地源熱泵全分析課件

地源熱泵全分析單擊此處添加副標(biāo)題內(nèi)容地源熱泵全分析地源熱泵全分析單擊此處添加副標(biāo)題內(nèi)容地源熱泵空調(diào)一、目前上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問(wèn)題二、地源熱泵中央空調(diào)介紹三、上海地區(qū)別墅建筑采用地源熱泵系統(tǒng)的可行性分析四、上海地區(qū)別墅建筑地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)五、地源熱泵的施工2/21/20212一、上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問(wèn)題:1.1風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤(pán)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)2/21/20213很好地源熱泵全分析單擊此處添加副標(biāo)題內(nèi)容地源熱泵全分析地源熱泵全地源熱泵空調(diào)一、目前上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問(wèn)題二、地源熱泵中央空調(diào)介紹三、上海地區(qū)別墅建筑采用地源熱泵系統(tǒng)的可行性分析四、上海地區(qū)別墅建筑地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)五、地源熱泵的施工10/19/20222地源熱泵空調(diào)一、目前上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問(wèn)一、上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問(wèn)題:1.1風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤(pán)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)10/19/20223一、上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問(wèn)題:1.1風(fēng)冷1.1風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺(tái)室外機(jī)(風(fēng)冷冷熱水熱泵機(jī)組)、若干臺(tái)室內(nèi)機(jī)(風(fēng)機(jī)盤(pán)管)、水管、冷凝水管及膨脹水箱、循環(huán)水泵等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(wú)新風(fēng)供給,集水盤(pán)內(nèi)容易集塵滋生細(xì)菌,存在漏水可能。10/19/202241.1風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺(tái)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(tái)變頻變制冷劑流量的室外機(jī)、若干臺(tái)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(pán)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(duì)各空調(diào)房間實(shí)現(xiàn)較精確的溫控,使用方便,運(yùn)行節(jié)能。但無(wú)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。10/19/202251.2VRV及多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)由1臺(tái)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(wú)漏水之憂(yōu),相對(duì)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。10/19/202261.3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(wèn)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(duì)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(huì)造成周?chē)h(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(lái)除霜，增加了能量損失，制熱效果會(huì)大大降低。10/19/20227目前常用空調(diào)系統(tǒng)存在的問(wèn)題10/15/20227二、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(lèi)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(lèi)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(lèi)2.2.3工作原理2.2.4機(jī)組運(yùn)行過(guò)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(shì)2.4地源熱泵系統(tǒng)限制因素10/19/20228二、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)是一種利用地球表面或淺層水源（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龋┑牡蜏氐臀粺崮苜Y源，采用熱泵原理，通過(guò)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)。10/19/202292.1.1、水源熱泵概念

水源熱泵技術(shù)是一種利用地球表面2.1.2、水源熱泵原理地球表面淺層水源（一般在1000米以?xún)?nèi)），像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太陽(yáng)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(lái)，釋放到水體中去；而冬季，則是通過(guò)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(hù)可以得到4kW以上的熱量或冷量。10/19/2022102.1.2、水源熱泵原理地球表面淺層水源（一般在1000米2.1.3、水源熱泵的分類(lèi)井水源熱泵（GWHP）井水源熱泵系統(tǒng)，也就是通常所說(shuō)的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過(guò)建造抽水井群將地下水抽出，通過(guò)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(guò)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(kù)水以及海水作為熱泵的冷熱源。10/19/2022112.1.3、水源熱泵的分類(lèi)井水源熱泵（GWHP）10/2.2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(guò)水在由高強(qiáng)度塑料管組成的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行冷熱交換的目的。夏季通過(guò)機(jī)組將房間內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下，對(duì)房間進(jìn)行降溫。同時(shí)儲(chǔ)存熱量，以備冬用。冬季通過(guò)熱泵將土壤中的熱量轉(zhuǎn)移到房間，對(duì)房間進(jìn)行供暖，同時(shí)儲(chǔ)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。10/19/2022122.2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(lèi)

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)10/19/2022132.2.2土壤(地)源熱泵空調(diào)分類(lèi)按土壤熱交換器形式分為12.2.3工作原理供暖時(shí)，它吸取地?zé)嵯蛴脩?hù)排放，此過(guò)程只消耗少量電能，如圖1所示。制冷時(shí)，它吸取用戶(hù)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10/19/2022142.2.3工作原理供暖時(shí)，它吸取地?zé)嵯蛴脩?hù)排放，此過(guò)程只消2.2.4機(jī)組運(yùn)行過(guò)程冬天熱泵中制冷劑正向流動(dòng)，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(hù)提供45℃-50℃的熱水。如圖3所示。夏天熱泵中制冷劑逆向流動(dòng)，與用戶(hù)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(hù)提供7-12℃的冷水。10/19/2022152.2.4機(jī)組運(yùn)行過(guò)程冬天熱泵中制冷劑正向流動(dòng)，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(chǎng)可用地表面積、當(dāng)?shù)貛r土類(lèi)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(kāi)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。（見(jiàn)圖4）10/19/2022162.2.5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(dòng)小，不受環(huán)境影響美觀：無(wú)室外機(jī)，不影響建筑外觀2.3地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)10/19/202217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(zhuān)業(yè)施工隊(duì)伍和設(shè)備注意冷熱負(fù)荷平衡的問(wèn)題10/19/2022182.4地源熱泵系統(tǒng)限制因素初投資較高（打井、鉆孔、埋管等）1三、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(duì)濕度分別為75%,83%,高于35℃的酷熱天氣長(zhǎng)達(dá)半個(gè)月至一個(gè)月,日平均溫度低于5℃的天數(shù)長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)月以上,因此每年傳給土壤的冷熱量基本相同,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(lèi)型、熱特性、熱傳導(dǎo)性、密度、濕度等對(duì)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)較合適的土壤類(lèi)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。10/19/202219三、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)行介紹。該別墅建筑面積為550m2,總空調(diào)面積為530m2。別墅周?chē)鷥H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(dòng)化控制。10/19/202220四、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10/19/2022214.1負(fù)荷計(jì)算及設(shè)備選型4.1.1設(shè)計(jì)參考資料10/15/4.1.1設(shè)計(jì)參考資料1）節(jié)能、舒適原則2）建筑、裝修圖紙及對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的要求3）《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第二版）4）《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》5）《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50366-2019)6）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBJ16-2019）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(duì)濕度φ≤75%8）室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)（見(jiàn)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、土的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)）房間名稱(chēng)溫度0C相對(duì)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%≤4510/19/2022224.1.1設(shè)計(jì)參考資料1）節(jié)能、舒適原則房間名稱(chēng)溫度0C相對(duì)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(hù)型圖，P型別墅空調(diào)面積為550M2。因?yàn)閯e墅對(duì)空調(diào)使用的特殊性，滿(mǎn)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(hào)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

7400010/19/2022234.1.2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)行各戶(hù)型的機(jī)組選型如下：戶(hù)型機(jī)組型號(hào)機(jī)組型號(hào)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-007124.4/8.324.4/6.724.59.7110/19/2022244.1.2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)相同,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)行風(fēng)管的阻力計(jì)算,校核機(jī)組所需的機(jī)外余壓。10/19/2022254.1.2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(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施給水排水2019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(hù)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應(yīng)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(chǔ)熱水罐來(lái)減小設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量，即當(dāng)采用儲(chǔ)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(chǔ)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（℃），上海可選為5℃；ρ——熱水密度（kg/L）。

10/19/2022264.1.3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(guó)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(hù)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

10/19/2022274.1.4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(tái)制冷量時(shí)，只需要啟動(dòng)一臺(tái)機(jī)組，達(dá)到使用中最合理最節(jié)能（節(jié)能主要體現(xiàn)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(dòng)二臺(tái)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(tái)制熱量時(shí)，只需要啟動(dòng)一臺(tái)機(jī)組，根據(jù)負(fù)荷大小逐時(shí)啟動(dòng)二臺(tái)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(guò)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(duì)來(lái)說(shuō)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(lái)制生活熱水。10/19/2022284.1.5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(tái)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10/19/2022294.2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(cè)出。地下約5m以下土壤溫度基本不受地面溫度波動(dòng)的影響，而保持一個(gè)定值。已有的研究表明，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(wú)季節(jié)性波動(dòng)。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(dòng)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。在達(dá)到相當(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。]10/19/202230

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(chǎng)所打地耦管孔，每個(gè)孔內(nèi)埋設(shè)一對(duì)U型地耦管，所有的地耦管通過(guò)集水器匯集，匯集的冷/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(huì)對(duì)地下水產(chǎn)生污染10/19/2022314.2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，匯集管穿地下室側(cè)墻進(jìn)入機(jī)房。10/19/2022324.2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)驗(yàn)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；10/19/2022334.2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)10/19/2022344.2.5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(zhǎng)

根據(jù)我們已掌握的實(shí)際工程中經(jīng)驗(yàn)，可以利用管材“換熱能力”來(lái)校核管長(zhǎng)。換熱能力即單位垂直埋管深度或單位管長(zhǎng)的換熱量，一般垂直埋管換熱為30～45W/m(井深)，本項(xiàng)目設(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，m10/19/2022354.2.5地耦換熱器計(jì)算

4.2.5.2計(jì)算埋管管長(zhǎng)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(duì)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(dòng)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達(dá)到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：?jiǎn)蜺控制在0.6-1.0m/s；10/19/2022364.2.5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(tái)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(tái)型號(hào)為KQL40/1000.55/2的單級(jí)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。10/19/2022374.2.5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(pán)管立式安裝（地下室）臥室安裝（1，2層）全熱回收新風(fēng)機(jī)10/19/2022384.3末端設(shè)備采用低噪聲風(fēng)機(jī)盤(pán)管10/15/2022384.3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佳感覺(jué)；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(wú)論是技術(shù)方面，還是運(yùn)行功率方面都優(yōu)于同類(lèi)型號(hào)水泵。10/19/2022394.3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(lèi)4.4.3空調(diào)系統(tǒng)的控制對(duì)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10/19/2022404.4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10/4.4.1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(pán)新風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)+內(nèi)外管網(wǎng)系統(tǒng)+輔助系統(tǒng)10/19/2022414.4.1地溫中央空調(diào)系統(tǒng)組成+空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)10/15/4.4.2控制的含義和分類(lèi)1.控制含義：為了實(shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)，按特性,功能而對(duì)某對(duì)象使以調(diào)節(jié)作用；

2.分類(lèi)：

機(jī)械部件控制，電氣部件控制，基本功能控制+附加功能控制+系統(tǒng)功能控制10/19/2022424.4.2控制的含義和分類(lèi)1.控制含義：10/15/24.4.3空調(diào)系統(tǒng)的控制對(duì)象，內(nèi)容，形式，原理A.控制對(duì)象：

風(fēng)機(jī)，水泵，機(jī)組，電動(dòng)閥門(mén)，電磁閥等。10/19/2022434.4.3空調(diào)系統(tǒng)的控制對(duì)象，內(nèi)容，形式，原理A.控制對(duì)象：B.目標(biāo)控制內(nèi)容：1.啟?？刂疲赫⑼＃收蠁⑼?，手動(dòng)操作，自動(dòng)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。10/19/202244B.目標(biāo)控制內(nèi)容：1.啟?？刂疲赫⑼?，故障啟停，手動(dòng)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，10/19/202245C.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，10/19/202246D.控制方式：繼電器邏輯控制，10/15/2022464.4.4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(pán)控制：調(diào)速開(kāi)關(guān)，溫控開(kāi)關(guān)，帶閥門(mén)控制的溫控開(kāi)關(guān)，風(fēng)盤(pán)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(mén)手動(dòng)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?jiǎn)?dòng)控制，循環(huán)交替控制，變流量自動(dòng)切換控制，6.自動(dòng)熱水控制：空調(diào)季節(jié)部分熱回收，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,

10/19/2022474.4.4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(pán)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10/19/202248五、地源熱泵的施工5.1熱交換器的安裝10/15/20225.1熱交換器的安裝10/19/2022495.1熱交換器的安裝10/15/202249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(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)?。按給定的設(shè)計(jì)圖測(cè)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(duì)U型地耦管換熱器做耐壓測(cè)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(zhuān)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?；靥畈糠质希乐筓型管上浮和防止孔的塌陷，其余部分采用自然沉積回填法將孔填滿(mǎn)并使結(jié)構(gòu)緊密。待井孔填滿(mǎn)后，對(duì)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(duì)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型地耦管匯集在循環(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(kāi)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)地表面功能確立溝的深度，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。清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。其余部分均為人工分層壓實(shí)，根據(jù)地表面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。10/19/202250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10/19/2022515.2室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的安裝10/15/202251室內(nèi)機(jī)安裝1）要點(diǎn)：保證室內(nèi)機(jī)周?chē)凶銐虻陌惭b和維修空間。（詳見(jiàn)技術(shù)資料）2）安裝要符合室內(nèi)機(jī)包裝盒內(nèi)所附安裝說(shuō)明書(shū)的要求。3）水平安裝：保證水平度在±1°以?xún)?nèi)，以防止排水盤(pán)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(lái)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)行保護(hù)。10/19/202252室內(nèi)機(jī)安裝1）要點(diǎn)：保證室內(nèi)機(jī)周?chē)凶銐虻陌惭b和維修空間。（變流量控制：采用電動(dòng)二通閥實(shí)行水路控制定流量控制：不控制水路，只控制風(fēng)機(jī)盤(pán)管的風(fēng)機(jī)起/停.(冷量虛耗大）風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)機(jī)盤(pán)管電動(dòng)二通閥電動(dòng)二通閥風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)機(jī)盤(pán)管變流量系統(tǒng)定流量系統(tǒng)電動(dòng)二通閥10/19/202253變流量控制：采用電動(dòng)二通閥實(shí)行水路控制風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)機(jī)盤(pán)安裝裝飾板要點(diǎn)：裝飾板與天花板之間不能有空隙10/19/202254安裝裝飾板要點(diǎn)：裝飾板與天花板之間不能有空隙10/15/20進(jìn)、出水管安裝1異程系統(tǒng)，又稱(chēng)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(chēng)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)末端所走的路程是相同的（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)端水流量不足而影響制冷制熱效果。10/19/202255進(jìn)、出水管安裝1異程系統(tǒng)，又稱(chēng)為直接回水配管法，系統(tǒng)由兩根10/19/20225610/15/202256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(hào)10/19/202257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10對(duì)于外露的接頭要進(jìn)行保護(hù)10/19/202258對(duì)于外露的接頭要進(jìn)行保護(hù)10/15/202258從外部可以大致看出接頭熔合是否均勻。PPR管10/19/202259從外部可以大致看出接頭熔合是否均勻。PPR管10/15/201、熱熔溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成過(guò)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；10/