論地熱空調(diào)的發(fā)展前景（畢業(yè)論文）

XX工程學院畢業(yè)論文論文題目:論地熱空調(diào)的發(fā)展前景學院名稱：建工學院專業(yè)：建筑設(shè)備及智能化工程班級：設(shè)備031班學號：20347102姓名：周**指導(dǎo)教師：王**定稿日期：06年5月30日XX工程學院畢業(yè)設(shè)計論文任務(wù)書編號0347102學院建工學院專業(yè)建筑設(shè)備及智能化工程班級031班畢業(yè)設(shè)計論文題目論地熱空調(diào)的發(fā)展前景專題題目發(fā)題日期：2006年2月14日設(shè)計（論文）：自2006年3月20日完成期限：至2006年5月30日答辯日期：2006年6月5日學生姓名：周**指導(dǎo)教師：王**教研室主任：學院院長：附：畢業(yè)實習單位名稱：寧波市鄞州***市政設(shè)施工程有限公司畢業(yè)實習時間：2006年2月11日至2006年4月11日畢業(yè)論文任務(wù)與要求：題目要完成的任務(wù)和需要達到的目的：制定詳細的計劃，深入調(diào)查研究和收集資料，閱讀文獻，提出研究方案。進行理論分析，實驗研究和技術(shù)經(jīng)濟的分析，形成結(jié)論，解決問題的建議，質(zhì)量符合專科畢業(yè)論文要求。通過畢業(yè)論文，培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎(chǔ)理論專業(yè)知識和技術(shù)技能，提高分析，解決實際問題的能力和科學研究工作的初步能力，提高學生的綜合實踐能力和素質(zhì)。二、技術(shù)要求和寫作規(guī)范要求：利用文獻資料，正確分析和評述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，研究合理方案，能充分體現(xiàn)研究問題的各方面，論點正確，論據(jù)有說服力，理論分析詳實，公式推導(dǎo)正確清晰，實驗數(shù)據(jù)充分，計算處理方法正確，論文系統(tǒng)性和邏輯性強，文字表達清晰，論文結(jié)論具有實用性，科學性和創(chuàng)見性,反映一定的學術(shù)水平。寫作規(guī)范參見《寧波工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）工作操作指南》。題目的研究方向和參考文獻目錄：1本題目的研究方向：由于建筑物的采暖與空調(diào)能耗，在國民經(jīng)濟總能耗中占有相當大的比例，我國約占20%，工業(yè)發(fā)達國家已達到40%。，這就意味著地熱空調(diào)的研究與發(fā)展，對建筑節(jié)能與環(huán)保的重要性。主要研究方向是常規(guī)空調(diào)不足之處，如何用地熱空調(diào)技術(shù)來解決。2參考文獻目錄：（1）

趙淑敏主編，工業(yè)通風空氣調(diào)節(jié).北京：中國電子出版社（2）

徐偉等譯：地源熱泵工程技術(shù)指南.中國建筑工業(yè)出版社（3）石玉香，尚海亮.水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在南京某廣場的應(yīng)用分析南京交通職業(yè)技術(shù)學院，江蘇國際圖書中心工程建設(shè)指揮部（4）范蕊，馬最良.雙功能地下管群換熱器的管間距分析.哈爾濱工業(yè)大學市政環(huán)境工程學院（5）張宏宇,唐志偉,馬重芳.新型供熱制冷空調(diào)系統(tǒng).北京：北京工業(yè)大學環(huán)境與能源工程學院１０００２２（6）陳建萍基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地源熱泵傳熱模型研究.上海：上海市建筑科學研究院２０００３２（7）中國能源服務(wù)網(wǎng)等四、具體時間安排：（1）2006年4月4日，集中上課講解畢業(yè)論文要求，下達畢業(yè)論文任務(wù)書。（2）2006年4月21號前，上交畢業(yè)論文楷體報告，指導(dǎo)老師對楷體報告提出具體意見，并由教研室審核通過。（3）2006年5月5日前，上交文獻綜述。（4）2006年5月23日前，上交初稿，指導(dǎo)老師提出修改意見。（5）2006年6月2日前，上交論文正式稿，指導(dǎo)老師填寫評語。（6）2006年6月4-5號組織答辯。指導(dǎo)教師（簽字）年月日XX工程學院畢業(yè)設(shè)計論文成績評定表學院建工學院專業(yè)建筑設(shè)備及智能化工程班級031班學生姓名周旭芳學號20347102畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：論地熱空調(diào)的發(fā)展前景指導(dǎo)教師王**職稱助教工作單位寧波工程學院成績指導(dǎo)教師評語：暖通空調(diào)系統(tǒng)是建筑物中的必備系統(tǒng)，從事空調(diào)的研究有重要的社會意義和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。從論文的內(nèi)容看，該同學已經(jīng)深入理解了畢業(yè)論文的內(nèi)容，制定了切實可行的論文提綱，從論文反映的情況，該同學的畢業(yè)論文的設(shè)計深度和廣度達到了畢業(yè)論文的要求。指導(dǎo)教師（簽字）年月日答辯小組評語：答辯小組組長（簽字）年月日學院畢業(yè)論文答辯委員會主任（簽字）年月日XX工程學院畢業(yè)設(shè)計論文答辯記錄表學院建工學院專業(yè)設(shè)備班級031班姓名周**學號答辯日期2006年6月5日答辯小組成員姓名工作單位職稱記錄人畢業(yè)論文題目論地熱空調(diào)的發(fā)展前景回答情況好較好基本正確錯誤自述情況答辯情況問題1名稱：實錄問題2名稱：實錄問題3名稱：實錄其它評委意見答辯成績注：答辯時，答辯教師可以根據(jù)學生回答的情況，進行追蹤式擴大提問。XX工程學院畢業(yè)論文開題報告論文題目：論地熱空調(diào)的發(fā)展前景學院名稱：建工學院專業(yè)：建筑設(shè)備及智能化工程學生姓名：周**學號：******指導(dǎo)教師：王**2006年4月17日畢業(yè)論文開題報告1．本課題的選題依據(jù)和研究意義當今社會，環(huán)境污染和能源危機已成為威脅人類生存的頭等大事。在這種背景下，以環(huán)保和節(jié)能為主要特征的綠色建筑及相應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)在人們的研究中應(yīng)運而生。地熱空調(diào)就是滿足這種要求的一種新型空調(diào)。它利用地熱和部分電能實行封閉循環(huán)進行采暖供熱，整個系統(tǒng)無有害物質(zhì)排放，且運行費用方面同普通空調(diào)相比，也有相當大的優(yōu)勢。由于建筑物的采暖與空調(diào)能耗，在國民經(jīng)濟總能耗中占有相當大的比例，我國約占20%，工業(yè)發(fā)達國家已達到40%。，這就意味著地熱空調(diào)的研究與發(fā)展，對建筑節(jié)能與環(huán)保的重要性。2．本課題的國內(nèi)外研究動態(tài)一、國內(nèi)研究動態(tài)：（1）中國自1999年引進這項技術(shù)，目前在北京、邯鄲等地已經(jīng)應(yīng)用并推廣。在沈陽地熱空調(diào)發(fā)展迅速，已經(jīng)有幾十個地熱空調(diào)系統(tǒng)安裝運轉(zhuǎn)。沈陽大東區(qū)大北街的魅力一百商務(wù)大廈是使用地熱空調(diào)系統(tǒng)首批大廈之一。（2）濟南市長清區(qū)水務(wù)局，自2005年5月份開始使用地熱空調(diào)，2000平方米的辦公樓每天運轉(zhuǎn)10個小時運行費用僅60元。長清區(qū)政府為鼓勵環(huán)保節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)的推廣，要求環(huán)保局對有條件上“地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)”的企事業(yè)單位不再辦理鍋爐增容手續(xù)。建設(shè)局將在新建辦公樓、住宅小區(qū)、學校、醫(yī)院、賓館、娛樂場所等建筑設(shè)計中，優(yōu)先選擇“地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)”產(chǎn)品。

（3）2004年年底，華電青島發(fā)電有限公司的海水源空調(diào)總投資200余萬元建成了海水源空調(diào)系統(tǒng)，這也是“地熱空調(diào)”技術(shù)中的一種,它利用少量電能,從海水中提取熱量和冷量,達到制熱和制冷的目的。海水源空調(diào)技術(shù)節(jié)能、環(huán)保,熱泵壓縮機組運轉(zhuǎn)，只使用普通空調(diào)運轉(zhuǎn)所需電能的一半左右,而且運行時既沒有煙塵和污水排放,也不會產(chǎn)生廢棄物,是一種真正的綠色能源。（4）北京市國土資源和房屋管理局地熱管理處長陳建平詳細介紹了奧林匹克公園地熱情況。運動員村和記者村有40萬平方米面積將使用地熱空調(diào)，地熱水還將用于沐浴和加熱游泳池，以保證游泳池水溫20℃。2003年完成10口井的勘察設(shè)計工作，2006年年底地熱井將全部建成到位。二、國外研究動態(tài)德國聯(lián)邦環(huán)境部大樓的通風系統(tǒng)，于2005初建成投入使用，其良好的設(shè)計在于地下長達5KM的埋管，使室外新鮮空氣先通過地下管道進行熱交換及凈化處理，再進入室內(nèi)，熱交換器的熱效率達到（冬季）約86000KWh/a,夏季約125000KWh/a。畢業(yè)論文開題報告3．本課題擬解決的主要問題本課題擬解決的主要問題是：水源熱泵在低于熱泵機組工作溫度時,可在循環(huán)水中添加防凍劑，解決了空氣源熱泵因結(jié)霜而降低制熱性能系數(shù)和運行可靠性的問題；通過用廉價小溫差板式換熱器保護水源熱泵機組，解決熱泵機組因結(jié)垢而減少使用時間問題；合理利用地理優(yōu)勢，選擇集中空調(diào)形式，降低地熱空調(diào)初投資大這一問題。4．本課題研究步驟、方法和研究措施研究步驟：1、選擇研究課題，確定主攻方向。2、搜集、閱讀和整理資料，通過Internet、圖書館，了解地熱空調(diào)在國內(nèi)外的研究動態(tài)及其工作原理，并將搜集到的資料進行系統(tǒng)羅列。3、擬寫開題報告。4、撰寫論文。5、對論文進行修改與定稿。6、上交指導(dǎo)老師審查。7、做最后修改并打印。研究方法：分析所搜集的資料，通過正確的研究方法，深入認識事物的本質(zhì)，揭示其客觀規(guī)律。將理論與實踐相結(jié)合，向暖通專業(yè)人士提出疑問，透徹主題知識。征求專業(yè)人員意見，提出本課題的深度和廣度是否合理。研究措施：通過實際工程中的應(yīng)用情況，然后介紹其施工工藝及應(yīng)注意的幾個問題。通過多方案的比較，分析地熱空調(diào)的優(yōu)勢。通過調(diào)查研究和分析，實際施工中所要遇到的困難，以及應(yīng)注意的事項。并預(yù)測未來的發(fā)展趨勢。畢業(yè)論文開題報告5．本課題研究工作進度1、畢業(yè)論文的選題：2006年2月14日；2、提交文獻綜述和開題報告：2006年3月20日；3、提交論文提綱：2006年4月20日；4、提交文本草稿審查2006年5月15日；5、最終文本打印，2006年5月30日.6．論文提綱建筑節(jié)能的意義。地熱空調(diào)工作原理及分類。地熱空調(diào)與其他空調(diào)作經(jīng)濟比較。地熱空調(diào)在設(shè)計施工中出現(xiàn)的問題及相應(yīng)的解決方針。預(yù)測地熱空調(diào)未來的發(fā)展趨勢。畢業(yè)論文開題報告指導(dǎo)教師意見：空調(diào)系統(tǒng)是建筑物中的必備系統(tǒng)，從事空調(diào)的研究有重要的社會意義和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。從開題報告的內(nèi)容看，該同學已經(jīng)深入理解了畢業(yè)論文要求，明確了畢業(yè)論文要完成的內(nèi)容。并且制定了切實可行的論文提綱，安排了與畢業(yè)論文要求相符的進度計劃。從開題報告反映的情況，該同學能夠順利完成畢業(yè)論文任務(wù)，且設(shè)計深度和廣度達到了畢業(yè)論文要求，同意開題。指導(dǎo)教師：年月日教研室審核意見：教研室主任：年月日XX工程學院畢業(yè)論文文獻綜述論文題目：論地熱空調(diào)的發(fā)展前景學院名稱：建工學院專業(yè)：建筑設(shè)備及智能化工程班級：設(shè)備031班學號：20347102姓名：周***指導(dǎo)教師：王**2006年4月20日在我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)條件下，建筑能耗會直接或間接地帶來大氣環(huán)境污染，并成為城市中重要的溫室氣體排放源。而建筑能耗中采暖、空調(diào)能耗占60%-70%。因此，綠色建筑的主要研究方向采暖、空調(diào)的環(huán)保與節(jié)能。目前，我國已開發(fā)利用了多種節(jié)能環(huán)保的可再生能源，如地熱能、太陽能、潮汐能等等。在眾多資料中表明，地熱空調(diào)是新型空調(diào)中，最具競爭力的一種空調(diào)。本文就地熱能在采暖空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用，對其進行技術(shù)經(jīng)濟分析。能源和環(huán)保是人類生存和發(fā)展的兩大主題，是全球關(guān)注的問題。而建筑節(jié)能是世界建筑發(fā)展的大趨勢，建筑能源以供熱采暖和空調(diào)能耗為主，因此建筑節(jié)能的重點應(yīng)放在采暖和降溫能耗上。地球是一個龐大的蓄熱體，約可吸收47%的太陽能，蘊含著取之不盡，用之不竭的能量。地源熱泵即是利用了這一點，從大地中取熱，向大地放熱。地源熱泵是由室內(nèi)空氣處理末端、地源熱泵主機系統(tǒng)、地源系統(tǒng)三部分組成。為用戶供熱時，地源熱泵從大地中提取低品位熱能，通過電能驅(qū)動的地源熱泵主機輸送到高溫熱源（室內(nèi)空調(diào)房間），以滿足用戶供熱需求。為用戶供冷時，地源熱泵將用戶內(nèi)的余熱通過地源熱泵主機轉(zhuǎn)移到大地中，以滿足用戶制冷需求。地源熱泵按傳熱方式分為土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，它們的特點如下：土壤源熱泵系統(tǒng)又稱大地耦合式熱泵系統(tǒng)。其以水、鹽水或水乙二醇溶液作為介質(zhì)，在埋于土壤源內(nèi)部的換熱管道與熱泵機組間循環(huán)流動，實現(xiàn)機組與大地土壤之間的熱量交換，這種形式的效率比水源熱泵要低，但應(yīng)用不會受到太多的限制，可以根據(jù)工程實際情況采用垂直埋管或水平埋管。水源熱泵系統(tǒng)由抽水井將地下水抽出，通過板式換熱器或直接將水送道熱泵機組，經(jīng)提取熱量或釋放熱量后，由回灌井回灌到地下原含水層，由于地下水的溫度相對穩(wěn)定，水的換熱性能優(yōu)于土壤的性能。但是由于地下水狀況的復(fù)雜性，回灌技術(shù)對地下水資源污染等問題，使地下水源熱泵的推廣受到一定的限制?，F(xiàn)在還有一種地表水水源熱泵，它改善了這方面的限制，但由于地下水的溫度一般都好于地表水，該方式熱泵循環(huán)效率低于地下水源熱泵。地源熱泵在環(huán)保節(jié)能方面有許多的優(yōu)勢，但在應(yīng)用推廣中，設(shè)計和施工人員還會碰到一些問題，如：土壤源熱泵的埋管深度、間距的設(shè)計；水源熱泵的抽水井和回灌井的布局；在實際工程中方案的選擇等。在主體部分將會針對這些問題進行綜述。一、地源熱泵中央空調(diào)的優(yōu)勢1.技術(shù)成熟：本系統(tǒng)在北歐、北美已普遍應(yīng)用近30年，技術(shù)成熟、可靠。

2.運行節(jié)能：地源熱泵夏季冷凝溫度比風冷熱泵低。冬季利用地下土壤(地下水)熱量供熱比風冷熱泵COP(能效比)值高出40%左右，運行費用可降低30-40%。

3.運行安全可靠：基本不受環(huán)境氣溫的影響：系統(tǒng)簡單，省去冷卻塔等部件的維護工作，可穩(wěn)定持續(xù)的供冷供熱。

4.利于環(huán)保：系統(tǒng)全部為閉式循環(huán)，不會造成地下水的污染；即無直燃機的二氧化碳排放，又無風冷機的噪音污染，運行安靜、占地面積小，布置靈活，不影響建筑外觀。

5.一機多用：既可制冷又可制熱，尚可供應(yīng)生活熱水。

6.土壤源熱泵機組放置在封閉機房內(nèi)，機組噪聲和機組的檢修對住戶干擾最少。

7.使建筑物成為環(huán)保型低消耗建筑，符合國際發(fā)展趨勢地源熱泵中央空調(diào)工作原理熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分電能，從環(huán)境介質(zhì)中提取高于輸入電能幾倍的能量，提高溫位進行利用，這也是熱泵節(jié)能的原因。

具體的說土壤(水源)熱泵是以大地(地下水)為熱源對建筑進行空調(diào)的技術(shù)，冬季通過熱泵將大地(地下水)中的低位熱能提高品位對建筑供暖，同時儲存冷量，以備夏用；夏季通過熱泵對建筑進行降溫，同時儲存熱量，以備冬用，大地在整個循環(huán)中起到了蓄熱器的作用。二、地下管群換熱器的管間距分析土壤源熱泵系統(tǒng)主要應(yīng)用于冬夏季負荷不平衡的地區(qū)，在夏季對土壤進行蓄冷、釋冷，使埋管換熱器兼作換熱器和蓄冷裝置用，冬季對建筑物供熱。這牙膏冬夏對地下管群換熱器的要求各不相同，夏季要求管間距較小，有利于蓄存高品質(zhì)冷量；冬季為了滿足供暖要求，避免時間久出力不足現(xiàn)象，就需要較大的管間距，本文即針對這種情況，冬夏采用不同連管方式組成不同的地下管群。以上是哈爾濱工業(yè)大學對豎直地下管群換熱器的管間距問題，基于熱滲耦合作用下的數(shù)學模型，采用整體求解方法求得冬、夏季工況下管內(nèi)流體、地下埋管換熱器及周圍土壤的溫度場數(shù)值解，從而分析并得出結(jié)論。水源熱泵的抽水井、回灌井設(shè)計要點抽水井、回灌井的布置及設(shè)計必須根據(jù)場地環(huán)境條件進行，在保證水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)地下水長期穩(wěn)定使用的前提下，又不導(dǎo)致造成地下水利用期間地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)。下面以武漢香榭里花園的水源熱泵為例：經(jīng)過計算，地下水開采量必須滿足高峰空調(diào)負荷時的3000m3/d.抽水井設(shè)計為3口，每口井水量為1000m3/d，3口井呈三角形布設(shè)，間距80-120m；回灌井5口，每口井回灌水量為600m3/d，總回灌水量為3000m3/d，5口井呈梅花形布置，井間距最小大于40m。當3口抽水井與5口回灌井同時工作時，即抽取的地下水經(jīng)水源熱泵機專用程序計算，并繪制出抽水井和回灌井同時工作狀態(tài)下的水位等值線圖。結(jié)果顯示，地下水的開采和回灌設(shè)計能保證不造成地質(zhì)災(zāi)害。地熱空調(diào)系統(tǒng)不管是從環(huán)保的角度還是從節(jié)能的角度，都優(yōu)于常規(guī)空調(diào)，而且地熱空調(diào)技術(shù)方面也是成熟、可靠。在經(jīng)濟方面，初投資的大小需要科學的、合理的利用工程場地的地理優(yōu)勢，下面論文中的工程實例就是利用了現(xiàn)成的資源減少了取排水工程投資。參考文獻：1.張宏宇唐志偉馬重芳新型供熱制冷空調(diào)系統(tǒng).北京：北京工業(yè)大學環(huán)境與能源工程學院１０００２２2.陳建萍基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地源熱泵傳熱模型研究.上海：上海市建筑科學研究院２０００３２3.馮小平龍惟定熊占野鞠曉芳某生態(tài)住宅小區(qū)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)方案的技術(shù)經(jīng)濟分析4.石玉香尚海亮水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在南京某廣場的應(yīng)用分析（南京交通職業(yè)技術(shù)學院江蘇國際圖書中心工程建設(shè)指揮部）5.范蕊馬最良雙功能地下管群換熱器的管間距分析.哈爾濱工業(yè)大學市政環(huán)境工程學院6.趙淑敏主編工業(yè)通風空氣調(diào)節(jié)中國電子出版社論地熱空調(diào)的發(fā)展前景畢業(yè)論文學院名稱：建工學院專業(yè)：建筑設(shè)備及智能化工程班級：設(shè)備031班學號：姓名：周**指導(dǎo)教師：王**目錄一、空調(diào)采暖節(jié)能的意義………19二、新型節(jié)能環(huán)保空調(diào)…………19三、地熱空調(diào)技術(shù)原理及分類…………………19四、工程實例的分析與比較……………………20（一）工程概況…………………20（二）水源熱泵方案說明………201.空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案…………202.水源熱泵方案說明……………20（三）水源熱泵系統(tǒng)方案技術(shù)經(jīng)濟分析比較…………………211.設(shè)計參數(shù)…………………212.設(shè)備選型和初投資………213.年運行費用分析…………234.經(jīng)濟比較…………………24（1）初投資………………………24（2）年運行費用和投資回收期…………………24五、結(jié)論與建議…………………24六、參考文獻……………………25七、致謝…………25摘要：本文介紹了地熱空調(diào)中,水源熱泵和土壤源熱泵的概念和工作原理，分析了我國地熱空調(diào)的應(yīng)用方式，闡述了水熱泵空調(diào)系統(tǒng)在崇明某生態(tài)小區(qū)工程中應(yīng)用的優(yōu)點和經(jīng)驗，并介紹了地熱空調(diào)熱泵技術(shù)在節(jié)能環(huán)保上的優(yōu)勢及推廣應(yīng)用中需要注意的一些問題。ABSTRACTTheconceptandtheworkingprincipleofwater-SourceＨeatpumpandGround-SourceＨeatpump(WSHPandGSHP)areintroducedinthispaper.ThedetailsoftheapplicationofWSHPandGSHPsysteminoneplazaofourcountryarepresentedasapracticalexample.TheadvantageofChongmingsystemintheapplicationispointedoutaccordingtotheanalysisofitsconstruction,operationcost,systemperformance,andmanagementandsomeknowledgeacquiredfromitsapplicationisdescribedwhichwillbenefitthefutureapplication.SomepotentialproblemsinthefutureapplicationofWSHPandGSHPsystemthatareworthyofconsiderationarealsomentionedinthispaper.關(guān)鍵詞：水源熱泵土壤源熱泵節(jié)能環(huán)保經(jīng)濟性能耗分析運行費用KEYWORDS：water-sourceheatpump,ground-sourceheatpump,energysavingenvironmentalprotection,economics,energyanalysis,operatingcost,一、空調(diào)采暖節(jié)能的意義建筑節(jié)能是關(guān)乎我國國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措。近年來，我國建筑大規(guī)模迅速擴大，每年新建房屋17-18億m2。據(jù)統(tǒng)計，目前全國已建公共建筑面積就有40億m2，其中采用集中空調(diào)的建筑面積約為5-6億m2，若按節(jié)能標準進行改造，總節(jié)能潛力相當于1.35億t標準煤。而在公共建筑總能耗中，暖通空調(diào)能耗約占60%-65%。由此可見，暖通空調(diào)的節(jié)能力度將直接影響著我國建筑節(jié)能整體目標的實現(xiàn)。二、新型節(jié)能環(huán)?？照{(diào)在我國傳統(tǒng)的舒適性室內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)中，北方一般以燃燒煤鍋爐解決冬季取暖問題，南方則以水冷機組解決夏季空調(diào)制冷問題。20世紀80年代后，經(jīng)濟的高速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，對供熱和空調(diào)的需求快速增長，對室外環(huán)境質(zhì)量的要求也逐步提高，供熱、制冷的方式越來越多樣化。從可持續(xù)發(fā)展的角度看，采暖空調(diào)用能必須提高能源利用效率，努力尋找可再生的能源。地熱空調(diào)就是一種節(jié)能環(huán)保型的新型空調(diào)。三、地熱空調(diào)技術(shù)原理及分類圖1水源熱泵原理地熱空調(diào)系統(tǒng)可工作在制冷工況和供熱工況。它的原理與普通的熱泵系統(tǒng)基本一樣，如果說普通熱泵系統(tǒng)是把地球表面空氣或建筑內(nèi)部水環(huán)作為取熱放熱的對象，而它則是把土壤、地下水或地表水作為取熱放熱的對象。水源熱泵原理如圖1所示。圖1水源熱泵原理地熱空調(diào)按傳熱方式可分為：大地直接換熱式熱泵系統(tǒng)、大地耦合式熱泵系統(tǒng)（埋管式土壤源熱泵系統(tǒng)）、地下水循環(huán)式熱泵系統(tǒng)、地表水水源熱泵系統(tǒng)。它們有如下特點：（1）大地直接換熱式熱泵系統(tǒng)熱泵機組的室外機組直接埋設(shè)于地下土壤中，制冷劑直接與土壤進行換熱，此種形式熱損失最小，熱泵效率高，還可以節(jié)約10%左右的介質(zhì)循環(huán)泵用電，節(jié)能效果好，但存在室外盤管安裝維護困難，土壤腐蝕等問題。僅在小型系統(tǒng)中少量采用。（2）大地耦合式熱泵系統(tǒng)大地耦合式熱泵系統(tǒng)又稱（埋管式土壤源熱泵系統(tǒng)）。其以水、鹽水或水乙二醇溶液作為介質(zhì)（冷熱量載體），在埋于土壤源內(nèi)部的換熱管道與熱泵機組間循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)機組與大地土壤之間的熱量交換。這種形式多了一次換熱過程，傳熱損失增加，熱泵效率比前者降低。但地下?lián)Q熱器形式可以靈活處理，規(guī)模不限，安裝要求不高，這種形式應(yīng)用較為普遍，且有垂直埋管和水平埋管。（3）地下水循環(huán)式熱泵系統(tǒng)這種系統(tǒng)由抽水井將地下水抽出，通過板式換熱器或直接將水送到熱泵機組，經(jīng)提取熱量或釋放熱量后，由回灌井回灌入地下，由于地下水的溫度相對穩(wěn)定，水的換熱性能優(yōu)于土壤的性能。因此，地下水作冷熱源的熱泵系統(tǒng)性能比前二種性能都要優(yōu)良。但是由于地下水狀況的復(fù)雜性，回灌技術(shù)對地下水資源污染等問題，使地下水水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用受到一定限制。（4）地表水源熱泵系統(tǒng)地表水源熱泵系統(tǒng)是利用江河湖泊的水作為機組冷熱源，按地表水與機組的換熱方式不同，又可分為多種形式，由于地下水的溫度一般都好于地表水，該方式熱泵循環(huán)的效率低于地下水水源熱泵系統(tǒng)。但是，地表水一般來說取用排放均較方便。四、工程實例的分析與比較（一）工程概況本工程是崇明某生態(tài)住宅小區(qū)總規(guī)劃建筑面積93490m2，其中，住宅建筑48230m2，原住宅建筑面積10000m2，住宅戶數(shù)473戶，住宅人數(shù)1514人。（二）空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案說明1.空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案圖1崇明某生態(tài)小區(qū)水源熱泵原理圖本工程水源熱泵系統(tǒng)原理如圖1所示。冬季，工質(zhì)通過板式換熱器從河水中吸收熱量，通過熱泵系統(tǒng)的冷凝器加熱空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)水，向用戶供暖。夏季工質(zhì)通過板式換熱器從河水中排出熱量，通過熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器吸收空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水的熱量，向用戶供冷。由于冬季江水溫度較低，為了提高換熱效果，直接利用江水和板式換熱器進行換熱。為了得到更低的蒸發(fā)溫度，工質(zhì)采用乙二醇溶液。圖1崇明某生態(tài)小區(qū)水源熱泵原理圖2.水源熱泵方案說明首先，崇明某生態(tài)住宅小區(qū)緊靠長江（距江堤約1000米），江堤附近的河面開闊，根據(jù)最低和最高水位的實際情況，引水管的取水口的安設(shè)位置對航道不會造成影響，因此，水源熱泵具備利用長江水資源的條件。另外，小區(qū)附近有一條通向長江的排水明渠，可直接利用其排水，這樣一來只需設(shè)一根引水管，可減少排水管道的初投資。其次，根據(jù)上海市的氣象、水文條件，夏季長江水最高月（8月）平均溫度一般為27.6-28.0℃，以換熱器5℃溫差考慮，則熱泵機組夏季的進水平均溫差不高于33℃，如果夏季熱泵的冷卻水側(cè)溫差為5℃，出水溫度不高于38℃，根據(jù)熱泵機組的技術(shù)要求，這時的冷卻水供回水溫差是能夠保證夏季熱泵機組制冷正常運行。在冬季，崇明長江水最低月（2月）平均溫度一般為5.6-6.7℃左右，以換熱器2℃溫差考慮，則熱泵機組出水溫度不到-1.4℃，則須在循環(huán)水中添加防凍液?？紤]到長江水泥沙、水藻等雜質(zhì)含量高，水表面直接與空氣接觸，水體含氧量較高，腐蝕性強，如果將長江水直接供應(yīng)到每臺熱泵機組進行換熱，容易導(dǎo)致熱泵機組壽命的降低，換熱器結(jié)垢而性能下降，嚴重時還會導(dǎo)致管路阻塞，因此不宜將地表水直接供應(yīng)到每臺熱泵機組換熱。為此本工程將長江水和冷凝器或蒸發(fā)器的循環(huán)水之間用熱交換器分開，熱交換器采取小溫差換熱的方式運行，這樣就可以用廉價的換熱器保護昂貴的水源熱泵機組。從而得出結(jié)論，此方案可行。（三）水源熱泵系統(tǒng)方案技術(shù)經(jīng)濟分析比較根據(jù)住宅和商業(yè)的負荷情況及小區(qū)的建設(shè)特點，冬、夏均由水源熱泵機組來承擔空調(diào)負荷，夏季為末端提供7/12℃的冷凍水，冬季為末端提供50/40℃的熱水。系統(tǒng)方案經(jīng)濟分析計算初投資和運行費用與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)（電制冷+燃氣鍋爐）進行分析比較。1.設(shè)計參數(shù)小區(qū)內(nèi)住宅設(shè)計為節(jié)能建筑，單位建筑面積的冷負荷和熱負荷分別按45W/m2和40W/m2進行概算，系統(tǒng)冷熱負荷概算結(jié)果見表1。表1系統(tǒng)冷熱負荷概算表功能建筑面積（m2）單位冷負荷（W/m2）設(shè)計冷負荷（KW）單位熱負荷（W/m2）設(shè)計熱負荷（KW）住宅58230452624.4402332.82.設(shè)備選型和初投資水源熱泵機組本方案采用2臺水源熱泵機組（單臺制冷量為1312KW、制熱量為1257KW），用于夏季供冷和冬季供熱。主要設(shè)備和初投資選型表如表2。表2水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備選型和初投資序號設(shè)備名稱設(shè)計參數(shù)單位數(shù)量單價（萬元）合價（萬元）1水源熱泵機組制冷量1312KW制熱量1257KW臺2971942負荷循環(huán)用板式換熱器夏季換熱量1440KW冬季換熱量1380KW臺219383河水用板式換熱器夏季換熱量1690KW冬季換熱量1000KW臺227544乙二醇泵電功率22KW臺23.67.25板換一次側(cè)負荷循環(huán)泵電功率30KW臺23.67.26板換二次側(cè)負荷循環(huán)泵電功率45KW臺21.653.37河水泵電功率55KW臺22.14.28鈉離子交換器處理水量6m3/h套14.24.29軟化水箱有效容積3.02m3臺10.620.6210冷凍水用落地膨脹水箱（一罐兩泵）功率N=7.5KW套14.54.511乙二醇用落地膨脹水箱（一罐兩泵）功率N=1.1KW套12.82.812自動反沖洗過濾器處理水量900m3/h臺11.21.2小計（萬元）321.2213河水構(gòu)筑物（萬元）1514引水管道（萬元）9015安裝費（萬元）8016自控（萬元）2517合計（萬元）531.22注：設(shè)備的初投資是根據(jù)設(shè)備廠家的報價計算（2）燃氣鍋爐+冷水機組本方案采用2臺螺桿式冷水機組（單臺制冷量為1406KW），用于夏季供冷，2臺燃氣鍋爐（單臺制熱量為1400KW），用于冬季供熱，主要設(shè)備選型表如表3。3.年運行費用分析年運行費用主要按冬夏兩個季節(jié)計算，夏季運行按照每天運行18小時，運行150天；冬季每天運行18小時，運行90天算。綜合考慮設(shè)備同時使用系數(shù)0.8。本工程上海地區(qū)的電價政策：06：00-22：00—0.61元/KWh，22：00-6:00—0.30元/KWh,天然氣2.2元/m3,據(jù)此，進行年運行費用分析。其結(jié)果如表4所示。表3燃氣鍋爐+冷水電制冷機組主要設(shè)備選型表序號設(shè)備名稱參數(shù)數(shù)量單價（萬元）總價（萬元）1螺桿式冷水機組制冷量1406KW2臺84.6169.22燃氣鍋爐制熱量1400KW2臺27543冷凍水泵電功率45KW2臺1.653.34冷卻水泵電功率45KW2臺1.63.25冷卻塔流量L=350m3/h2臺10.220.46熱水循環(huán)泵電功率45KW2臺1.12.27鈉離子交換器處理水量6m3/h1套4.24.28軟化水箱有效容積3.02m31臺0.620.629冷凍水用落地膨脹水箱功率N=7.5KW1套4.54.510安裝費261.6211自控1512燃氣管道及設(shè)施6013合計416.62表4年運行費用分析表設(shè)計日負荷率設(shè)計運行天數(shù)水源熱泵機組燃油（汽）鍋爐+冷水機組夏季冬季夏季冬季夏季冬季萬元/年萬元/年100%1598.976.339.599.6475%754541.9028.9444.6243.5750%452719.8012.5120.7717.7725%1593.302.083.462.96小計1509073.9849.8678.4473.95合計240123.84152.38表5兩種方案初投資及運行費用比較項目（A）水源熱泵（B）常規(guī)空調(diào)（C）費用差額（B-C）初投資(萬元)531.22416.62114.6單位建筑面積初投資（元/m2）91.2371.55