DS040型地源热泵安装流程设计毕业论文

DS040型地源热泵安装流程设计毕业论文目录第一章地源热泵的简介 (1)一、地源热泵的产生和定义 (1)二、地源热泵的主要用途及特点 (2)三、地源热泵的分类 (3)第二章地源热泵的结构和工作原理 (5)一、地源热泵的组成与基本结构 (5)二、地源热泵的工作原理简介 (8)第三章 DS040型地源热泵机组的设计 (9)一、DS040型机组制冷剂的选择 (9)二、D S O40型机组压缩机的选择 (13)三、D S O40型机组换热器的选择 (13)四、D S O40型热泵机组外壳设计 (15)第四章热泵机组的安装与调试 (16)一、机组组件的安装 (16)二、机组的调试、常见故障及简单故障的处理方法 (16)设计体会 (18)致谢 (19)参考文献 (20)DS040型地源热泵机组安装流程设计第一章地源热泵的简介一、地源热泵的产生和定义进入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空调，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，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，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。

1. 地源热泵的产生地源一词是从英文“ground source”翻译而来，汉语的涵则十分广泛，应包括所有地下资源的含义。

地源热泵技术产生于1912年，距今已有百年历史。

在空调业，目前仅指地壳表层（小于400米）围的低温热资源，它的热源主要来自太阳能，极少能量来自地球部的地热能。

地球表面的水体和土、岩石是一个巨大的太阳能集热器，收集47%的太阳辐射热能，这个能量比人类每年利用能量的500倍还要多，它几乎是无限的可再生的能源。

而地源热泵的技术思路则是以少量高品位能源（电能），实现低品位热能向高品位转移。

地源介质在冬季作为热泵供暖的热源和夏季制冷的冷源。

即在冬季把地源介质中的热量“吸取“出来，提高循环介质温度后，供人采暖；夏季把室的热量取出来，释放到地源介质中去，由地源介质将其储存。

2. 地源热泵的定义地源热泵是以地球表面浅层土壤作为热源（热汇），将传统空调的冷凝器（或蒸发器）中需要排放（或吸收）的热量通过中间介质（通常是水）作为载体，并使中间介质在封闭环路中通过大地循环流动，从而实现与大地进行冷热交换的目的。

二、地源热泵的主要用途及特点1. 地源热泵的主要用途地源热泵系统的能量来源于自然能源。

它不向外界排放任何废气、废水、废渣、是一种理想的“绿色空调”。

被认为是目前可使用的对环境最友好和最有效的供热、供冷系统。

该系统无论严寒地区或热带地区均可应用。

可广阔应用在办公楼、宾馆、学校、宿舍、医院、饭店、商场、别墅、住宅等领域。

2. 地源热泵的特点(1)利用可再生能源：属可再生能源利用技术,地源热泵从常温土壤或地表水（地下水）中吸热或向其排热，利用的是可再生的清洁能源，可持续使用。

(2)高效节能，运行费用低：属经济有效的节能技术地源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。

另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

(3)节水省地：以土壤(水)为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染。

省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。

(4)环境效益显著该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区，在供热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的绿色环保产品。

(5)运行安全稳定，可靠性高：地源热泵系统在运行中无燃烧设备，因此不可能产生二氧化碳、一氧化碳之类的废气，也不存在丙烷气体，因而也不会有发生爆炸的危险，使用安全。

燃油、燃气锅炉供暖，其燃烧产物对居住环境污染极重，影响人们的生命健康。

由于土壤深处温度非常恒定，主机吸热或放热不受外界气候影响，运行工况非常稳定，优于其它空调设备。

不存在空气源热泵供热不足，甚至不能制热的问题。

整个系统的维护费用也较锅炉－制冷机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。

维修量极少，折旧费和维修费也都大大地低于传统空调。

(6)一机两用，应用围广地源热泵系统可供暖、制冷，一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。

可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于住宅的采暖、供冷。

(7)自动运行地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费低；自动控制程度高，可无人值守；此外，机组使用寿命长，均在20年以上。

三、地源热泵的分类地源热泵在国也被称为地热泵。

根据利用地热源的种类和方式不同可以分为以下3类：土壤源热泵或称土壤耦合热泵（GCHP）、地下水热泵（GWHP）、地表水热泵（SWHP）。

1. 土壤源热泵土壤源热泵以大地作为热源和热汇，热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。

土壤源热泵系统主机通常采用水—水热泵机组或水—气热泵机组。

根据地下热交换器的布置形式，主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管３类。

垂直埋管换热器通常采用的是Ｕ型方式，按其埋管深度可分为浅层（＜３０ｍ），中层（３０～１００ｍ）和深层（＞１００ｍ）３种。

埋管深，地下岩土温度比较稳定，钻孔占地面积较少，但相应会带来钻孔、钻孔设备的经费和高承压埋管的造价提高。

总的来说，垂直埋管换热器热泵系统优势在于：（１）占地面积小；（２）土壤的温度和热特性变化小；（３）需要的管材最少，泵耗能低；（４）能效比很高。

而劣势主要在于：由于相应的施工设备和施工人员的缺乏，造价偏高。

水平埋管换热器有单管和多管２种形式。

其中单管水平换热器占地面积最大，虽然多管水平埋管换热器占地面积有所减少，但管长应相应增加来补偿相邻管间的热干扰。

水平埋管换热器热泵系统由于施工设备广泛使用而且施工人员易找，又加上许多家庭有足够大的施工场地，因此造价就可以减下来。

除需要较大场地外，水平埋管换热器系统的劣势还在于：运行性能上不稳定（由于浅层大地的温度和热特性随着季节、降雨以及埋深而变化）；泵耗能较高；系统效率降低。

蛇行埋管换热器比较适用于场地有限又较经济的情况下。

虽然挖掘量只有单管水平埋管换热器２０％～３０％，但是用管量会明显增加。

这种方式优缺点类似于水平埋管换热器，所以有的文献将其归入水平埋管换热器。

2. 地下水热泵在土壤源热泵得到发展以前，欧美国家最常用的地源热泵系统是地下水热泵系统。

目前在民用中已经很少使用，主要应用在商业建筑中。

最常用的系统形式是采用水—水式板式换热器，一侧走地下水，一侧走热泵机组冷却水。

早期的地下水系统采用的是单井系统，即将地下水经过板式换热器后直接排放。

这样做，一则浪费地下水资源，二则容易造成地层塌陷，引起地质灾害。

于是产生了双井系统，一个井抽水，一个井回灌。

地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵系统低，另外水井很紧凑，不占什么场地，技术也相对比较成熟，水井承包商也容易找。

其劣势就在于：（１）有些地方法规禁止抽取或回灌地下水；（２）可供的地下水有限；（３）如水质不好或打井不合格要注意水处理；（４）如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远，泵耗能就会过大。

3. 地表水热泵地表水热泵系统主要有开路和闭路系统。

在寒冷地区，开路系统并不适用，只能采用闭路系统。

总的来说，地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优点。

但是，在公共用的河中，管道或水中的其他设备容易受到损害。

另外，如果湖泊过小或过浅，湖泊的温度会随着室外气候发生较大的变化，这就会产生效率降低、制冷或供热能力降低的后果。

第二章地源热泵的结构和工作原理一、地源热泵的组成与基本结构冷热空调系统是由下列部分所组成：地源热泵机组、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室温控器等。

地源热泵空调机组是一种水冷式的供冷/供热机组。

机组由封闭式压缩机、同轴套管式水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀(或毛细膨胀管)、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过滤器、安全控制等所组成。

机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置，是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调机组。

图2-1 地源热泵机组的结构图图2-2 板式换热器图2-3 压缩机图2-4 冷凝器图2-5 四通换向阀图2-6 蒸发器图2-7 冷热空调系统的工作过程示意图二、地源热泵的工作原理简介1.制冷工况空调房间的冷负荷连同压缩机的功所转化的热量被排入大地。

根据图2-1，室外埋管换热器1与换热器（图2-2）（此时换热器 2 在热泵机组中起冷凝器的作用）之间通过管道连接成一个封闭的回路，在水泵 7 的作用下，水在回路中往复循环，在换热器（图2-2）（冷凝器）中吸收制冷剂的热量，通过室外埋管换热器 1 传入大地；2.供热工况根据图2-1，从压缩机（如图2-3）出来的制冷剂经换向阀（如图2-5）作用换向，此时换热器（如图2-2）转换成为热泵机组的蒸发器，循环水流经室外埋管换热器 1 时吸收大地中的热量，在换热器（如图2-6）（蒸发器）中释放给制冷剂。

在室侧，同样既可以通过水的循环进行热量传递，也可以使制冷剂直接流经房间换热器与空气进行热交换。

第三章 DS040型地源热泵机组的设计热泵机组的设计要求：DS040地源热泵机组设计给定参数如下制冷量（KW ）: 30制热量（KW ）: 65制冷功率（KW ）: 7.7制热功率（KW ）: 10.8负荷侧水流量(m 3/h):6.28地源侧水流量(m 3/h):7.6负荷侧进出水温度（ºC ）:12/7地源侧进出水温度（ºC ）:30/25 一、DS040型机组制冷剂的选择按“空调工况”进行设计，热负荷为30Kw/h,采用水冷却型式，根据气象参数，冷却水平均水温为32℃，取t k =40℃（⊿t=8℃），冷媒水水温为进水18℃，出水8℃，取t 0=0℃（⊿t=8℃）。

1.根据t k =40℃，t 0=0℃，制冷量为40Kw 进行初步热力计器发蒸冷凝器压缩机节流阀图3-2 LgP—h图表3-1各制冷剂性能比较表其中q0=h1-h4,w=h2-h1, q k =h2-h3，Q0=G* q0，W=w*G，Q k=G*q k 表3-2各制冷剂的特点比较表h表3-3各制冷剂的比较表其中，ODP是破坏臭氧层潜能值。

WGP是温室效应潜能值综上所述，从技术、环境、经济三方面考虑，R22单位容积制冷量大，等熵指数较小，冷凝压力较低，它对大气臭氧层稍有破坏作用，ＯＤＰ值为０.０３４，ＧＷＰ值为１９００，：R22的综合性能极佳，具有良好的热力性能。