Keywords: Load Calculation; Air Conditioning System; Hydraulic Calculation; Ground-Source Heat Pump;  Vertical Buried Pipe

目录

1 绪论 1

1.1 土壤源热泵的发展简史 2

1.1.1 国外土壤源热泵发展 2

1.1.2 国内土壤源热泵发展 2

1.2 土壤源热泵的优点 3

1.3 土壤源热泵的发展趋势 4

1.4 土壤源热泵系统与家用中央空调的应用对比 5

2 设计 6

2.1 土壤源热泵空调设计依据 6

2.1.1 别墅室外气象参数 6

2.1.2 别墅室内设计参数 6

2.1.3 设计原则 6

2.2 负荷计算 7

2.2.1 冷负荷计算 7

2.2.2 工程负荷统计 11

2.3 空调系统的选择 12

2.4 末端设备选型 12

2.4.1 风机盘管的选型 13

2.5 气流组织计算 14

2.6 空调水系统的水力计算 15

2.6.1 空调水系统的设计 15

2.6.2 空调水系统的水力计算 15

2.6.3 空调冷凝水系统的设计 21

2.6.4 水系统管材的选择 21

2.7 空调风系统的设计 21

2.7.1 风管的分类 21

2.7.2 新风机组的选型 22

2.7.3 风口的选择 22

2.8 土壤源热泵机组选择 23

2.8.1 土壤源热泵机组选型计算 23

2.8.2 空调循环水泵设计 23

2.9 地埋管的设计 23

2.9.1 冬季与夏季地下换热量的计算 23

2.9.2 地下换热器的埋管形式 24

2.9.3 管路连接方式 24

2.9.4 地下换热器埋管管材及管径的确定 25

2.9.5 传热介质的选择 25

2.9.6 竖井埋管管长的确定 25

2.9.7 竖井数目及间距的计算 26

2.9.8 地埋管换热器系统的水力计算 26

3 结论和展望 29

3.1 结论 29

3.2 展望 29

致谢 30

参考文献 31

附录 32

1 绪论

进入21世纪以来，人们面临的最大难题就是能源紧张这一问题。伴随着人们生活水平的提高，能源的利用率越来越高，空调作为人们日常生活必不可少的电器，它的能源消耗越来越多，各国为了缓解这一情况，开始研发节能型空调。如今正在使用的地热能是一种可以再生的自然能源，虽然就目前的情况来看，它的应用并不如传统能源（例如煤炭、石油、天然气以及核能等）那样应用广泛，然而因为地壳里蕴藏着极其丰富的地热能，诸多国家开始对地热能进行较为深入的开发和利用，尤其是在今天，地球上的传统能源的存在量越来越少，人们开始重视地热能。

地源热泵中央空调系统是将地球表面浅层（在这里定义为小于400米深）地热能源作为冷源和热源，之后进行能量转换这一过程的既高效又节能的一种空调系统。地源热泵系统在工作时输入非常少的高品位能源（较为常见的能源为电能），通过这一过程低温位热能转移至高温位热能,其中土壤源热泵系统因为不会污染地下水而得到人们的青睐。在地球表面，浅层的土壤吸收大量的太阳能从而形成了低位热能能源。它的温度经常保持恒定，并且远大于冬季的室外温度，而且小于夏季的室外温度。热泵的工作原理是做功使热量从低温的介质转移到高温的介质。热泵系统以建筑物的空调为目的，供热过程运行时从低温能源中提取出热量，连同所消耗的高品位热能，向建筑物供热；在制冷时，提取建筑物中的热量，而后释放到环境热源中。在暖通空调这一领域中，地热作为一种清洁并且可再生的能源，地源热泵系统也是当今世界上应用渐渐增多的空调系统，地热能在冬季作为热泵供热的热源，在夏季作为夏季制冷的冷源。

何谓地源，现在的人们将它定义为地球表面浅层的地热能源，地球表面的土壤、地下浅层的水亦或江河中吸收来自太阳的热能、地球表面浅层的能源之后蕴藏起来的低品位热能。我们可以将地球表面浅层看作一个非常大的的太阳能集热器，这个太阳能集热器积存了大约48%的太阳能，相较于人类每年所利用能量，这一数据高出了500倍还多，不仅无处不在，而且不会因为地域、资源这些较为常见的问题而受得极大地限制，这种可再生能源储存于地球表面浅层，并且存在量较大，种种原因地热能源成为了一种可再生的清洁能源。