长沙市某医院土壤源热泵系统工程应用与经济性能分析

论文摘要

在目前传统的能源日渐稀少的形势下,土壤源热泵系统作为一种绿色节能环保的空调系统得到各国政府的大力支持,因此,在国外许多技术都已经成熟。然而其在我国发展比较缓慢,其主要原因是初投资高、政策方面存在问题。近几年来,我国已经开始对土壤源热泵系统进行一系列的研究,并且在一些城市建立了土壤源热泵系统示范工程。由于现在对土壤源热泵系统的应用研究、分析还不完善,尤其是对实际工程设计、安装、运行的研究及其工程实例的经济分析较少,这在很大程度上制约了土壤源热泵的推广应用。长沙市某医院综合楼应用了土壤源热泵系统,本文首先介绍了医院空调系统设计的基本情况,根据实际情况,医院选取了空气源热泵系统、电动冷水机组加燃气锅炉以及土壤源热泵系统等几种冷热源方案,本文运用技术经济性分析方法,从初投资、运行费用、费用年值等方面对几种方案做了研究性分析。根据工程所在地的实际情况,本文对其地下土壤的热物性参数进行了实地测试,并且利用清华大学模拟软件Dest-C进行了热泵系统动态冷热负荷的模拟分析,而且分析施工过程中地埋管的安装、灌浆以及回填材料等问题。本文还介绍了土壤源热泵系统在工程应用中所遇到的问题,比如回填材料的确定,地埋管排气的设计等,以及地埋管换热器的热短路问题,提出了减小热短路的解决措施等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 地源热泵的原理、特点及分类
• 1.1.1 地源热泵的基本原理
• 1.1.2 地源热泵的分类
• 1.1.2.1 地下水热泵系统
• 1.1.2.2 地表水热泵系统
• 1.1.2.3 土壤源热泵系统
• 1.2 土壤源热泵的原理及形式
• 1.2.1 土壤源热泵的原理
• 1.2.2 土壤源热泵系统的形式
• 1.3 国内外地源热泵研究情况及应用现状
• 1.3.1 地源热泵在国外的应用情况
• 1.3.2 地源热泵在国内的应用情况
• 1.4 长沙市地埋管地源热泵系统的应用情况
• 1.5 本文研究内容及论文框架
• 第2章 某医院空调系统负荷分布与方案选择
• 2.1 工程概况
• 2.2 设计原则
• 2.3 设计依据
• 2.4 设计气象参数
• 2.4.1 空调室外计算参数
• 2.4.2 通风室外计算参数
• 2.4.3 室外风速计算参数
• 2.4.4 空调室内计算参数
• 2.5 建筑冷热负荷的计算
• 2.5.1 全年逐时冷负荷的计算
• 2.5.1.1 围护结构瞬变传热引起的冷负荷
• 2.5.1.2 透过外玻璃窗的日射得热形成冷负荷
• 2.5.1.3 室内热源形成的冷负荷
• 2.5.2 全年逐时热负荷的计算
• 2.5.3 某医院全年冷热负荷计算结果
• 2.6 空调系统方案设计
• 2.6.1 空调系统室内末端设备的设计
• 2.6.2 空调系统冷热源方案
• 2.7 本章小结
• 第3章 土壤源热泵工程经济性分析
• 3.1 工程经济性分析评价
• 3.1.1 经济性分析类型
• 3.1.2 技术经济性分析方法
• 3.1.3 技术经济性分析标准
• 3.1.4 技术经济性主要指标
• 3.2 某医院空调系统冷热源方案的设计
• 3.2.1 空气源热泵空调系统
• 3.2.2 电动冷水机组加燃气锅炉系统
• 3.2.3 土壤源热泵空调系统
• 3.2.4 土壤源热泵空调系统加辅助冷热源
• 3.3 设备选型
• 3.3.1 空气源热泵系统设备选型
• 3.3.2 电动冷水机组加燃气锅炉系统设备选型
• 3.3.3 土壤源热泵系统设备选型
• 3.3.4 土壤源热泵系统设备加辅助冷热源设备选型
• 3.4 各种方案的经济性分析
• 3.4.1 初投资分析
• 3.4.2 年运行费用分析
• 3.4.3 各种方案动态费用年值比较分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 地埋管换热器性能分析
• 4.1 单U型管与双U型管设计选择
• 4.2 地埋管换热器环路形式选择
• 4.3 地埋管换热器埋管选择
• 4.3.1 管材所需特性
• 4.3.2 地埋管管径选取
• 4.4 地埋管换热器的长度计算
• 4.4.1 半经验公式方法
• 4.4.2 岩土传热热阻计算
• 4.4.3 供热、供冷运行份额的制定
• 4.4.4 地埋管换热器钻孔深度
• 4.5 热物性参数的测试
• 4.5.1 钻孔基本参数
• 4.5.2 测试结果
• 4.5.3 结果分析
• 4.6 地埋管换热器冷热量平衡分析
• 4.6.1 负荷模拟软件介绍
• 4.6.2 某医院的冷热负荷模拟分析
• 4.6.3 辅助热源（冷源）的设计
• 4.6.3.1 串联方式
• 4.6.3.2 串并联可调方式
• 4.7 地埋管管井场地的规划
• 4.8 本章小结
• 第5章 地埋管换热器的施工与问题分析
• 5.1 地埋管换热器的施工
• 5.1.1 垂直U型地埋管的安装
• 5.1.2 灌浆与回填材料
• 5.2 地埋管的连接与机房的布置
• 5.2.1 水平管的连接
• 5.2.2 机房布置
• 5.3 地埋管换热器设计问题
• 5.3.1 地埋管设计问题
• 5.3.2 管网设计注意问题
• 5.4 地埋管换热器的施工问题
• 5.5 地埋管换热器的热短路
• 5.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢