k2(hf+hd+hm)式中Wmax為設(shè)計(jì)最大流量;k1,k2為附加因數(shù),當(dāng)水泵單臺工作時(shí)取1.1;hf,hd為水系統(tǒng)總的沿程阻力、總的局部阻力,hm為設(shè)備壓力損失。本設(shè)計(jì)中的水環(huán)路是由地下?lián)Q熱器與室內(nèi)水源熱泵水系統(tǒng)組成的,經(jīng)計(jì)算,室內(nèi)側(cè)最不利環(huán)路的沿程阻力、局部阻力分別為7526.9Pa,4488.0Pa,設(shè)備壓力損失為40.7kPa。所以水泵所需流量W為4.87m3/h,水泵所需揚(yáng)程Ph為12.09m。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,選用了1臺型號為KQL40/1000.55/2的單級立式離心泵,流量為6.3m3/h,揚(yáng)程為12.5m,轉(zhuǎn)速為2960r/min,電機(jī)功率為0.55kW。4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.4地下?lián)Q熱器環(huán)路水泵選4.3末端設(shè)備采用低噪聲風(fēng)機(jī)盤管立式安裝〔地下室〕臥室安裝〔1，2層〕全熱回收新風(fēng)機(jī)4.3末端設(shè)備采用低噪聲風(fēng)機(jī)盤管4.3末端設(shè)備制熱時(shí)可以采用舒適型的地板輻射，地源熱泵系統(tǒng)可以與地板輻射采暖結(jié)合，冬季采暖更舒適，地板采暖提供腳暖頭涼的最正確感覺；并且比采用傳統(tǒng)熱水鍋爐為熱源的地板輻射采暖節(jié)能70%。水泵采用格蘭富水泵，無論是技術(shù)方面，還是運(yùn)行功率方面都優(yōu)于同類型號水泵。4.3末端設(shè)備制熱時(shí)可以采用舒適型的地板輻射，地源熱泵系統(tǒng)可4.4空調(diào)控制系統(tǒng)介紹4.4.1地溫中央空調(diào)系統(tǒng)組成4.4.2控制的含義和分類4.4.3空調(diào)系統(tǒng)的控制對象，內(nèi)容，形式，原理4.4.4空調(diào)控制系統(tǒng)的常用設(shè)計(jì)方案組成4.4空調(diào)控制系統(tǒng)介紹4.4.1地溫中央空調(diào)系統(tǒng)組成4.4.1地溫中央空調(diào)系統(tǒng)組成+空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)+末端風(fēng)盤新風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)+內(nèi)外管網(wǎng)系統(tǒng)+輔助系統(tǒng)4.4.1地溫中央空調(diào)系統(tǒng)組成+空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)4.4.2控制的含義和分類1.控制含義：為了實(shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)，按特性,功能而對某對象使以調(diào)節(jié)作用；2.分類：機(jī)械部件控制，電氣部件控制，根本功能控制+附加功能控制+系統(tǒng)功能控制4.4.2控制的含義和分類1.控制含義：4.4.3空調(diào)系統(tǒng)的控制對象，內(nèi)容，形式，原理A.控制對象：

風(fēng)機(jī)，水泵，機(jī)組，電動閥門，電磁閥等。4.4.3空調(diào)系統(tǒng)的控制對象，內(nèi)容，形式，原理A.控制對象：B.目標(biāo)控制內(nèi)容：1.啟停控制：正常啟停，故障啟停，手動操作，自動運(yùn)行，時(shí)序定時(shí)控制，紅外遙控，兩地控制，異地遠(yuǎn)程控制，集中監(jiān)控，2.溫度控制：室溫控制，系統(tǒng)水溫控制，空調(diào)主機(jī)蒸發(fā)溫度等控制，生活熱水溫度控制，板換溫度控制；溫差控制，3.濕度控制：4.風(fēng)速風(fēng)量控制：5.流量控制：系統(tǒng)水流量控制，主機(jī)流量控制，定流量變流量控制，6.冷熱負(fù)荷控制：7.壓力控制：系統(tǒng)定壓力控制，井水定壓力控制；差壓控制，8.水位控制：水箱水位，排污池水位，9.水路控制：通斷，切換。B.目標(biāo)控制內(nèi)容：1.啟?？刂疲赫⑼?，故障啟停，手動操作C.特性控制內(nèi)容：連鎖控制，順序控制，保護(hù)控制，均衡控制，間歇控制，時(shí)序控制，異地控制，C.特性控制內(nèi)容：連鎖控制，順序控制，保護(hù)控制，均衡控制，間D.控制方式：繼電器邏輯控制，儀表控制，單片機(jī)控制，PLC〔可編程邏輯控制器〕控制，DDC〔直接數(shù)字控制器〕控制，分散控制，機(jī)械控制，D.控制方式：繼電器邏輯控制，4.4.4地溫中央空調(diào)控制系統(tǒng)的常用設(shè)計(jì)方案組成1.風(fēng)盤控制：調(diào)速開關(guān)，溫控開關(guān)，帶閥門控制的溫控開關(guān)，風(fēng)盤智能操作器，分散控制,2.系統(tǒng)定壓控制：屋頂膨脹水箱定壓，地面膨脹水罐定壓，3.系統(tǒng)均壓水力平衡控制：閥門手動控制，數(shù)字平衡閥控制，自調(diào)節(jié)平衡閥控制5.循環(huán)泵控制：降壓啟動控制，循環(huán)交替控制，變流量自動切換控制，6.自動熱水控制：空調(diào)季節(jié)局部熱回收，非空調(diào)季節(jié)全熱回收單制熱水7.熱水供水泵控制：間歇控制,變頻定壓控制,4.4.4地溫中央空調(diào)控制系統(tǒng)的常用設(shè)計(jì)方案組成1.風(fēng)盤控制五、地源熱泵的施工5.1熱交換器的安裝5.2室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的安裝5.3主機(jī)的安裝5.4控制系統(tǒng)的安裝5.5調(diào)試五、地源熱泵的施工5.1熱交換器的安裝5.1熱交換器的安裝5.1熱交換器的安裝選好鉆孔設(shè)備，做好鉆空前的準(zhǔn)備工作，豆石屑的堆放，水、電的到位。泥漿的排放、儲存、運(yùn)輸?shù)?。按給定的設(shè)計(jì)圖測量確定各井孔位置。鉆孔深度要大于換熱器設(shè)計(jì)安裝尺寸的5～10%。預(yù)先制作U型地耦管換熱器，換熱器下端安裝沉積環(huán)路管。并固定在按圖制作的導(dǎo)向架內(nèi)。U型管兩端用絞板攻絲旋入金屬管帽，防止異物進(jìn)入井內(nèi)。對U型地耦管換熱器做耐壓測試，壓力為管道設(shè)計(jì)正常運(yùn)行壓力的三倍，保壓30分鐘，然后釋放到正常運(yùn)行壓力，旋進(jìn)金屬管帽，以待下井安裝。井眼鉆制完成后，用專用設(shè)備將帶壓的U型管換熱器安裝入孔，并保證U型管入孔設(shè)計(jì)深度?；靥罹植渴希乐筓型管上浮和防止孔的塌陷，其余局部采用自然沉積回填法將孔填滿并使構(gòu)造嚴(yán)密。待井孔填滿后，對U型地耦管充水觀察流水是否通常，然后加壓檢驗(yàn)，壓力為正常運(yùn)行壓力二倍，保壓30分鐘，對所有U型管逐個(gè)檢驗(yàn)，均可與集路環(huán)路連接。按照PE焊接工藝，將各U型地耦管聚集在循環(huán)集管上。豎直換熱器系統(tǒng)充水做耐壓檢驗(yàn)，壓力為正常運(yùn)行壓力的兩倍，保持30分鐘。聯(lián)接循環(huán)泵，系統(tǒng)充足水，開啟循環(huán)泵全系統(tǒng)閉路循環(huán)。觀察流量，運(yùn)行壓力。集路管管溝與水平管溝要求一樣，根據(jù)地外表功能確立溝的深度，但集路管埋管最淺深度要保證在當(dāng)?shù)貎鐾翆右韵?.5～1m，從末端到始端的坡度為0.3～0.5%。在管溝回填前，應(yīng)將集路管和地耦管引出管固定放置端正，排列均勻，不準(zhǔn)有折曲或拱起現(xiàn)象以防氣堵。去除尖利的巖石和碎雜石，認(rèn)真用砂子回填管道上方5cm的第一回填層。其余局部均為人工分層壓實(shí)，根據(jù)地外表的用途采用不同回填用料，嚴(yán)禁使用機(jī)械回填，以防損壞集路管道。選好鉆孔設(shè)備，做好鉆空前的準(zhǔn)備工作，豆石屑的堆放，水、電的到5.2室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的安裝5.2室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的安裝室內(nèi)機(jī)安裝1〕要點(diǎn)：保證室內(nèi)機(jī)周圍有足夠的安裝和維修空間?！苍斠娂夹g(shù)資料〕2〕安裝要符合室內(nèi)機(jī)包裝盒內(nèi)所附安裝說明書的要求。3〕水平安裝：保證水平度在±1°以內(nèi)，以防止排水盤傾斜使冷凝水流出；4〕吊裝室內(nèi)機(jī)必須使用帶螺紋的吊桿，以便調(diào)整室內(nèi)機(jī)位置；5〕吊裝室內(nèi)機(jī)要使用隨機(jī)附帶的安裝紙板來定位吊裝孔，保證吊桿豎直，以使設(shè)備平穩(wěn)；6〕室內(nèi)機(jī)吊裝后要注意防塵、防雜物，可以用隨機(jī)的包裝塑料袋進(jìn)展保護(hù)。室內(nèi)機(jī)安裝1〕要點(diǎn)：保證室內(nèi)機(jī)周圍有足夠的安裝和維修空間?！沧兞髁靠刂疲翰捎秒妱佣ㄩy實(shí)行水路控制定流量控制：不控制水路，只控制風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)機(jī)起/停.(冷量虛耗大〕風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管電動二通閥電動二通閥風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管變流量系統(tǒng)定流量系統(tǒng)電動二通閥變流量控制：采用電動二通閥實(shí)行水路控制風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤安裝裝飾板要點(diǎn)：裝飾板與天花板之間不能有空隙安裝裝飾板要點(diǎn)：裝飾板與天花板之間不能有空隙進(jìn)、出水管安裝1異程系統(tǒng)，又稱為直接回水配管法，系統(tǒng)由兩根水管組成，一進(jìn)一出，空調(diào)水流經(jīng)每一個(gè)末端所走的路程是不同的；2同程系統(tǒng)，又稱為逆回水配管法，系統(tǒng)由三根水管組成，一進(jìn)兩出，空調(diào)水流經(jīng)每一個(gè)末端所走的路程是一樣的〔最先進(jìn)水，最后回水〕同程系統(tǒng)可以保證流經(jīng)每一個(gè)末端的空調(diào)水流量均勻，防止遠(yuǎn)端水流量缺乏而影響制冷制熱效果。進(jìn)、出水管安裝1異程系統(tǒng)，又稱為直接回水配管法，系統(tǒng)由兩根《地源熱泵全分析》教學(xué)課件補(bǔ)水有兩種方式水泵氣壓罐壓力控制水泵進(jìn)水水泵高位膨脹水箱1、液位信號補(bǔ)水有兩種方式水泵氣壓罐壓力控制水泵進(jìn)水水泵高位膨脹水箱對于外露的接頭要進(jìn)展保護(hù)對于外露的接頭要進(jìn)展保護(hù)從外部可以大致看出接頭熔合是否均勻。PPR管從外部可以大致看出接頭熔合是否均勻。PPR管1、熱熔溫度過高，時(shí)間過長，造成過熔，水管被部分堵塞，管徑大大縮小，導(dǎo)致水流量不足；2、熱熔的溫度或時(shí)間不足，將造成未熔合，導(dǎo)致水管接頭處漏水；1、熱熔溫度過高，時(shí)間過長，造成過熔，水管被部分堵塞，管徑大主機(jī)接收方式〔主機(jī)自帶水泵/不帶泵〕

一：采用同程式接收，管道采用涂塑鋼管

二：變換管徑〔≥2倍〕主機(jī)主機(jī)水泵水泵D32D80D80D32D32D64D64D32主機(jī)主機(jī)D32D80D80D32D32D64D64D32水泵冷凍水D80D80D80D80自帶泵同程式另配泵異程式主機(jī)接收方式〔主機(jī)自帶水泵/不帶泵〕

一：采用同程式接收，管1〕要點(diǎn)：傾斜度至少1/100；●如果做不到1/100坡度，可考慮使用大一號配管，利用管徑做坡度；●排水管就近排放，盡可能短；●空調(diào)排水管必須與其他水管分開安裝，以防止其他水管堵塞時(shí)水倒流入室內(nèi)機(jī)；特別是與污水管分開安裝，以防止異味進(jìn)入室內(nèi)。●PVC管：應(yīng)采用給水管，不能用線管。排水管工程1〕要點(diǎn)：傾斜度至少1/100；排水管工程排水管工程2〕PVC水平管支撐間隔為0.8~1.0m，以防彎曲；3〕水平合流必須從總管上部45~90°流入，以防止回流；排水管工程2〕PVC水平管支撐間隔為0.8~1.0m，以防彎保溫工程1〕要點(diǎn)：保溫材料的接口不應(yīng)有間隙；2〕配管的保溫●原因：制冷時(shí)氣管溫度很低，會損失冷量并引起結(jié)露、滴水；制熱時(shí)氣管溫度較高，會引起燙傷；●保溫材料采用發(fā)泡聚乙烯，耐熱大于120℃〔液管可用70℃以上〕；保溫工程1〕要點(diǎn)：保溫材料的接口不應(yīng)有間隙；5.3主機(jī)的安裝5.3主機(jī)的安裝5.4控制系統(tǒng)的安裝5.4控制系統(tǒng)的安裝5.5調(diào)試1．設(shè)備單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)及調(diào)試〔1〕空調(diào)機(jī)組室內(nèi)外機(jī)中的風(fēng)機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)檢查各項(xiàng)平安措施；盤動葉輪，應(yīng)無卡阻和碰擦現(xiàn)象；葉輪旋轉(zhuǎn)方向必須正確；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無異常震動與聲響；電動機(jī)的電流和功率不應(yīng)超過額定值?！?〕空調(diào)機(jī)組室內(nèi)外機(jī)運(yùn)行，產(chǎn)生的噪聲不應(yīng)超過國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品說明書的規(guī)定值?！?〕空調(diào)末端設(shè)備的溫控轉(zhuǎn)速開關(guān)有動作應(yīng)正確，并與空調(diào)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)一一對應(yīng)。2．空調(diào)工程系統(tǒng)聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)及調(diào)試〔1〕系統(tǒng)聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)在空調(diào)機(jī)組單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)并在風(fēng)管系統(tǒng)漏風(fēng)量測定合格后，冷〔熱〕水系統(tǒng)管道和制冷劑配管系統(tǒng)管道無泄漏檢測合格后進(jìn)展?！?〕系統(tǒng)聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，第一次合上空調(diào)系統(tǒng)總電源開關(guān)，向室外機(jī)通電，必須滿足設(shè)備要求的預(yù)熱時(shí)間后，才能啟動室外機(jī)?！?〕系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行應(yīng)到達(dá)正常、平穩(wěn)；水泵的壓力和水泵電機(jī)的電流量不應(yīng)出現(xiàn)大幅波動。系統(tǒng)平衡高速后，空調(diào)機(jī)組水流量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求?！?〕空調(diào)系統(tǒng)與風(fēng)口的風(fēng)量測定與調(diào)整，實(shí)測值與設(shè)計(jì)風(fēng)量的偏差不應(yīng)大于10%?！?〕制冷系統(tǒng)運(yùn)行壓力、溫度、流量等各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定?！?〕舒適性空調(diào)的室內(nèi)溫度、風(fēng)速與噪聲，應(yīng)符合設(shè)計(jì)的要求。〔7〕空調(diào)工程的控制與監(jiān)測設(shè)備、應(yīng)能與系統(tǒng)的檢測元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)正常溝通，系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)應(yīng)能正確顯示，設(shè)備連鎖、自動調(diào)節(jié)、自動保護(hù)應(yīng)能正確動作。5.5調(diào)試1．設(shè)備單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)及調(diào)試《地源熱泵全分析》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！《地源熱泵全分析》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用一、上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問題:1.1風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)1.2VRV空調(diào)系統(tǒng)1.3風(fēng)冷管道式冷熱風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一、上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問題:1.1風(fēng)冷1.1風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺室外機(jī)(風(fēng)冷冷熱水熱泵機(jī)組)、假設(shè)干臺室內(nèi)機(jī)(風(fēng)機(jī)盤管)、水管、冷凝水管及膨脹水箱、循環(huán)水泵等組成。系統(tǒng)構(gòu)造緊湊、安裝方便、占室內(nèi)建筑空間較少,易與建筑裝修融為一體。各房間溫度可獨(dú)立控制,運(yùn)行節(jié)能。缺點(diǎn)是無新風(fēng)供給,集水盤內(nèi)容易集塵滋生細(xì)菌,存在漏水可能。1.1風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺室1.2VRV及多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺變頻變制冷劑流量的室外機(jī)、假設(shè)干臺室內(nèi)機(jī)、冷媒管、冷凝水管等組成。與1.1節(jié)〔風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)〕系統(tǒng)不同的是室內(nèi)外機(jī)之間用紫銅冷媒管連接,不需要膨脹水箱、循環(huán)水泵。這種系統(tǒng)能對各空調(diào)房間實(shí)現(xiàn)較準(zhǔn)確的溫控,使用方便,運(yùn)行節(jié)能。但無新風(fēng)供給,安裝要求高,如發(fā)生冷媒泄漏,很難找出漏點(diǎn),不易維修。1.2VRV及多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺變頻變制冷劑1.3

風(fēng)冷管道式冷熱風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)該系統(tǒng)由室外主機(jī)、室內(nèi)管道機(jī)、冷媒管、送風(fēng)管道和風(fēng)閥、風(fēng)口等組成。與1.2節(jié)系統(tǒng)相仿,也屬冷媒直接蒸發(fā)式,只是將1.2節(jié)〔VRV空調(diào)〕系統(tǒng)的多個(gè)室內(nèi)機(jī)改為一個(gè)室內(nèi)管道機(jī),向各室內(nèi)提供冷熱風(fēng)。管道機(jī)可進(jìn)新風(fēng),使室內(nèi)空氣清新,無漏水之憂,相對價(jià)格低。但各房間不易獨(dú)立控制,房間送風(fēng)量調(diào)節(jié)困難,集中回風(fēng)影響各房間的私密性,風(fēng)管布置要占建筑空間。1.3風(fēng)冷管道式冷熱風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)該系統(tǒng)由室外主機(jī)、室內(nèi)管目前常用空調(diào)系統(tǒng)存在的問題上述3種空調(diào)系統(tǒng)均為空氣源熱泵系統(tǒng)，室外機(jī)組均要求暴露于大氣中，所以對建筑立面有影響,破壞了建筑的整體美觀；系統(tǒng)夏季制冷運(yùn)行,將大量的熱量排放至室外大氣，會造成周圍環(huán)境空氣溫度的升高,加劇城市的溫室熱島效應(yīng)；冬季低溫下制熱運(yùn)行效率低;冬季當(dāng)室外溫度低于零度時(shí),還需要運(yùn)行制冷循環(huán)來除霜，增加了能量損失，制熱效果會大大降低。目前常用空調(diào)系統(tǒng)存在的問題二、地源熱泵中央空調(diào):

地源熱泵中央空調(diào)分為水源熱泵和土壤(地)源熱泵兩類形式

2.1水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)2.1.1水源熱泵概念2.1.2水源熱泵原理2.1.3水源熱泵的分類2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)系統(tǒng)2.2.1土壤熱交換器地源空調(diào)概念2.2.2土壤熱交換器地源空調(diào)分類2.2.3工作原理2.2.4機(jī)組運(yùn)行過程2.2.5土壤熱交換器埋管形式2.3地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢2.4地源熱泵系統(tǒng)限制因素二、地源熱泵中央空調(diào):

地源熱泵中央空調(diào)分為水源熱泵和土壤(2.1.1、水源熱泵概念

水源熱泵技術(shù)是一種利用地球外表或淺層水源〔如地下水、河流、湖泊或海水〕，或者是人工再生水源〔生活污水、工業(yè)廢水、地?zé)嵛菜取车牡蜏氐臀粺崮苜Y源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移，既可供熱又可制冷的高效、環(huán)保、節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。2.1.1、水源熱泵概念

水源熱泵技術(shù)是一種利用地球外表2.1.2、水源熱泵原理地球外表淺層水源〔一般在1000米以內(nèi)〕，像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰浚貧ひ蚕蚓?地表水的傳熱,使水源的溫度提高,而且水溫一般都較穩(wěn)定。水源熱泵技術(shù)就是：在夏季將建筑物中的熱量“取〞出來，釋放到水體中去；而冬季，那么是通過水源熱泵機(jī)組，從水源中“提取〞熱能，送到建筑物中采暖。由于夏季水源溫度較室外空氣溫度低，冬季要高,所以制冷/熱的效率遠(yuǎn)高于空氣源熱泵.通常水源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。2.1.2、水源熱泵原理地球外表淺層水源〔一般在1000米2.1.3、水源熱泵的分類井水源熱泵〔GWHP〕井水源熱泵系統(tǒng)，也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過建造抽水井群將地下水抽出，通過二次換熱或直接送至水源熱泵機(jī)組，經(jīng)提取熱量或釋放熱量后，再由回灌井群灌回地下。地表水源熱泵〔SWHP〕地表水熱泵系統(tǒng)。通過直接抽取或者間接換熱的方式，利用包括江水、河水、湖水、水庫水以及海水作為熱泵的冷熱源。2.1.3、水源熱泵的分類井水源熱泵〔GWHP〕2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)系統(tǒng)2.2.1土壤(地)源空調(diào)概念

土壤(地)源空調(diào)系統(tǒng)是把熱交換器埋于地下，通過水在由高強(qiáng)度塑料管組成的封閉環(huán)路中循環(huán)流動，從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)展冷熱交換的目的。夏季通過機(jī)組將房間內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下，對房間進(jìn)展降溫。同時(shí)儲存熱量，以備冬用。冬季通過熱泵將土壤中的熱量轉(zhuǎn)移到房間，對房間進(jìn)展供暖，同時(shí)儲存冷量，以備夏用，大地土壤提供了一個(gè)很好的免費(fèi)能量存貯源泉，這樣就實(shí)現(xiàn)了能量的季節(jié)轉(zhuǎn)換。2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)系統(tǒng)2.2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)分類

按土壤熱交換器形式分為垂直埋管地源熱泵系統(tǒng)水平埋管地源熱泵系統(tǒng)2.2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)分類按土壤熱交換器形式分為2.2.3工作原理供暖時(shí)，它吸取地?zé)嵯蛴脩襞欧?，此過程只消耗少量電能，如圖1所示。制冷時(shí)，它吸取用戶室內(nèi)的熱量向地下排放，同樣也消耗少量電能，如圖2所示2.2.3工作原理供暖時(shí)，它吸取地?zé)嵯蛴脩襞欧?，此過程只消2.2.4機(jī)組運(yùn)行過程冬天熱泵中制冷劑正向流動，壓縮機(jī)排出的高溫高壓R22氣體進(jìn)入冷凝器向集水器中的水放出熱量，相變?yōu)楦邷馗邏旱囊后w，再經(jīng)熱力膨脹閥節(jié)流降壓變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w進(jìn)入蒸發(fā)器，從地下循環(huán)液中吸取低溫?zé)岷笙嘧優(yōu)榈蜏氐蛪旱娘柡驼羝筮M(jìn)入壓縮機(jī)吸氣端，由壓縮機(jī)壓縮排出高溫高壓氣體完成一個(gè)循環(huán)。如此循環(huán)往復(fù)將地下低溫?zé)崮堋鞍徇\(yùn)〞到集水器，從而不斷的向用戶提供45℃-50℃的熱水。如圖3所示。夏天熱泵中制冷劑逆向流動，與用戶換熱的冷凝器變?yōu)檎舭l(fā)器從集水器中的低溫水〔7-12℃〕提取熱能，與地下循環(huán)液換熱的蒸發(fā)器變?yōu)槔淠飨虻叵卵h(huán)液排放熱量，循環(huán)液中熱量再向地下低溫區(qū)排放，如此循環(huán)往復(fù)連續(xù)地向用戶提供7-12℃的冷水。2.2.4機(jī)組運(yùn)行過程冬天熱泵中制冷劑正向流動，壓縮機(jī)排出2.2.5土壤熱交換器埋管形式地下埋管換熱器主要有兩種形式，即水平埋管和垂直埋管。選擇哪種形式取決于現(xiàn)場可用地外表積、當(dāng)?shù)貛r土類型以及鉆孔費(fèi)用。盡管水平埋管通常是淺層埋管，可采用人工開挖，初投資比垂直埋管小些，但它的換熱性能比豎埋管小很多，并且往往受可利用土地面積的限制，所以在實(shí)際工程應(yīng)用中，一般都采用垂直埋管?！惨妶D4〕2.2.5土壤熱交換器埋管形式地下埋管換熱器主要有兩種形式可再生能源：利用淺層地?zé)崮茏鳛槔錈嵩矗瑢?shí)現(xiàn)冷熱聯(lián)供節(jié)能：（高溫/嚴(yán)寒季節(jié)）性能系數(shù)高，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用30～50％；環(huán)保：取消鍋爐，減少熱污染；一機(jī)多用：一套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三種用途，制冷,供熱及衛(wèi)生熱水.節(jié)省建筑空間性能穩(wěn)定：溫度波動小，不受環(huán)境影響美觀：無室外機(jī)，不影響建筑外觀2.3地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢可再生能源：利用淺層地?zé)崮茏鳛槔錈嵩?，?shí)現(xiàn)冷熱聯(lián)供2.3地2.4地源熱泵系統(tǒng)限制因素初投資較高〔打井、鉆孔、埋管等〕需要有一定的空間埋設(shè)埋管系統(tǒng)施工要求較高，需要專業(yè)施工隊(duì)伍和設(shè)備注意冷熱負(fù)荷平衡的問題2.4地源熱泵系統(tǒng)限制因素初投資較高〔打井、鉆孔、埋管等〕三、上海地區(qū)別墅建筑采用地源熱泵系統(tǒng)的可行性分析上海地區(qū)屬于夏熱冬冷地區(qū),近幾年最熱月平均氣溫已達(dá)30.2℃、最冷月平均氣溫為4.2℃,最冷月與最熱月平均相對濕度分別為75%,83%,高于35℃的炎熱天氣長達(dá)半個(gè)月至一個(gè)月,日平均溫度低于5℃的天數(shù)長達(dá)兩個(gè)月以上,因此每年傳給土壤的冷熱量根本一樣,其氣候條件適合推廣地源熱泵。地源熱泵地下埋管換熱器處于地殼的淺層地表土壤中,土壤的類型、熱特性、熱傳導(dǎo)性、密度、濕度等對地源熱泵系統(tǒng)的性能影響較大。據(jù)地質(zhì)鉆探知上海地區(qū)的淺層土是以黏土、亞黏土及粉砂為主的軟土,屬于第四紀(jì)沉積層,且土壤潮濕,地下水位高,是埋管系統(tǒng)較適宜的土壤類型。別墅建筑一般都帶有花園,具備供地源熱泵系統(tǒng)布管的土壤面積,因此在上海地區(qū)別墅建筑中采用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是完全可行的。三、上海地區(qū)別墅建筑采用地源熱泵系統(tǒng)的可行性分析上海地區(qū)屬四、上海地區(qū)別墅建筑地源熱泵系統(tǒng)實(shí)例以上海大華西郊別墅三層〔2/-1〕別墅住宅為例進(jìn)展介紹。該別墅建筑面積為550m2,總空調(diào)面積為530m2。別墅周圍僅有一面積約為120m2的L型空地可供地源熱泵系統(tǒng)布管。地源熱泵系統(tǒng):帶熱回收,制冷,制熱,衛(wèi)生熱水三位一體.冬季采用地板輻射采暖.別墅建筑地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)主要分四個(gè)方面，即負(fù)荷計(jì)算及設(shè)備選型、土壤換熱器系統(tǒng)方案、末端設(shè)備、自動化控制。四、上海地區(qū)別墅建筑地源熱泵系統(tǒng)實(shí)例以上海大華西郊別墅三層〔4.1負(fù)荷計(jì)算及設(shè)備選型4.1.1設(shè)計(jì)參考資料4.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型4.1.2.1空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算4.1.2.2主機(jī)選型4.1.3生活熱水熱負(fù)荷計(jì)算4.1.4冬季最大熱負(fù)荷及校核4.1.5系統(tǒng)工作原理4.1負(fù)荷計(jì)算及設(shè)備選型4.1.1設(shè)計(jì)參考資料4.1.1設(shè)計(jì)參考資料1〕節(jié)能、舒適原那么2〕建筑、裝修圖紙及對空調(diào)系統(tǒng)的要求3〕?空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊?〔第二版〕4〕?采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊?5〕?地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(GB50366-2005)6〕?建筑設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)?〔GBJ16-2001〕7〕室外空氣計(jì)算參數(shù)夏季室外干求溫度tw=34.00C濕球溫度ts=28.20C冬季室外干求溫度tw=-40C相對濕度φ≤75%8〕室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)〔見表〕9〕地源熱泵GLD計(jì)算軟件10〕土壤換熱物性參數(shù)〔由于本工程地址條件明確，本次土壤熱泵空調(diào)方案是在地下土壤為巖、土的根底上設(shè)計(jì)〕房間名稱溫度0C相對濕度%噪音dB(A)夏季冬季夏季冬季臥室2520≤65≤35%≤45家庭室2520≤65≤35%≤45客廳2520≤65≤35%≤45樓梯廳2618≤65≤35%≤454.1.1設(shè)計(jì)參考資料1〕節(jié)能、舒適原那么房間名稱溫度0C相4.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.1空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算因?yàn)樯虾５貐^(qū)冷負(fù)荷大于熱負(fù)荷，機(jī)組選型以冷指標(biāo)計(jì)算。根據(jù)裝修戶型圖，P型別墅空調(diào)面積為550M2。因?yàn)閯e墅對空調(diào)使用的特殊性，滿負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間比較短，根據(jù)別墅圖紙及各房間的使用性質(zhì)，別墅總制冷量74KW，同時(shí)使用率80%。別墅部分房間冷負(fù)荷計(jì)算及匯總表序號層數(shù)用途空調(diào)面積(m2)冷指標(biāo)(W/m2)合計(jì)冷負(fù)荷(W/m2)1地下室保姆房922820522

工作室372248288………………

合計(jì)230

740004.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.1空調(diào)冷負(fù)4.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.2主機(jī)選型結(jié)合克萊蒙特的機(jī)組進(jìn)展各戶型的機(jī)組選型如下：戶型機(jī)組型號機(jī)組型號輸出冷量/輸入功率KW輸出熱量/輸入功率KW熱最大回收量KW最大輸入功率KW數(shù)量HRHNDHW-009128/6.728.4/8.329.410.71HRHNDHW-007124.4/8.324.4/6.724.59.714.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.2主機(jī)選型結(jié)4.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.2設(shè)備布置及風(fēng)管設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法與風(fēng)冷系統(tǒng)一樣,主要內(nèi)容是合理設(shè)計(jì)室內(nèi)機(jī)組位置,使水管接入方便,還要保證氣流送/回風(fēng)合理,減少室內(nèi)各處溫差.確定送回風(fēng)管路的走向,確定截面形狀、尺寸及材料,確定送回風(fēng)口形式、位置、個(gè)數(shù)、尺寸,進(jìn)展風(fēng)管的阻力計(jì)算,校核機(jī)組所需的機(jī)外余壓。4.1.2空調(diào)冷熱負(fù)荷及主機(jī)選型

4.1.2.2設(shè)備布置及4.1.3生活熱水熱負(fù)荷計(jì)算根據(jù)裝修提供的圖紙，根據(jù)?全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施給水排水2003年?，查衛(wèi)生器的小時(shí)熱水用水定額及水溫，得盥洗槽水嘴30L/h，水溫30℃；淋浴器150L/h，水溫40℃。熱水設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量計(jì)算公式Qh=∑qh〔t2-t1〕np.b.c.p/3600式中：Qh——設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量〔W〕；b——衛(wèi)生器具同時(shí)使用率。np——衛(wèi)生器具數(shù)量qh——衛(wèi)生器熱水用水定額L/hC——水的比熱，C=4187〔J/kg.℃〕;t2——熱水溫度〔℃〕，按衛(wèi)生器的小時(shí)熱水水溫；tl——冷水溫度〔℃〕，上海地區(qū)可選為5℃；ρ——熱水密度〔kg/L〕。按照盥洗槽水嘴同時(shí)使用率為30%；淋浴器每戶按同時(shí)使用3只，計(jì)算設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量21KW。容積式小時(shí)耗熱量設(shè)計(jì)〔蓄水罐〕考慮到別墅間隙性熱水供給特點(diǎn)以及最經(jīng)濟(jì)熱水加熱設(shè)備投資，本方按設(shè)計(jì)一個(gè)500L的儲熱水罐來減小設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量，即當(dāng)采用儲熱容積與其相當(dāng)?shù)臒崴畽C(jī)組提供熱水，其小時(shí)耗熱量應(yīng)按下式計(jì)算：式中：Qg——儲熱水罐的設(shè)計(jì)小時(shí)供熱量〔W〕Qh——設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量〔W〕η——有效貯熱容積系數(shù)；容積式水加熱器η=0.75,導(dǎo)流型容積式水加熱器η=0.85；〔這里取0.75〕Vr——總貯熱容積〔L〕，現(xiàn)熱水罐T——設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量持續(xù)時(shí)間〔h〕,T=2～4h;現(xiàn)取3Tr——熱水溫度〔℃〕，按設(shè)計(jì)水加熱器出水溫度50℃計(jì)算；Tl——冷水溫度〔℃〕，上?？蛇x為5℃；ρ——熱水密度〔kg/L〕。

4.1.3生活熱水熱負(fù)荷計(jì)算根據(jù)裝修提供的圖紙，根據(jù)?全國民4.1.4冬季最大熱負(fù)荷及校核空調(diào)熱負(fù)荷與生活熱水熱負(fù)荷之和；不考慮空調(diào)的同時(shí)使用系數(shù)戶型地暖熱負(fù)荷KW生活熱水耗熱量KW總熱負(fù)荷KW機(jī)組額定制熱量KW

P28(估算)

2149

53.9

4.1.4冬季最大熱負(fù)荷及校核空調(diào)熱負(fù)荷與生活熱水熱負(fù)荷之和4.1.5系統(tǒng)工作原理制冷時(shí)，當(dāng)空調(diào)冷負(fù)荷小于機(jī)組的單臺制冷量時(shí)，只需要啟動一臺機(jī)組，到達(dá)使用中最合理最節(jié)能〔節(jié)能主要表達(dá)在建筑本身節(jié)能、空調(diào)機(jī)組節(jié)能以及使用節(jié)能〕。根據(jù)負(fù)荷大小逐時(shí)啟動二臺機(jī)組。制熱時(shí)，而且同時(shí)還制取生活熱水，當(dāng)熱負(fù)荷小于單臺制熱量時(shí)，只需要啟動一臺機(jī)組，根據(jù)負(fù)荷大小逐時(shí)啟動二臺機(jī)組。生活熱水提取，機(jī)組采用熱回收機(jī)組，即制冷制熱及生活熱水一體化。制冷季，免費(fèi)提供生活熱水；過度季節(jié)，用機(jī)組制熱提供生活熱水，機(jī)組的能效比為5.27，而電加熱熱水器的能效比小于1，相對來說用機(jī)組制熱比電加熱更加節(jié)能；制熱季，利用熱負(fù)荷比冷負(fù)荷小，而機(jī)組選配時(shí)參照冷負(fù)荷，用多余機(jī)組來制生活熱水。4.1.5系統(tǒng)工作原理制冷時(shí)，當(dāng)空調(diào)冷負(fù)荷小于機(jī)組的單臺制冷4.2室外換熱系統(tǒng)方案4.2.1土壤溫度的狀況分析及變化規(guī)律4.2.2土壤源垂直埋管地源熱泵介紹4.2.3垂直埋管系統(tǒng)鉆孔布置位置4.2.4換熱器計(jì)算軟件

4.2.5地耦換熱器計(jì)算4.2室外換熱系統(tǒng)方案4.2.1土壤溫度的狀況分析及變化規(guī)律

4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.1土壤溫度的狀況分析及變化規(guī)律

原始土壤的溫度狀況分析。土壤環(huán)境溫度狀況是指土體溫度隨時(shí)間與空間的變化，它是土壤熱量平衡和土壤熱狀況的反映。原狀土的溫度可由計(jì)算得到也可以測出。地下約5m以下土壤溫度根本不受地面溫度波動的影響，而保持一個(gè)定值。已有的研究說明，地下約10m深度的土壤溫度比之全年的平均溫度在多數(shù)情況下要高出1~2℃，并且無季節(jié)性波動。其偏離平均溫度的值在地下0.3m處僅1.5℃。土壤溫度的變化規(guī)律。受地面溫度波動的影響，土壤溫度有兩種周期變化：〔1〕土壤溫度的變化；〔2〕土溫的年變化。土溫的年變化是指一年中各個(gè)月份中溫度的變化。在到達(dá)相當(dāng)深度后，土溫便終年不變。這種溫度終年不變的土層，在高緯度地區(qū)出現(xiàn)在20m，中緯度地區(qū)在15~20m。]

4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.1土壤溫度的狀況分析及變化4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.2土壤源垂直埋管地源熱泵介紹土壤源垂直埋管地下?lián)Q熱器采用兩管制垂直埋管式換熱系統(tǒng)，即在地下室下面、周邊綠化地帶、道路等可利用場所打地耦管孔，每個(gè)孔內(nèi)埋設(shè)一對U型地耦管，所有的地耦管通過集水器聚集，聚集的冷/熱水由循環(huán)泵送到室內(nèi)的地源熱泵機(jī)組，經(jīng)能量交換后，回到地源側(cè)分水器分流回地下管路；冬季從地下土壤取熱實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供暖，如此反復(fù)循環(huán)，利用的是天然可再生能源，系統(tǒng)穩(wěn)定，不消耗地下水，不會對地下水產(chǎn)生污染4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.2土壤源垂直埋管地源熱泵介紹4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.3垂直埋管系統(tǒng)鉆孔布置位置單獨(dú)一套地埋管系統(tǒng)，孔深50-80米，孔間距3000mm*3000mm，聚集管穿地下室側(cè)墻進(jìn)入機(jī)房。4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.3垂直埋管系統(tǒng)鉆孔布置位置單4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.4換熱器計(jì)算軟件

結(jié)合地源熱泵設(shè)計(jì)施工經(jīng)歷土壤換熱器形式設(shè)定如下：土壤耦合器采用單井單U形埋管，鉆孔直徑為￠110；考慮井之間相互熱干擾，埋管間距為3m*3m；水平管連接方式為同程連接；鉆孔深度，結(jié)合工程地質(zhì)情況初定50-80m，可根據(jù)實(shí)際鉆孔情況調(diào)整；4.2室外換熱系統(tǒng)方案

4.2.4換熱器計(jì)算軟件結(jié)合地源熱4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.1換熱量的計(jì)算

冬夏季地下?lián)Q熱量分別是指夏季向土壤排放的熱量和冬季從土壤吸收的熱量?？梢愿鶕?jù)以下公式計(jì)算〔制冷時(shí)的COP=4.0，制熱時(shí)COP=5.0〕：Q1’、=Q1x〔1+1/COP1〕Q2’、=Q2x〔1-1/COP2〕其中：Q1’：夏季向土壤排放的熱量，KWQ1’：夏季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷，KWQ2’：冬季向土壤吸取的熱量，KWQ2：冬季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷，KWCOP1：設(shè)計(jì)工況下水源熱泵機(jī)組的制冷系數(shù)COP2：設(shè)計(jì)工況下水源熱泵機(jī)組的供熱系數(shù)4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.1換熱量的計(jì)算冬夏季4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.2計(jì)算埋管管長

根據(jù)我們已掌握的實(shí)際工程中經(jīng)歷，可以利用管材“換熱能力〞來校核管長。換熱能力即單位垂直埋管深度或單位管長的換熱量，一般垂直埋管換熱為30～45W/m(井深)，本工程設(shè)計(jì)取換熱能力的下限值，即32W/m〔井深〕，具體計(jì)算公式如下：L=Q1’×1000÷32其中——豎井總深度，m ——夏季向土壤排放的熱量，kW分母“32〞是夏季每m井深散熱量，W/m確定豎井?dāng)?shù)目及間距根據(jù)甲方提供的地質(zhì)資料，選擇該地區(qū)豎井打80米較為合理。根據(jù)下式計(jì)算豎井?dāng)?shù)目:N=L/〔2*H〕其中N——豎井總數(shù)，個(gè)L——豎井總深度，mH——豎井深度，m4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.2計(jì)算埋管管長根據(jù)我4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.3土壤耦合器材料選擇

考慮到土壤換熱器是地源熱泵系統(tǒng)深埋于地下的關(guān)鍵換熱設(shè)備,其性能對系統(tǒng)性能和壽命影響明顯，本方案設(shè)計(jì)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、熱膨脹性好的高密度聚乙烯〔HDPE100〕管作為埋管材料。在實(shí)際工程中確定管徑應(yīng)兼顧兩方面：〔1〕管道流速要小:以便減小管道阻力,使循環(huán)水泵耗功率最小；〔2〕管道內(nèi)水流速要大:使管道內(nèi)水保持紊流〔流體的雷諾數(shù)Re到達(dá)3，000以上〕以保證流體與管道內(nèi)壁之間的傳熱。顯然，上述兩個(gè)要求相互矛盾，需要綜合考慮。垂直U型管常用管徑有De25mm、De32mm、De40mm，本工程垂直埋管選用管De32x2.9mm。管內(nèi)流速：單U控制在0.6-1.0m/s；4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.3土壤耦合器材料選擇4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.4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Rh確定如下:W=k1WmaxPh=k2(hf+hd+hm)式中Wmax為設(shè)計(jì)最大流量;k1,k2為附加因數(shù),當(dāng)水泵單臺工作時(shí)取1.1;hf,hd為水系統(tǒng)總的沿程阻力、總的局部阻力,hm為設(shè)備壓力損失。本設(shè)計(jì)中的水環(huán)路是由地下?lián)Q熱器與室內(nèi)水源熱泵水系統(tǒng)組成的,經(jīng)計(jì)算,室內(nèi)側(cè)最不利環(huán)路的沿程阻力、局部阻力分別為7526.9Pa,4488.0Pa,設(shè)備壓力損失為40.7kPa。所以水泵所需流量W為4.87m3/h,水泵所需揚(yáng)程Ph為12.09m。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,選用了1臺型號為KQL40/1000.55/2的單級立式離心泵,流量為6.3m3/h,揚(yáng)程為12.5m,轉(zhuǎn)速為2960r/min,電機(jī)功率為0.55kW。4.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.4地下?lián)Q熱器環(huán)路水泵選4.3末端設(shè)備采用低噪聲風(fēng)機(jī)盤管立式安裝〔地下室〕臥室安裝〔1，2層〕全熱回收新風(fēng)機(jī)4.3末端設(shè)備采用低噪聲風(fēng)機(jī)盤管4.3末端設(shè)備制熱時(shí)可以采用舒適型的地板輻射，地源熱泵系統(tǒng)可以與地板輻射采暖結(jié)合，冬季采暖更舒適，地板采暖提供腳暖頭涼的最正確感覺；并且比采用傳統(tǒng)熱水鍋爐為熱源的地板輻射采暖節(jié)能70%。水泵采用格蘭富水泵，無論是技術(shù)方面，還是運(yùn)行功率方面都優(yōu)于同類型號水泵。4.3末端設(shè)備制熱時(shí)可以采用舒適型的地板輻射，地源熱泵系統(tǒng)可4.4空調(diào)控制系統(tǒng)介紹4.4.1地溫中央空調(diào)系統(tǒng)組成4.4.2控制的含義和分類4.4.3空調(diào)系統(tǒng)的控制對象，內(nèi)容，形式，原理4.4.4空調(diào)控制系統(tǒng)的常用設(shè)計(jì)方案組成4.4空調(diào)控制系統(tǒng)介紹4.4.1地溫中央空調(diào)系統(tǒng)組成4.4.1地溫中央空調(diào)系統(tǒng)組成+空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)+末端風(fēng)盤新風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)+內(nèi)外管網(wǎng)系統(tǒng)+輔助系統(tǒng)4.4.1地溫中央空調(diào)系統(tǒng)組成+空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)4.4.2控制的含義和分類1.控制含義：為了實(shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)，按特性,功能而對某對象使以調(diào)節(jié)作用；2.分類：機(jī)械部件控制，電氣部件控制，根本功能控制+附加功能控制+系統(tǒng)功能控制4.4.2控制的含義和分類1.控制含義：4.4.3空調(diào)系統(tǒng)的控制對象，內(nèi)容，形式，原理A.控制對象：

風(fēng)機(jī)，水泵，機(jī)組，電動閥門，電磁閥等。4.4.3空調(diào)系統(tǒng)的控制對象，內(nèi)容，形式，原理A.控制對象：B.目標(biāo)控制內(nèi)容：1.啟停控制：正常啟停，故障啟停，手動操作，自動運(yùn)行，時(shí)序定時(shí)控制，紅外遙控，兩地控制，異地遠(yuǎn)程控制，集中監(jiān)控，2.溫度控制：室溫控制，系統(tǒng)水溫控制，空調(diào)主機(jī)蒸發(fā)溫度等控制，生活熱水溫度控制，板換溫度控制；溫差控制，3.濕度控制：4.風(fēng)速風(fēng)量控制：5.流量控制：系統(tǒng)水流量控制，主機(jī)流量控制，定流量變流量控制，6.冷熱負(fù)荷控制：7.壓力控制：系統(tǒng)定壓力控制，井水定壓力控制；差壓控制，8.水位控制：水箱水位，排污池水位，9.水路控制：通斷，切換。B.目標(biāo)控制內(nèi)容：1.啟?？刂疲赫⑼?，故障啟停，手動操作C.特性控制內(nèi)容：連鎖控制，順序控制，保護(hù)控制，均衡控制，間歇控制，時(shí)序控制，異地控制，C.特性控制內(nèi)容：連鎖控制，順序控制，保護(hù)控制，均衡控制，間D.控制方式：繼電器邏輯控制，儀表控制，單片機(jī)控制，PLC〔可編程邏輯控制器〕控制，DDC〔直接數(shù)字控制器〕控制，分散控制，機(jī)械控制，D.控制方式：繼電器邏輯控制，4.4.4地溫中央空調(diào)控制系統(tǒng)的常用設(shè)計(jì)方案組成1.風(fēng)盤控制：調(diào)速開關(guān)，溫控開關(guān)，帶閥門控制的溫控開關(guān)，風(fēng)盤智能操作器，分散控制,2.系統(tǒng)定壓控制：屋頂膨脹水箱定壓，地面膨脹水罐定壓，3.系統(tǒng)均壓水力平衡控制：閥門手動控制，數(shù)字平衡閥控制，自調(diào)節(jié)平衡閥控制5.循環(huán)泵控制：降壓啟動控制，循環(huán)交替控制，變流量自動切換控制，6.自動熱水控制：空調(diào)季節(jié)局部熱回收，非空調(diào)季節(jié)全熱回收單制熱水7.熱水供水泵控制：間歇控制,變頻定壓控制,4.4.4地溫中央空調(diào)控制系統(tǒng)的常用設(shè)計(jì)方案組成1.風(fēng)盤控制五、地源熱泵的施工5.1熱交換器的安裝5.2室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的安裝5.3主機(jī)的安裝5.4控制系統(tǒng)的安裝5.5調(diào)試五、地源熱泵的施工5.1熱交換器的安裝5.1熱交換器的安裝5.1熱交換器的安裝選好鉆孔設(shè)備，做好鉆空前的準(zhǔn)備工作，豆石屑的堆放，水、電的到位。泥漿的排放、儲存、運(yùn)輸?shù)?。按給定的設(shè)計(jì)圖測量確定各井孔位置。鉆孔深度要大于換熱器設(shè)計(jì)安裝尺寸的5～10%。預(yù)先制作U型地耦管換熱器，換熱器下端安裝沉積環(huán)路管。并固定在按圖制作的導(dǎo)向架內(nèi)。U型管兩端用絞板攻絲旋入金屬管帽，防止異物進(jìn)入井內(nèi)。對U型地耦管換熱器做耐壓測試，壓力為管道設(shè)計(jì)正常運(yùn)行壓力的三倍，保壓30分鐘，然后釋放到正常運(yùn)行壓力，旋進(jìn)金屬